Розробка схеми асинхронного електроприводу зі збудженням енергією конденсатора, яка зумовлена ковзанням, та способів керування таким електроприводом. Теоретичне обґрунтування процесів у запропонованій схемі електроприводу, створення математичної моделі.
Аннотация к работе
Національний університет "Львівська політехніка" Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Плахтина Омелян Григорович, професор кафедри електроприводу та автоматизації промислових установок Національного університету "Львівська політехніка". Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Садовой Олександр Валентинович, завідувач кафедри електромеханіки Дніпродзержинського державного технічного університету. доктор технічних наук, професор Радімов Сергій Миколайович, професор кафедри енергоменеджменту Одеського національного політехнічного університету Захист відбудеться "11" березня 2011 р. о 12 годині 00 хв на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.35.052.02 в Національному університеті "Львівська політехніка" (79013, м.Львів-13, вул.Для досягнення мети поставлені наступні завдання: Розробити схеми асинхронного електроприводу зі збудженням енергією конденсатора, яка зумовлена ковзанням, та способів керування таким електроприводом; Методами дослідження, використаними в даній роботі є: теорія електричних кіл для аналітичного пояснення можливості збудження асинхронної машини енергією конденсатора, яка зумовлена ковзанням; метод середньокрокових напруг другого порядку для реалізації компютерних моделей; метод математичного моделювання електромашинно-вентильних систем та методи обєктно-орієнтованого проектування, які використовувались для аналізу схеми асинхронного електроприводу зі збудженням від енергії ковзання ротора та для перевірки ефективності методу середньокрокових напруг другого порядку; метод фізичного моделювання, який використовувався для підтвердження теоретичних положень та перевірки адекватності розробленої математичної моделі. В дисертаційній роботі: Отримала подальший розвиток теорія керування АЕП шляхом теоретичного обґрунтування використання енергії конденсатора, зумовленої ковзанням, для збудження АМ та компенсації магнітного поля обмотки статора, що дало змогу забезпечити коефіцієнт потужності в статорі cos ? = 1 при регулюванні швидкості вище і нижче синхронної. Запропоновано спосіб керування АМ з компенсованим магнітним полем обмотки статора і збудженням енергією конденсатора, яка зумовлена ковзанням, що дає змогу забезпечити формування необхідних механічних характеристик електроприводу без необхідності визначення електромагнітного моменту. Вперше отримано аналітичні вирази, які описують процес електромеханічного перетворення енергії в АМ з компенсованим магнітним полем обмотки статора і збудженням енергією конденсатора, яка зумовлена ковзанням, що дали змогу встановити діапазон зміни швидкості та моменту даного електроприводу та його залежність від параметрів силового кола.В такому випадку АМ набуває властивостей скомпенсованої машини постійного струму незалежного збудження з можливістю незалежного регулювання потоку і моменту та забезпеченням коефіцієнту потужності статора рівним 1. Аналітично пояснено можливість збудження асинхронної машини енергією конденсатора, яка зумовлена ковзанням, показано обмеження, що накладаються на роботу схеми, та запропоновано нову систему керування, що дозволяє безпосередньо формувати необхідні механічні характеристики системи. Зауважимо, що енергія магнітного поля може бути виражена через модулі зображуючи векторів струмів статора, намагнічення і ротора, які треба підставити замість ефективних значень цих струмів, відповідно. За отриманими аналітичними залежностями розраховано величину зони обмеження, де енергія електричного поля є нижчою від енергії магнітного поля, необхідної для виконання задач керування (компенсації реакції статора і роботи з заданим cos j), а також встановлено, як впливають на величину цієї зони параметри схеми - АМ і кола на вході ІН - рис. Для керування запропонованим АЕП було використано систему підпорядкованого регулювання (СПР) з регуляторами швидкості та моменту, що використовувалась для керування МПЖ, однак при високих ковзаннях визначення моменту у даному алгоритмі відбувалось з похибкою, тому було запропоновано нову систему керування з безпосереднім формуванням механічних характеристик (рис.Запропонована схема електроприводу з інвертором напруги в колі ротора забезпечує виконання поставлених задач керування, а саме: забезпечення cos ? = 1; Виконання поставлених задач керування в запропонованій схемі АЕП забезпечується використанням для її роботи енергії конденсатора, яка зумовлена ковзанням. Існує зона обмеження, при якій енергія електричного поля є нижчою від енергії магнітного поля, необхідної для виконання задач керування (компенсації реакції статора і роботи з заданим cos ?). Величина цієї зони залежить від параметрів АМ, а також параметрів кола на вході інвертора напруги (значення опору резистора та ємності конденсатора).