ВВЕДЕНИЕ 9
1 Обзор исследуемой тематике отказоустойчивого асинхронного электропривода 10
1.1. Анализ известных методов обеспечения асинхронного электропривода свойством живучести 10
1.2 Обзор известных технических решений отказоустойчивого электропривода переменного тока.... 14
1.3. Обзор схемотехнических решений зарубежных ученых по обеспечению электропривода
отказоустойчивости 17
1.4 Выводы по разделу 19
2.Математическая модель отказоустойчивого двухсекционного асинхронного электропривода 20
2.1 Постановка задачи 20
2.2 Математическое моделирование процессов в асинхронного электродвигателе 20
2.3 Математическое описание электропривода 34
3 Выбор электродвигателя, и расчет его основных параметров 38
Постановка задачи 38
3.1 Выбор электродвигателя и расчет его параметров 38
3.2 Выбор способа управления двигателя в системе преобразователь частоты - асинхронный
двигатель 40
3.3 Расчет параметров элементов структурной схемы силового канала электропривода 41
3.4 Расчет характеристик разомкнутой системы при векторном управление 43
4.Исследование аварийных режимов двухсекционного электропривода 48
Постановка задачи: 48
4.1 Отказоустойчивый асинхронный электропривод с векторной системой управления 48
4.2Аварийный двухфазный режим без применения алгоритма восстановления 49
4.3. Моделирование отказоустойчивого асинхронного электропривода 50
4.4 Аварийный двухфазный режим с использованием алгоритма восстановления работоспособности
на основе структурного резервирования 52
4.5 Двухсекционный асинхронный электропривод с вентиляторной нагрузкой 55
4.6 Двухсекционный асинхронный электропривод с постоянной нагрузкой 57
4.7. Выводы по разделу 60
5Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 62
5.1 Планирование работ и их временных оценок 62
5.2 Расчет сметы затрат на исследование 65
5.3 Расчёт материальных затрат 65
5.4 Расчёт затрат амортизации 65
5.5 Расчёт затрат на заработную плату 66
5.6Затраты на социальные отчисления 67
5.7 Накладные расходы 68
5.8 Определение общего бюджета затрат на научно-исследовательскую работу 68
5.9 Смета необходимых материальных ресурсов, потребляемых при выполнении научного
исследования 69
6 Соцеальная ответственность 71
Введение 71
6.1 Вредные производственные факторы 71
6.2 Микроклимат 75
6.3 Электромагнитное излучения 77
6.4Опасные факторы 79
6.5 Поражение электрическим током 79
6.6 Пожароопасность 82
6.7 Правила поведения населения при эвакуации в случае ЧС 86
6.8 Выводы по главе 88
Список публикации: 89
Список литературы 91
ПРИЛОЖЕНИЕ А 95
РЕФЕРАТ
Магистерская диссертация содержит121 страниц,рисунка 19, 16таблиц, 43 источников, 2 приложения.
Ключевые слова: отказоустойчивый асинхронный электропривод, математическая модель асинхронного двигателя, неполнофазный режим работы, обрыв фазы двигателя, отказ элементов преобразователя частоты, резервирование элементов электропривода, алгоритм восстановления работоспособности.
Цель работы - разработать алгоритм восстановления в аварийном режиме асинхронного двигателя. Всреде Matlab Simulink исследовать аварийного двухфазный режим работы. Получить временные характеристики переходных процессов в неполно фазных режимах АД.
Применены расчетные методы с использованием компьютера.
Магистерская диссертация выполнена в текстовом редакторе Microsoft Office Word 2010 с использованием пакетов: Microsoft Visio 2010, Matlab Simulink и представлена на диске (в конверте на обороте обложки).
Всего по данной тематике с моим участием опубликовано 4 печатных работ, в том числе получен 1 патент на полезную модель, и две публикации в журнале.
Для опасного производственного объекта развитие полупроводниковой техники дали толчок в развитии давно известных систем электроприводов в новых сферах применения. Незаменимым элементом любого производственного объекта является асинхронный электропривод. На сегодняшний день он становится все более популярен благодаря простоте, высоким энергетическим показателям и большому диапазону регулирования так же относительно небольшой цене. Такой электропривод благодаря особенностям конструкции и простоте реализации управления может найти применение во многих сферах промышленности, таких как: военная, космическая имедицинская, где предъявляются высокие требования по отказоустойчивости рабочего механизма. Так же, зачастую асинхронный электропривод, как и другие технические устройства выходят из строя. В условиях где к электроприводам переделяются требования живучести, целесообразно рассмотреть аварийные двухфазные режимы электропривода. Целью данной работы является изучить двухсекционный электропривод со стороны его отказоустойчивости, надежности и живучести. Для выполнения работы необходимо провести анализ имеющихся методов и принципов отказоустойчивого управления двухсекционным электроприводом. Разработать математическую и имитационную модель двухсекционного электропривода для исследования аварийных и неполно фазных режимов работы, разработать алгоритмы отказоустойчивого управления для двухсекционного асинхронного электропривода, алгоритмы непрерывного мониторинга состояния системы и проверку в реальном времени остаточной работоспособности. Разработать несколько схемных решений по реализации отказоустойчивого двухсекционный асинхронного электропривода.
Организация рабочего места играет большую роль на трудовую деятельность работника. Правильные условия труда обеспечивают не только безопасность работника, но и повышают его производительность и эффективность. В разделе представлены вредные факторы, влияющие на научного сотрудника в ходе его работы, основные меры их профилактики и ликвидации.
1. Принципы обеспечения живучести асинхронного электропривода на основе резервных элементов
2. Г.и. Однокопылов, в.г. Букреев, а.д. Брагин
3. Восстановление работоспособности трехфазных электроприводов переменного тока при аварии в одной из фаз Однокопылов Г.И., Букреев
В.Г.
4. Принципы обеспечения живучести асинхронного электропривода на основе резервных элементов [электронный ресурс] / Г. И. Однокопылов,
В. Г. Букреев, А. Д. Брагин // известия томского политехнического университета [известия тпу] томский политехнический университет (тпу) . — 2013 . — т. 322, № 4 : энергетика . — [с. 133-137] . — заглавие с титульного листа. Электронная версия печатной публикации
5. 4 Мальцева О.П., Удут Л.С., Кояин Н.В. -Системы управления асинхронных частотно-регулируемых электроприводов: учебное пособие. - Томск: изд-во тпу, 20011. - 476 с
6. Математическая модель асинхронного двигателя в неполнофазном режиме работы Г.И. Однокопылов, А.Д. Брагин
7. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. - 3е изд., перераб: высшая школа, 2001. - 327 с.
8. Stator fault diagnosis in induction machines by parameter estimation S. Bachir*,**, s. Tnani*, t. Poinot*, j. C. Trigeassou* * laboratoired’automatique et d’informatiqueindustrielle, ecolesuperieured’ingemeurs de poitiers 40, avenue du recteurpineau, 86020 poitierscedex, france.
9. Stator fault diagnosis in induction machines by parameter estimation S. Bachir*,**, s. Tnani*, t. Poinot*, j. C. Trigeassou* * laboratoired’automatique et d’informatiqueindustrielle, ecolesuperieured’ingenieurs de poitiers 40, avenue du recteurpineau, 86020 poitierscedex, france.
10. Петров Г.Н. Электрические машины, ч.2, асинхронные и синхронные машины, м.-л., госэнергоиздат, 1963, 416 с.
11. Копылов И.П. Электрические машины: учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. - м.: высшая школа; логос; 2000. - 607 стр.
12. Электрические машины: в 2-х ч. Ч. 1: учеб. Для электротехн. Спец. Вузов. - 2-е изд. Перераб. И доп. /д.э. Брускин, а.е. Зорохович, в.с. Хвостов. - м.: высш. Шк., 1987.- 319 с.: ил
13. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей/Под ред. Л.Г. Мамиконянца. - 4-е изд., переработ. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 240 с., нл.
14. Герман-Галкин С. Г., Кардонов Г. А. Электрические машины: Лабораторные работы на ПК.- СПб.: КОРОНА принт,2003. - 256 стр., ил.
15.Однокопылов Г.И., Однокопылов И.Г. Обеспечение живучести электродвигателей переменного тога: Монография. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - 187 с.
16.ОднокопыловГ.И.,Образцов К.В.,Однокопылов И.Г. Принципы обеспечения «живучести» электроприводов переменного тока. //Электричество. - 2009. - №12. - с. 51-57.
17. Мальцева О.П., Удут Л.С., Кояин Н.В. Системы управления асинхронных частотно-регулируемых электроприводов: учебное пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 20011. - 476 с.
18. Терехов В.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 2005. - 304 с.: ил.
19. Воронин, П.А. Системы управления частотно-регулируемого асинхронного электропривода: матодические указания по курсу «Системы управления электроприводов» / П.А. Воронин; Оренбургский гос. ун-т. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2011. - 51 с.
20. Панкратов В.В. Автоматическое управление электроприводами. Часть I. Регулирование координат электроприводов постоянного тока: учеб. пособие / В.В. Панкратов. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2013. - 215 с.
21. Копылов И. П. Математическое моделирование электрических машин: Учеб. для вузов. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2001. - 327 с.
22. Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины: Учебник для вузов. - М.: Энергия, 1980. - 928 с.
23. Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств. - М.: Высшая школа, 1988. - 479 с.
24.Чернышев А.Ю. Электропривод переменного тока: учебное пособие / А.Ю. Чернышев, Ю.Н. Дементьев, И.А. Чернышев; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во ТПУ, 2011. - 213 с.
25. Усольцев А. А. Частотное управление асинхронными
двигателями/Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2006, - 94 с.
26.Онищенко Г.Б. Электрический привод: учебник для студ. высш.
учеб.заведений / Г.Б. Онищенко. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 288 с.
27. Кобзев А.В. Многозонная импульсная модуляция (Теория и применение в системах преобразования параметров электрической энергии). - Новосибирск: Наука, 1979. - 304 с
28. Гост 12.2.007.9-93. «безопасность электротермического оборудования.
29.Общие требования»; Ус А.Г., Елкин В.Д. Практическое пособие
предназначено для курсового и дипломного проектирования для студентов дневной и з очной форм обучения специальностей 1 -43 01 03 "Электроснабжение", 1-43 01 07 "Техническая эксплуатация энергооборудования организаций". - Гомель, 2004