
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

СИНТЕЗ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ С ДВИГАТЕЛЯМИ НЕТРАДИЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Работа №	79820
Тип работы	Диссертации (РГБ)
Предмет	электроэнергетика
Объем работы	50
Год сдачи	2016
Стоимость	4320 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	219

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

Введение
ГЛАВА 1.ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО
ЭЛЕКТРОПРИВОДА 1
1.1. Обзор существующих электромеханических преобразователей систем тягового электропривода 2
1.2. Современные типы электроприводов 3
ГЛАВА 2. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЯГОВЫМ
ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ 4
2.1. Векторная система управления 5
2.1.1. Бездатчиковое управление 6
2.1.2. Прямое управление моментом 6
2.1.3. Скалярное управление 6
ГЛАВА 3.СИНТЕЗ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ СРМНВ 1
3.1. Постановка задачи и выбор алгоритмов управления СРМНВ 2
3.1.1. Угловые характеристики 3
3.1.2. Моментные характеристики 3
Выводы по Главе 3
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

Введение

Актуальность работы. В современном мире Электропривод является одним из ведущих потребителей электроэнергии. В коммунальном хозяйстве, промышленности, быту, на транспорте широкое применение получили электромеханические системы с неуправляемыми или управляемыми асинхронными и коллекторными электродвигателями.
Существующие методы регулирования скорости вращения двигателей обеспечивают поддержание требуемых параметров, но зачастую не являются энергоэффективными. Данную проблему можно решить внедрением автоматизированных электроприводов с управляемыми электрическими машинами.
Мировая практика показывает, что такое технологическое решение позволяет снизить потребление электроэнергии, что немаловажно, в связи с тем, что электропривод потребляет около 60% всей производимой в мире электроэнергии и, следовательно, является основным её потребителем. Поэтому в современных условиях задача эффективного использования электроэнергии важна не меньше, чем обеспечение необходимого, с точки зрения технологического процесса, управления электроприводом.
В связи с стремительным развитием технологий в современном мире растут требования к электроприводу. К ним относятся: обеспечение высокой точности движения, быстродействия, надежности, уменьшение вносимых приводом искажений в сеть. Для реализации необходимых условий применяются как «новые», по своим конструктивным особенностям, электродвигатели, так и «новые» системы управления, выполненные с усовершенствованной элементной базой.
В настоящее время наряду с использованием в качестве основных элементов тяговых электроприводов - асинхронных двигателей, двигателей постоянного тока, применяют двигатели нетрадиционных конструкций, которые обладают высокими технико-экономическими показателями. К наиболее перспективным типам двигателей нестандартных конструкций относится синхронные реактивные электроприводы с независимым управлением по каналу возбуждения (СРМНВ) в зарубежной литературе они получили название FieldRegulatedReluctanceMachine.
Объект исследования - электропривод с синхронной реактивной машиной независимого управления по каналу возбуждения.
Предмет исследования - Алгоритмы управления электроприводом с синхронной реактивной машиной с независимым управлением по каналу возбуждения.
Целью диссертационной работы является исследование наиболее оптимальных алгоритмов управления тяговыми ЭП с применением синхронного реактивного двигателя независимого возбуждения.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
- обзор и сравнение СРДНВ с другими типами двигателей, применяющихся в качестве тяговых;
- сравнение существующих систем управления тяговыми ЭП и учет их недостатков при работе;
- создание компьютерной модели СРМНВс помощью программы AnsysMaxwell;
- разработать алгоритмы управления в соответствии с необходимыми условиями;
- исследовать и произвести анализ алгоритмов по требуемым параметрам.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались следующие методы:
-теория электропривода и систем управления электроприводов;
-методы численного моделирования (AnsysMaxwell);
-компьютерные методы экспериментальных исследовании.
Обоснованность и достоверность научных положений и выводов
подтверждена компьютерным моделированием, экспериментальными
исследованиями образца двигателя.
Основные положения, выносимые на защиту и их Научная новизна заключается в следующем:
1. Разработана компьютерная модель СРМНВ;
2. Выбраны и исследованы алгоритмы управления СРМНВ, которые удовлетворяют необходимым требованиям по перегрузочной способности привода при сохранении оптимальных массогабаритных показателей и без усложнения системы управления. Это позволяет отойти от известной векторной системы управления и использовать систему управления, аналогичную обращенной многофазной машине постоянного тока.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения, изложенных на страницах машинописного текста, содержит 26 рисунков, список используемой литературы из 38 наименований.
Во введении обоснована актуальность работы
В первой главе произведен обзор и сравнение электродвигателей, применяемых в качестве тяговых, подробно рассмотрены преимущества и недостатки электродвигателей разных типов применительно к задачам электротяги. Обоснована целесообразность применения СРМНВ.
Во второй главе произведен обзор и сравнение существующих систем управления, преимущественно применяемых в тяговом электроприводе. Обозначены их недостатки, влияющие на режим работы электропривода.
В третьей главе разрабатывается компьютерная модель электропривода с синхронной реактивной машиной с независимым управлением по каналу возбуждения и производится выбор алгоритма её управления. Произведен синтез и анализ выбранных алгоритмов с целью выявления наиболее оптимального алгоритма управления ТЭД. На основании полученных результатов сделаны выводы об обоснованности применения каждого из алгоритмов управления для ТЭД.
В Заключении обобщены основные результаты работы.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

Представленная диссертационная работа посвящена исследованию перспективного электропривода переменного тока с СРМНВ.
По итогам диссертационной работы сформулированы следующие выводы:
1. Современный тяговый электропривод должен соответствовать таким требованиям, как высокая перегрузочная способность и широкий диапазон регулирования момента. На сегодняшний день широкое применение в качестве ТЭД получил асинхронный электродвигатель. Но с развитием полупрововодниковой техники и совершенствованием элементной базы появилась необходимость в улучшении уже существующих электромеханических систем ТЭП. Одним из решений, удовлетворяющих этой задаче, является применение в качестве ТЭД синхронной реактивной машины с независимым управлением по каналу возбуждения (СРМНВ).
2. Применение СРМНВ обусловлено такими преимуществами, как отсутствие обмотки на роторе (при простой конструкции самого ротора), бесконтактность, высокая прочность ротора, простая однослойная обмотка статора.
3. В диссертационной работе предложены и исследованы алгоритмы управления СРМНВ. А также произведен анализ влияния алгоритмов управления обеспечение высокой перегрузочной способности ТЭП. Выбрана система управления, аналогичная многофазной машине постоянного тока.

Литература

1. Алямкин Д.И., Разработка и исследование двухфазного вентильно- индукторного электропривода насосов горячего водоснабжения: дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук./Москва, 2012, 201с.
2. Алгоритмы и системы цифрового управления электроприводами переменного тока // Казаченко В.Ф., Изосимов Д.Б. / Электротехника. 1999. №4.- С. 41-51.
3. Анализ эффективности систем охлаждения тяговых асинхронных двигателей и мотор- генераторов, М.С. Драгомиров , С.А. Журавлев, А.М. Зайцев.Вестник ИГЭУ, 2016 г. выпуск 1 - с.39—43
4. Вейнгер, А.М. Регулируемый синхронный электропривод/ А.М. Вейнгер. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 224 с.
5. Виноградов А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока / ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина».- Иваново, 2008.- 298 с.
6. Виноградов А.Б. Цифровая релейно-векторная система управления асинхронным
электроприводом с улучшенными динамическими характеристиками/ А.Б. Виноградов// Электричество. - №2003. - №6. - С. 43 - 52.
7. Вентильно-индукторный электропривод с независимым возбуждением для тягового применения [Текст] / В. Ф. Козаченко, М. М. Лашкевич // Электротехнические и компьютерные системы. - 2011. - № 03(79). - С.138 - 139.
8. Григорьев М.А. Синхронный реактивный электропривод с независимыфм управлением по каналу возбуждения и предельными характеристиками по быстродействию и перегрузочным способностям:Дисс:кандтехн.наук:Челябинск 2013г. - 325с.
9. Гуляев И.В., Г.М.Тутаев. Системы векторного управления Электроприводом на основе асинхронизированного вентильного двигателя: монография / Саранск:Изд-во Мордов.ун- та,2010.-200с.
10. Дроздов А.В., Разработка системы без датчикового векторного управления вентильно- индукторным двигателем с независимым возбуждением: Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук:Москва,2015-161с.
11. Динамические процессы при совместном регулировании асинхронных тяговых двигателей тележки тепловоза //Г.А. Федяева, А.Н. Тарасов, Р.В. Ковалев, Г.С. Михальченко/Вестник Брянского государственного технического университета. 2014. № 4(44) -с.20-36.
12. Жарков Владислав Владимирович. Разработка и исследование методов и средств диагностики электрических машин на основе измерения их полей рассеяния :Дис. канд. техн. наук:Ульяновск, 2003-157 с.
13. Ильинский Н.Ф., Основы электропривода, учебник для ВУЗов, - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: МЭИ, 2003. - 224 с.
14. Кононенко, Е. В. Синхронные реактивные машины/ Е. В. Кононенко. - М. : Энергия, 1970. - 208 с.
15. Козярук, А. Е. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых электроприводов/А. Е. Козярук, В. В. Рудаков; под ред. А. Г. Народицкого. - СПб.: С.-Петерб. электротехн. компания, 20с.
16. КостроминВ. Г..Технология производства асинхронных двигателей: Специальные процессы / Учебник для студентов - М. :Энергоиздат, 1981г. - 272 с.
17. Курбасов А.С., Седов В.И., Сорин Л.Н. Проектирование тяговых электродвигателей. М.: Транспорт. -С.535.
18. Кузнецов В.А., Кузмичев В.А. Вентильно-индукторные двигатели/Учебник - М.: Изд-во МЭИ, 2003. - 70 с. Учебное пособие.
19. Митрофаненков Ю.Н. Разработка бехдатчикового управления вентильно-индукторной машиной.: Дис.канд.техн.наук: Москва,2015-157 с.
20. Моделирование асинхронного привода с нечетким прямым управлением момента в Simulink//MT. Данилова, С.Ю. Чернышов, Е.Н. Сидоров, М.С. Основин/Инженерный вестник Дона, №3-2014г.-с.34-41.
21. Овчинников И.Е. Вентильные электрические двигатели и привод на их основе (Малая и средняя мощность): Курс лекций. - СПб.: КОРОНА-Век2007-336 с.
22. Остриров В. Н., Уткин С. Ю. Силовой преобразователь длявентильно-индукторного электропривода массового применения. - ВестникМЭИ, 2000, №5, с. 8 - 13.
23. Перельмутер В.М. Прямое управление моментом и током двигателей переменного тока. - Харьков: Основа, 2004. - 210с.
24. Проектирование асинхронных тяговых электродвигателей и синтез векторного управления тяговыми приводами /Изосимов Д.Б.,ГнездовН.Е,Журавлев С.В.//Электронные компоненты 2010-№11-с.17-22.
25. С.В. Покроский. Улучшение сцепных свойств электровозов с бесколлекторными двигателями. Дисс. Докт. Техн. Наук. - М., 1998, 357с.
26. Роговой В.И., Дацковский Л.Х., Абрамов В.И., Моцохейн Б.И. Регулируемый электропривод переменного тока-основа высокоэффективных энергосберегающих технологий // . Электротехника. 1995. №4. -С.52-60.
27. Ротанов Н.А.и др. Электроподвижной состав с асинхронными тяговыми двигателями. // Транспорт. 2014,Москва,245с.
28. Семыкина И.Ю. Бездатчиковое управление асинхронными электроприводами:
Методические указания, Кемерово 2008,45с.
29. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием/Учебное пособие для студентов — М.: "Академия", 2006. — 272 с.
30. Современный трехфазный тяговый привод — состояние и перспективы / В.-Д. Вайгель//Железные дороги мира, 2003, №10 - с.35-42.
31. Состояние и перспективы развития электротрансмиссий для электрического и гибридного транспорта на 2015 год Анучин А.С., Козаченко В.Ф., Лашкевич М.М., Остриров В.Н., Русаков А.М, 2015 - с.15-19
32. Состояние и перспективы развития электроподвижного состава: Мат. IV Межд. науч-техн. конф. Новочеркасск. 2003. - С. 72-73.
33. Справочник по электрическим машинам: в2 т. / под ред. И.П. Копылова, Б.К. Клокова. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 492 с.
34. Тенденции развития общепромышленных электроприводов переменного тока на основе современных устройств силовой электроники // Панкратов В.В. /Силовая интеллектуальная электроника. Специализированный информационно-аналитический журнал. 2005, № 2, с. 27-31.
35. Тяговый двигательс постоянными магнитами/Е.Ю.Полфунтиков//Сборник научных трудов НГТУ. - 2009. - № 2(56)-с.141-146
36. Тяговый электропривод с бездатчиковой векторной системой управления Опейко//О. Ф.Пташник А. И.Хильмон В. И. /Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ Выпуск№ 6 ,2010г.-с.36-41.
37. Тяговый электропривод КТ-1 трамвайного вагона с двигателем независимого возбуждения и электронным контроллером/ А.В. Горбатов, Н.Л. Дружкова, А.Н. Крайзман, А.М. Рафиков// Вестник ГЭТ России- 2001. - №1(40) - С. 13 - 18.
38. Усынин Ю.С. Системы управления электроприводов. Учеб.пособие. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2001г. - 358с.
39. Учет потерь и насыщения стали при оптимальном векторном управлении тяговым асинхронным электроприводом //А.Б. Виноградов, Н.Е. Гнездов, Н.А. Глебов, С.В. Журавлев./ «Вестник ИГЭУ» Вып. 1 2012 г.-с.34-45.
40. Цифровое векторное управление вентильно-индукторными двигателями с независимым возбуждением, Казаченко В.Ф// Компоненты и технологии №8 - 2004 - с.27-29.