Энергосберегающее управление вентильно — индукторным электроприводом дизель-электрического бульдозера

АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ 12
1.1 Общие сведения ВИД 12
1.2 Конструкция и принцип действия ВИД 14
1.3 Принципы управления частотой вращения вентильно -индукторных
двигателей 20
1.4 Математическое описание электромеханических процессов в ВИД 25
2 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО
УПРАВЛЕНИЯ ВИД 46
2.1 Разработка алгоритма энергосберегающего управления без
наблюдателя 46
2.2 Разработка алгоритма энергосберегающего управления с
наблюдателем 53
3 ВЕНТИЛЬНО - ИНДУКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С
ПОДЧИНЕННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ 58
4 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ВИД.... 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 67

Купить

Одним из приоритетных направлений развития науки и техники в Российской Федерации является создание энергосберегающих технологий и оборудования.
Для реализации проектов по энергосбережению в РФ принят федеральный закон №261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности». Настоящий Федеральный закон регулирует отношения по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, главной целью является создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности. Такого же типа документы приняты и в Евросоюзе, в частности, «Стратегия 20-20-20» [1].
Эффективность энергосберегающих технологий в значительной мере определяется эффективностью электропривода (ЭП). Разработка высокопроизводительных, компактных и экономичных систем • привода является приоритетным направлением развития современной техники. Современные технологии требуют от ЭП повышения точности движения быстродействия, надежности, эффективности работы, понижения вносимых приводом искажений в сетевое напряжение.
Электрические приводы потребляют более половины всей производимой в мире электроэнергии и постоянно расширяют сферу своего применения. Все известные типы электрических машин, составляющих основу электроприводов, были изобретены еще в XIX веке, но к середине XX века широкое распространение получили только те, которые могли подключаться непосредственно к питающей сети. Возникла целая гамма новых электроприводов с различными типами электромеханических преобразователей [2]. Среди них особенно выделяется один - вентильноиндукторный (ВИП) или (в англоязычной литературе) - Switched Reluctance Drive (SRD). В отечественной литературе он получил акроним ВИП - вентильно - индукторный привод[3].
Основу ВИП составляет вентильно - индукторный двигатель(ВИД). ВИД представляет собой шаговый двигатель, работающий в режиме постоянного вращения. Поэтому его можно отнести к классу синхронных реактивных машин. В мировой технической литературе ВИД имеет много других названий: управляемый вентильный реактивный двигатель, коммутируемый реактивный двигатель с переменным магнитным сопротивление, электронно коммутируемый двигатель, бесконтактный реактивный двигатель, двигатель с электромагнитной редукцией. Такое разнообразие терминов для обозначения одного объекта, объясняется относительно малым возрастом данной электрической машины и сложностью электромеханического преобразования энергии в ней. Сложность его настолько высока, что отразить специфику этого процесса в нескольких словах названия практически невозможно. В данной ситуации следует ввести новый термин, под которым понимать всю совокупность выше еденных названий. В качестве такого термина выбран вентильно - индукторный двигатель[4].
Простота конструкции, а также особенности принципа действия ВИД создают благоприятную основу для выработки удачных и оригинальных технических решений. Бытовая техника, медицина, добыча и переработка нефти и газа, электроэнергетика, робототехника, станкостроение, электрический транспорт, автомобилестроение, металлургия, аэрокосмическая промышленность — вот далеко не полный список областей, в которых ВИД успешно конкурируют с другими электромашинами [4].
Перспективность ВИД проявилась благодаря бурному развитию технологий электронной промышленности и, в первую очередь, силовой электроники. Дальнейший прогресс в области информационных технологий и компьютерной техники, наблюдающийся с 90-х годов XX века, окончательно определил место ВИД в ряду современных и перспективных ЭМ для систем электропривода нового поколения, позволил реализовать сложные алгоритмы управления, применить для их создания компьютерные системы
автоматизированного проектирования. основным электропотребляющим оборудованием котельных являются сетевые насосы, дымососы и вентиляторы. Предлагается для уменьшения удельного расхода топлива и электроэнергии на отпуск тепловой энергии заменить действующее насосное оборудование на оборудование на основе вентильно - индукторных двигателей.
6 Армавирский электромеханический завод выпускает вентильные индукторные двигатели мощностью 50 Вт для привода бытового молочного сепаратора и на 1 кВт для бытовых электроприборов и промышленного оборудования. [1].
7 Фирмы Великобритании Alienwest, Oulton, Task Drives, Picanol, Jeffrey Diamond, Beckman Instruments Inc., Compare Broomwade, SRDL, Normalair Garrett, Electro Magnetix Ltd производят ВРД различной мощности как общепромышленного назначения, так и для ткацких машин, горнодобывающей промышленности, центрифуг, компрессоров, раздвижных дверей, кондиционеров, стиральных машин, кухонных комбайнов и пылесосов.
8 Фирмы США General Motors, DANA Corp., Magna Physics, Mavrik Motors, AMC NEC/Densei используют и выпускают вентильные реактивные двигатели для бустерных насосов, автомобильных систем, а также для других машин и механизмов, включая высокоскоростные двигатели.
9 Фирма EMERSON ежедневно выпускает 2 000 стиральных машин, в которых установлен ВРД.
Одной из важнейших характеристик ВИЭП, как отмечалось выше, является высокая энергоэффективность. Одним из путей повышения энергоэффективности является разработка алгоритмов энергосберегающего управления. Данные вопросы в настоящее время освещены в литературе недостаточном объеме. В связи с этим, разработка алгоритмов энергосберегающего управления ВИП, которая посвящена данная бакалаврская работа, является актуальной.
Распространение этих приводов ВИП подтверждается на следующих предприятиях:
1 Предприятие ООО “Резонанс” города Челябинска планирует установить вентильно - индукторный двигатель на гусеничний бульдозер Б421, а также на гусеничные краны марки ДЭК.
2 Челябинский тракторный завод - УРАЛТРАК создал Бульдозерно - рыхлительный агрегат ДЭТ-400Б1Р2 на базе промышленного трактора ДЭТ- 400.На тракторе ДЭТ-400 впервые в практике отечественного и зарубежного тракторостроения применена электромеханическая трансмиссия с вентильноиндукторными электромашинами (ВИД) и электронной системой управления.
3 В городе Ростов-на-Дону в предприятие ООО «САПФИР» из основных видов продукции является вентильно - индукторный электропривод (ВИП) «САПФИР»: Предприятие осуществляет полный цикл: разработку, производство, реализацию и сервисное обслуживание всего ряда мощностей ВИП, работающих в различных отраслях производства. ВИП 1,5/15000; ВИП 4,0/ 3000; ВИП-7,5/3000; ВИП 20/20000 и другие.
4 Разработка такого регулируемого электропривода выполнена в ОАО «МОЭК» при участии ООО «Центртехкомплект», кафедры автоматизированного электропривода и кафедры электротехнических комплексов автономных объектов Московского энергетического института. Свойством электропривода, относящимся к повышению надёжности тепловодоснабжения, является его безостановочная работа при кратковременном нарушении электропитания. Это обеспечивается электропитанием секций электропривода от двух или более независимых вводов, одновременное нарушение по которым маловероятно.
5 Произведена оценка качественного состава электрооборудования, установленного на котельных Гомельской области. Разработаны балансы потребления электрической энергии для котельных, использующих в качестве топлива природный газ. Выполнен анализ годовых электрических балансов. Представленные результаты позволяют утверждать, что на данный момент

Купить