Реферат 7
Введение 10
1. Принципы построения и технические требования, предъявляемые к
электроприводам с периодическим законом движения 13
1.2. Классификация ВД и общее описание двигателей серии ДБМ 19
1.2.1 Вентильные электродвигатели постоянного тока 23
1.2.2. Вентильные электродвигатели переменного тока 26
1.2.3. Вентильно - индуктивные электродвигатели 28
1.3. Методы повышения энергетических характеристик электроприводов
колебательного движения 38
2. Математическое моделирование вентильного электропривода
колебательного движения 42
2.1 Математическое описание ВД в режиме колебательного движения 42
2.2. Расчет параметров двигателей, применяемых для создания модели 46
2.3. Модель вентильной машины во вращающейся системе координат 48
2.4. Модель вентильного электропривода колебательного движения с
регулируемой собственной частотой 50
3. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение.. 52
3.1 Организация работ технического проекта 52
3.2 Смета затрат на проектирование 56
3.2.1 Материальные затраты на канцелярские товары 56
3.2.2 Затраты на амортизацию 56
3.2.3 Затраты на заработную плату 57
3.2.4 Затраты на социальные нужды 58
3.2.5 Прочие затраты 58
3.2.6 Накладные затраты 58
Заключение 60
Данная магистерская диссертация включает в себя 61 страницу, 98 таблиц, 19 рисунков.
В пояснительной записке этой выпускной квалификационной работе используются следующие ключевые слова: электропривод, вентильный двигатель, резонансный режим работы, анализ полученных характеристик, энергетические показатели.
Объектом исследования является вентильный электропривод колебательного движения.
Целью работы - исследование вентильного двигателя колебательного движения при потенциальной фазовой модуляции.
В процессе исследование проводилось имитационное моделирование вентильного электропривода с теоретическим исследованием резонансного режима работы, а также оценка влияния параметров нагрузки на его характеристики.
Область применения вентильных двигателей охватывает широкий круг приборов: от приборов бытовой техники с мощностью в единицы ватт до двигателей электромобилей с мощностью в десятки киловатт.
Работа была выполнена в текстовом редакторе Microsoft Office Word 2013, графическом редакторе Microsoft Office Visio 2010. Расчеты проводились с помощью пакета прикладных программ MathCad 15 и Matlab Simulink 2012b.
В результате выполнения работы была смоделирована и исследована система вентильного электропривода с колебательным режимом работы при потенциальной фазовой модуляции. Отчет распечатан на белых листах формата А4.
ВД - вентильный двигатель;
Общая характеристика работы
Актуальность и степень разработанности проблемы
Вентильные двигатели являются весьма перспективным классом электрических машин, бурно развивающимся в настоящее время и приобретающим все больше распространение в различных областях техники. Эти двигатели имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с коллекторными двигателями, а именно они более надежны в работе ввиду отсутствия у них щеточноколлекторного узла, являющегося самым ненадежным узлом в коллекторных двигателях; у них высокие электромеханические и энергетические показатели, удельная мощность и удельный момент, а, кроме того, вентильные двигатели позволяют в широких пределах регулировать скорость вращения ротора.
Цель диссертационного исследования заключается в исследование вентильного двигателя колебательного движения при потенциальной фазовой модуляции.
Идея работы: заключается в необходимости разработки научных основ и практических рекомендаций по проектированию вентильных двигателей колебательного движения при потенциально фазовой модуляции.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
-Произвести математическое описание ВД в режиме колебательного движения;
-Разработать математическую модель вентильного электропривода во вращающей системе координат в прикладном пакете MATLAB, работающего непосредственно в режиме колебательного движения;
-Выполнить расчет коэффициентов модели;
-Произвести анализ рабочих характеристик вентильного электропривода колебательного движения.
Методы исследования: В процессе решения поставленных задач применялись имитационное моделирование в программной среде Matlab Simulink 2012b.
Научная новизна: Теоретическое обоснование и предложения способов создания резонансного режима работы вентильного электропривода колебательного движения при потенциально фазовой модуляции;
Создана математическая модель вентильного двигателя, которая позволяет исследовать резонансный режим работы вентильного двигателя;
Создана модель вентильного двигателя, позволяющая оценить влияние параметров нагрузки на характеристики электропривода;
Получены зависимости формы, амплитуды и частоты колебаний от питающего напряжения и нагрузки.
Практическая ценность: Область применения вентильных двигателей охватывает широкий круг приборов: от приборов бытовой техники с мощностью в единицы ватт до двигателей электромобилей с мощностью в десятки киловатт.
Личный вклад: Предложены основные способы возбуждения резонансного режима работы вентильного двигателя;
Предложена методика анализа и возбуждения резонансного режима работы;
Выявлена собственная позиционная нагрузка у магнитного поля вентильного двигателя.
Основное содержание работы:
Во введении сказано, что вентильный двигателя более надежен чем коллекторные двигатели в связи отсутствия у него щеточноколлекторного узла.
В первой главе производилась работа с теорией и основными понятиями вентильного электропривода. Рассматривались принципы построения и технические требования, предъявляемые к электроприводам с прерывистым законом движения.
Во второй главе производилось математическое описание вентильного двигателя в режиме колебательного движения. Представлена математические модели для создания резонансного режима работы различными способами.
В третьей главе производился анализ результатов исследования. Показан результат анализа зависимости полученных характеристик от вида и характера нагрузки.
В четвертой главе рассмотрены вопросы охраны окружающей среды и охраны труда обуславливающего социальную ответственность энергетического комплекса предприятий.
В пятой главе представлены затраты на выполнения данного научно технического исследования.
На основании проведенного анализа можно сделать следующие основные выводы, характеризующие современное состояние вопроса разработки, исследования, создания и применения колебательных электроприводов, а также определяющие цель и задачи работы:
• Дальнейшее развитие производства, при котором применяют новое оборудование, которое позволяет обеспечить рост производства, повышение качества выпускаемой продукции в различных областях современной промышленности, использующих вибрационные технологические операции, требуют широкого и целенаправленного использования колебательного режима работы электропривода;
• Построение энергоэффективных управляемых электроприводов колебательного движения на базе специализированных электрических двигателей, режим колебательной работы которых возбуждается с помощью мягкого периодического реверса с линейной фазовой модуляцией, а регулирование собственной частоты и стабилизация параметров колебаний осуществляется за счет введения дополнительных электрических сил;
• Наиболее эффективным направлением повышения энергетических характеристик колебательного электропривода является обеспечение колебательного режима его работы. Режим резонансной работы можно получить при введении в систему колебательного движения позиционной нагрузки в виде гидравлических, механических, а также пневматических упругих связей.
Изложенное обусловливает необходимость изучить влияния параметров нагрузки на выходные характеристики колебательного электропривода, оценить динамические характеристики вентильного электропривода колебательного движения, а также оценить возможность построения вентильных электроприводов с регулируемой собственной частотой. Все сказанное и является целью настоящей магистерской диссертации.
Параметры электропривода будут завесить от характера нагрузки. Так к примеру, с увеличением демпфирующей нагрузки происходит снижение амплитуды координат движения. Опыт показал, что, увеличив демпфирующую нагрузку до 0.8, амплитуда координат движения уменьшилась в 1.25. Такое небольшое различие объясняется небольшим диапазонам изменения демпфирующей нагрузки, что в свою очередь не очень критично. При более значительном увеличении демпфирующей нагрузки, а именно в сотни или тысячи раз, амплитуда колебаний также может уменьшится в десятки раза. В то время как при помощи инерционной нагрузки электропривода можно добиться стабильного изменения скорости. Инерционная нагрузка требует от двигателя больших моментов на разгон и торможение, ограничивая тем самым максимальное ускорение. Отсюда можно сделать вывод, что электропривод более критичен к изменениям демпфирующей нагрузки. Влияние позиционной нагрузки будет рассмотрено в разделе с амплитудно - частотными характеристиками.