📄Работа №195290
Тема: Исследование спектров токов ротора и статора асинхронного электродвигателя при бездатчиковом векторном управлении.
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Электротехника
Объем:
75 листов
Год:
2018
Просмотров:
54
4750
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
АКТУАЛЬНОСТЬ 8
1. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 10
1.1 Скалярное управление 10
1.2 Векторное управление 12
1.3 Векторное бездатчиковое управление 16
2. НАЗНАЧЕНИЕ СТЕНДА 21
3. СОСТАВ СТЕНДА 22
4. ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ 39
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ 6
АКТУАЛЬНОСТЬ 8
1. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 10
1.1 Скалярное управление 10
1.2 Векторное управление 12
1.3 Векторное бездатчиковое управление 16
2. НАЗНАЧЕНИЕ СТЕНДА 21
3. СОСТАВ СТЕНДА 22
4. ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ 39
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
📖 Аннотация
В данной работе проведено исследование спектральных характеристик токов ротора и статора асинхронного электродвигателя в системах бездатчикового векторного управления. Актуальность исследования обусловлена широким распространением асинхронных двигателей в современных регулируемых электроприводах, где исключение датчика скорости позволяет повысить надежность и снизить стоимость системы, однако требует углубленного анализа электромагнитных процессов для обеспечения устойчивости и качества управления. Основные результаты, полученные путем экспериментального сравнения на стенде с преобразователем ATV71, показали, что при разгоне на холостом ходу бездатчиковое векторное и замкнутое векторное управления имеют схожие времена переходных процессов (0,6 с) и спектры токов в диапазоне 6–15 Гц, хотя пусковые токи в бездатчиковой системе на 30% выше. В режиме наброса нагрузки выявлены различия в частотах максимальных спектральных составляющих тока ротора: 6,25 Гц для бездатчикового управления, 8,75 Гц для системы с датчиком и 4,75 Гц для скалярного управления, что указывает на различный характер электромагнитных процессов. Научная значимость работы заключается в детальном анализе спектров токов, что углубляет понимание динамики асинхронного двигателя при бездатчиковом управлении. Практическая ценность состоит в предоставлении данных для оптимизации алгоритмов управления и выбора типа управления для конкретных применений, например, в приводах промышленных механизмов. Теоретической основой исследования послужили работы А.А. Усольцева по частотному управлению, Г.Ф. Зайцева по теории автоматического регулирования, а также техническая документация Schneider Electric на преобразователи серии ATV.
📖 Введение
Электропривод, использующий высокий коэффициент полезного действия в преобразовании электрической энергии в механическую, основанный на современных достижениях преобразовательной техники и IT- технологиях микропроцессорных информационных систем управления часто поражает воображение скорость развития. Можно сказать, что современный электропривод, все более и более основывающийся на электродвигателях переменного тока, обладающих безспорными эксплуатационными преимуществами, и применяемый во всех сферах от промышленного производства до бытовых устройств, является основой технического прогресса. Все крупные электротехнические компании выпускают регулируемые электроприводы комплектно с компьютерными средствами автоматизации в виде гибко программируемых систем, предназначенных для широкого использования. Начало истории электропривода начинается с первой половины XIX века. Открытие Г.Х. Эрстедом (1777-1851) закона механического взаимодействия электромагнитного поля и проводника с током (1819 г.), а также М. Фарадеем (1791-1867) закона электромагнитной индукции (1831 г.) послужило серьезным толчком к развитию прикладной электротехники. Огромное значение для всего дальнейшего развития электропривода имело создание М.О. Доливо - Добровольским (1862 - 1919) трехфазной системы передачи переменного тока, трансформатора и асинхронного двигателя (1888 - 1889).
Несмотря на то что АД, изобрели достаточно давно, оно редко применялся в связи с трудностями реализации, особенностями управления. До недавнего времени чаще всего применялся асинхронный электропривод.Основной областью применения АД до недавнего времени являлся нерегулируемый электропривод. В последние годы в связи с разработкой и выпуском электротехнической промышленностью преобразователей частоты и напряжения стали создаваться регулируемыепостоянного тока.
Современный асинхронный электропривод представляет собой электротехническое устройство, включающее в себя новейшие разработки в теории и практике создания микропроцессоров, силовых полупроводниковых приборов, защиты от различных помех, программных наработок в области управления и интерфейсов, а также создания надежных и высокоэффективных электродвигателей. Для динамичного управления асинхронного электродвигателя наиболее распространен способ ориентированного по потокосцеплению ротора векторного управления (Блашке, 1971). Применение данного способа впервые позволило полноценно использовать управление скоростью и моментом асинхронными электродвигателями и получило первую реализацию в системе «Трансвектор» фирмы Siemens. Преимуществом данного метода является возможность раздельного управления потоком и моментом асинхронного электродвигателя в координатных осях Парка - Горева, связанных с потокосцеплением ротора, существенно приближая принципы регулирования к электроприводу постоянного тока. Несмотря на то что, векторное управление решило некоторые задачи, при этом имеет некоторые недостатки, для выявления причин возникновения которых требуется научные исследования.
Несмотря на то что АД, изобрели достаточно давно, оно редко применялся в связи с трудностями реализации, особенностями управления. До недавнего времени чаще всего применялся асинхронный электропривод.Основной областью применения АД до недавнего времени являлся нерегулируемый электропривод. В последние годы в связи с разработкой и выпуском электротехнической промышленностью преобразователей частоты и напряжения стали создаваться регулируемыепостоянного тока.
Современный асинхронный электропривод представляет собой электротехническое устройство, включающее в себя новейшие разработки в теории и практике создания микропроцессоров, силовых полупроводниковых приборов, защиты от различных помех, программных наработок в области управления и интерфейсов, а также создания надежных и высокоэффективных электродвигателей. Для динамичного управления асинхронного электродвигателя наиболее распространен способ ориентированного по потокосцеплению ротора векторного управления (Блашке, 1971). Применение данного способа впервые позволило полноценно использовать управление скоростью и моментом асинхронными электродвигателями и получило первую реализацию в системе «Трансвектор» фирмы Siemens. Преимуществом данного метода является возможность раздельного управления потоком и моментом асинхронного электродвигателя в координатных осях Парка - Горева, связанных с потокосцеплением ротора, существенно приближая принципы регулирования к электроприводу постоянного тока. Несмотря на то что, векторное управление решило некоторые задачи, при этом имеет некоторые недостатки, для выявления причин возникновения которых требуется научные исследования.
✅ Заключение
Анализ разгона привода на холостом ходу на частоте соответствующих 30 Гц - 94 рад/с показывает, что векторное разомкнутое управление и векторное замкнутое по скорости практически идентичны, имеют одинаковое время переходного процесса 0,6 сек., одинаковую частоту установившегося ротора тока 2,25 Гц. Похожие спектры в диапазоне от 6 до 15 Гц (у системы с датчиком скорости максимальное значение в этой области приходится на 9,5 Гц, а в системе без датчика управления на 13-14 Гц). Пусковые токи в системе без датчика векторного управления на 30 % больше. При этом в системе с датчиком скорости, скорость вращения строго равна заданию. При скалярном управлении частота установившегося роторного тока 1,75 Гц, время разгона 0,4 сек., спектр не содержит увеличение от 9 до 15 Гц. От сюда следует, что при разгонах, скалярное управление эффективнее векторных, применяемых преобразователях ATV 71.
Анализ работы под нагрузкой.
Исследовался режим работы при набросе нагрузки на частоте вращения соответственно 30 Гц. Условие эксперимента, начальная скорость 0,5 А, конечная скорость установившегося режима 1,5 А. Время переходного процесса 0,6 сек. Анализ спектральных составляющих векторное без датчика управления максимальная составляющая тока ротора имеет частоту 6,25 Гц, напряжение 1,53 В, а система с датчиком имеет частоту установившегося роторного тока 8,75 Гц., напряжение 1,9 В. Скалярное управление имеет максимальное значение при частоте 4,75 Гц.и соответственно напряжение 821мВ. В диапазоне от 2 - х до 4 - х Гц все системы имеют многопиковые спектры, несколько меньше при скалярном управлении.
Частота роторного тока в установившимся режиме очень наглядно свидетельствует об эффективности алгоритма. Большая частота роторного тока соответствует большему скольжению. Наибольшая частота роторного
тока в нашем случае у векторного управления с датчиком скорости 8,75 Гц.против 6,25 без датчика управления и 4,75 у скалярного управления.
Комплекс проведенных исследований показывает, что реализация векторных уравнений при настройках параметра привода соответствующих инструкций может быть неэффективна и требует более детальной настройки отдельных параметров.
Анализ работы под нагрузкой.
Исследовался режим работы при набросе нагрузки на частоте вращения соответственно 30 Гц. Условие эксперимента, начальная скорость 0,5 А, конечная скорость установившегося режима 1,5 А. Время переходного процесса 0,6 сек. Анализ спектральных составляющих векторное без датчика управления максимальная составляющая тока ротора имеет частоту 6,25 Гц, напряжение 1,53 В, а система с датчиком имеет частоту установившегося роторного тока 8,75 Гц., напряжение 1,9 В. Скалярное управление имеет максимальное значение при частоте 4,75 Гц.и соответственно напряжение 821мВ. В диапазоне от 2 - х до 4 - х Гц все системы имеют многопиковые спектры, несколько меньше при скалярном управлении.
Частота роторного тока в установившимся режиме очень наглядно свидетельствует об эффективности алгоритма. Большая частота роторного тока соответствует большему скольжению. Наибольшая частота роторного
тока в нашем случае у векторного управления с датчиком скорости 8,75 Гц.против 6,25 без датчика управления и 4,75 у скалярного управления.
Комплекс проведенных исследований показывает, что реализация векторных уравнений при настройках параметра привода соответствующих инструкций может быть неэффективна и требует более детальной настройки отдельных параметров.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.