Регульований електропривід турбомеханізмів за схемою вентильного двигуна зі збудженням змінним струмом - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИРобота виконана на кафедрі автоматизації управління електротехнічними комплексами Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут" (НТУУ "КПІ"). Науковий керівник: Чермалих Валентин Михайлович, доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри автоматизації управління електротехнічними комплексами НТУУ "КПІ". Офіційні опоненти: Родькін Дмитро Йосипович, заслужений діяч науки і техніки, доктор технічних наук, професор кафедри систем автоматичного керування та електропривода Кременчуцького державного політехнічного інституту; Захист відбудеться "09" червня 1999 року о 15-00 годині на засіданні спеціалізованої Ради К 26.002.06 при Національному технічному університеті України "КПІ", корп.Тому технічне вдосконалення і підвищення економічності електроприводів цих машин належать до головних завдань, які визначають раціональне використання електроенергії. Однак, незважаючи на різноманітність механізмів за призначенням, умовами роботи, основними параметрами, їх характеристики з точки зору вимог і умов роботи електропривода мають багато спільного. Мета дисертації - визначення характеристик ВД на основі АМ зі збудженням змінним струмом, оптимізація параметрів силового перетворювача та частоти струму збудження, а також розробка методів отримання механічних характеристик з заданими властивостями при нереверсивному і реверсивному магнітному полі збудження, яке обертається. Для досягнення мети необхідно розвязати такі завдання: встановити аналітичні залежності, які описують основні характеристики ВД зі збудженням змінним струмом на основі схеми заміщення, яка є частковим випадком відповідної схеми машини подвійного живлення; дослідити вплив частоти поля збудження на характеристики ВД і визначити оптимальну частоту напруги збудження, яка забезпечує мінімальну сумарну потужність перетворювачів;В наведеній схемі магнітне поле збудження обертається, завдяки чому в роторі наводиться ЕРС навіть при нульовій швидкості двигуна. Оскільки поняття ковзання S у схемі ВД має той же сенс, що і в нормальній схемі вмикання АМ, то при обертанні ротора в напрямку протилежному до обертання поля статора (що завжди має місце при запуску): S=(w1 w)/w1=w2/w1=f2/f1, деw - частота обертання ротора, w 1=2pf1/p, w 2=2p f2/p Якщо магнітне поле ВД обертається по відношенню до ротора в протилежному напрямі, то має місце марне перекачування енергії через статор у мережу. При цьому частота магнітного поля ротора, а як наслідок, і індукована в роторі ЕРС зменшується, що в свою чергу дозволить зменшити потрібну напругу випрямляча для одержання заданої швидкості. Якби магнітне поле і ротор обертались в протилежних напрямках, така частота струму в роторі мала б місце при швидкості w’<w1н, звязаній з f2 співвідношенням: f2=wp/(2p) f10.Турбомеханізми можна розглядати як окремий клас машин з вентиляторним навантаженням, особливістю якого є суттєве зниження моменту опору зі зменшенням швидкості обертання. Головним недоліком машинно-вентильних каскадів, що застосовуються для вентиляторів великої потужності, є наявність додаткових машин постійного струму, що мають складну конструкцію і низьку надійність в експлуатації. Регулювання швидкості електроприводу за схемою асинхронно-вентильного каскаду (АВК), яке здійснюється при повній напрузі, яка підводиться до статора АМ, призводить при роботі з малим навантаженням до зниження ККД і коефіцієнту потужності, погіршення енергетичних показників. Найдосконалішою системою регульованого електроприводу змінного струму великої потужності є електропривод за схемою вентильного двигуна на основі синхронної або асинхронної машин, який при правильному виборі параметрів має характеристики подібні характеристикам машини постійного струму незалежного збудження. Вентильний двигун на основі АМ зі збудженням постійним струмом потребує застосування спеціальних схем компенсації реакції якоря через несиметричне нагрівання обмоток статора, який виконує роль індуктора.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ