АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОСНОВЫ ТЕОРИИ ВЕНТИЛЬНО - ИНДУКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 8
1.1 Конструктивные особенности и принцип действия ВИД 8
1.2 Основные параметры и характеристики ВИД 16
1.3 Принципы управления частотой вращения в ВИД 18
1.4 Математическое описание электромеханических процессов в ВИД 23
2 СИНТЕЗ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
ВЕНТИЛЬНО - ИНДУКТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА 42
2.1 Общее описание системы управления ВИЭП 42
2.2 Синтез регулятора скорости 44
2.3 Оценка постоянной времени преобразовательного устройства 47
3 ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ВЕНТИЛЬНО - ИНДУКТОРНОГО
ДВИГАТЕЛЯ 49
3.1 Построение имитационной модели ВИД 49
3.2 Результаты моделирования ВИД конфигурации 8/6 в Vissim 57
4 ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕНТИЛЬНО -
ИНДУКТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 65
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 66
В настоящее время в промышленности получают широкое распространение вентильно - индукторные электроприводы (ВИЭП), которые строятся на основе вентильно - индукторных двигателей (ВИД). Вентильно - индукторный электропривод (ВИЭП) перспективен для широкого круга применений, основными достоинствами которого являются простота, технологичность, невысокая стоимость применяемого индукторного электродвигателя, сочетающимися с широкими регулировочными возможностями.
Материалы о новом типе электрической машины с переменным магнитным сопротивлением (по западной классификации - SRM, «Switched Reluctance Motor») и электрического привода на ее основе - SRD (SR Drive) появились в начале 80-х гг. прошлого века в иностранной научно-технической литературе [1].
По мнению иностранных специалистов и отечественных исследователей ВИЭП имеют большую перспективу применения в промышленности, а именно: находят широкое применение в современном автомобилестроении, бульдозерах, в экскаваторном электроприводе, медицинском оборудовании, бытовой технике, робототехнике, металлургии, аэрокосмической промышленности и прочих областях, в которых ВИЭП конкурирует наравне с другими типами электрических машин.
В России развитие вентильно - индукторного электропривода было начато по инициативе профессора Н.Ф. Ильинского в 1995 г., под руководством которого в МЭИ проводились систематические исследования и разработки традиционных ВИЭП, соответствующих мировому опыту [1].
Разработкой и внедрением ВИЭП во многие сферы занимаются ведущие зарубежные электротехнические фирмы (Oulton (UK), Emerson Electric, General Electric Co., TRW, DANA (USA) и другие). В России серийный выпуск вентильно - индукторных приводов осуществляет Научно-производственное предприятие «ЭМЕТРОН» (г. Новочеркасск), а в Челябинске компания ООО НПО «Резонанс» активно занимается использованием ВИЭП в своих проектах.
ВИЭП обладает рядом преимуществ, таких как:
• благоприятные функциональные особенности, а именно, большие моменты при низких скоростях и небольших токах, гибкое управление скоростью, широкий диапазон плавного регулирования скорости;
• ликвидация опасности сквозных коротких замыканий и упрощенная реализация защиты благодаря электронному коммутатору, который должен обеспечивать подачу на фазы ВИЭП однополярных импульсов, что позволяет выполнить его более надежным в сравнении с аналогичным преобразователем частоты для асинхронного электропривода;
• превосходство по основным массогабаритным и энергетическим показателям ВИЭП в сравнении с частотно - регулируемым асинхронным электроприводом;
• большое разнообразие структур ВИЭП (различные отношения n/m = 6/4, 8/6,... различные способы коммутации фаз) [2].
ВИЭП находит широкое применение в современном автомобилестроении, бульдозерах (в частности Бульдозер ДЭТ - 400), в экскаваторном электроприводе, медицинском оборудовании, бытовой технике, робототехнике, металлургии, аэрокосмической промышленности и прочих областях, в которых ВИЭП конкурирует наравне с другими типами электрических машин [3].
Современный ВИЭП представляет собой электродвигатель, работающий совместно с электронным преобразователем и микропроцессором, позволяющим осуществить оптимальное управление двигателем с максимальными показателями качества преобразования энергии [4]...
В результате проделанной работы разработана методика синтеза системы управления вентильно - индукторным электроприводом. Спроектирована имитационная модель вентильно - индукторного двигателя в среде Vissim, которая позволяет регулировать параметры ВИД, а именно: момента инерции, сопротивления фаз, индуктивности катушек и, что крайне важно, легко изменяется количество зубцов статора и ротора, то есть конфигурация двигателя, а также модель позволяет моделировать двигатель с любым необходимым числом фаз.
Легко могут быть изменены параметры системы управления (регулятора), что позволяет легко проводить сравнение различных алгоритмов управления с целью выявления их эффективности. Модель является адекватной, что обусловлено использованием известных уравнений, вытекающих из известных законов электромагнетизма и механики.
Реализация подобных гибких моделей вентильно - индукторных электроприводов (ВИЭП), по нашим данным, в литературе не описана, что показывает её новизну. Модель предполагается использовать на ООО НПО Резонанс, что показывает её практическую ценность.
На основе проделанной работы была опубликована научная статья по теме «Моделирование вентильного коммутатора вентильно - индукторного двигателя в Vissim» в рамках VIII-ой Международной научно-практической конференции под названием «Актуальные направления научных исследований: от теории к практике» при организации Центра Научного Сотрудничества «Интерактив +», г. Чебоксары.
