WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 19 |

Повышение эффективности мобильных машин в апк на основе векторно-алгоритмического управления электродвигателем

-- [ Страница 2 ] --

По данным территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Алтайскому краю [3] на 01.01.2013 года в Алтайском крае зарегистрировано 2877 сельскохозяйственных производителей, большая часть которых расположена в сельской местности. Согласно статистическим данным ОАО «Алтайкрайэнерго» (приложение А) более 90% абонентов частного сектора и более 40% абонентов коммерческого сектора в сельской местности Алтайского края не имеют трехфазного источника электрической энергии. В то же время возможно использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии – солнца, ветра, теплоты земных недр, приливов и др. В ряде случаев при использовании этой энергии получение трехфазного источника питания для сельскохозяйственного электрооборудования затруднительно. Поэтому и в этом случае предпочтение отдается использованию однофазной системы электроснабжения.

Как известно [4], в сельскохозяйственном производстве широкое распространение получили трехфазные и однофазные асинхронные короткозамкнутые электродвигатели, что предопределяется рядом их преимуществ над двигателями постоянного тока: более высокой надежностью и производительностью, простотой в эксплуатации, низкой стоимостью и габаритами. В результате проведенных исследований установлено, что по таким показателям, как стоимость, коэффициент полезного действия и габариты, трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели имеют преимущества перед однофазными.

Актуальным, в связи с вышесказанным, становится вопрос выбора способа запуска и работы трехфазных асинхронных короткозамкнутых электродвигателей мобильных сельскохозяйственных электрифицированных машин от однофазной сети.

Включение трехфазного асинхронного электродвигателя в однофазную сеть выдвигает ряд особенных требований. На сегодняшний день наибольшее распространение получили три способа питания трехфазного двигателя от однофазной сети:

- метод прямого включения;

-использование емкостных или индуктивно-емкостных фазосдвигающих цепей;

- запуск и работа с помощью частотного преобразователя.

Недостатками первых двух способов запуска и работы трехфазного двигателя от однофазной сети являются значительное понижение момента и развиваемой электродвигателем мощности, а также необходимость использования, во втором случае, набора конденсаторов различной емкости при различной величине нагрузки и заметные трудности в организации регулирования скорости двигателя.

Применение частотных преобразователей в однофазной сети для питания трехфазных асинхронных электродвигателей небольшой мощности, в ряде случаев не рационально из-за их высокой стоимости.

В связи с наличием у рассмотренных способов запуска и работы трехфазных двигателей от однофазной сети ряда существенных недостатков, необходимо разработать новый способ запуска, обеспечивающий повышение энергетических характеристик, а также возможность регулирования угловой скорости электродвигателя.

Таким образом, целью исследований является нахождение новых способов питания трехфазных асинхронных двигателей мобильных сельскохозяйственных электрифицированных машин от однофазной сети.

В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:

- разработать метод управления вращающимся магнитным полем трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя мобильной сельскохозяйственной электрифицированной машины при питании от однофазной сети переменного тока;

- сформулировать методику расчета среднего значения векторов напряжения статорных обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя, питание которого осуществляется от однофазной сети переменного тока, путем векторноалгоритмической коммутации статорных обмоток, а также разработать программное обеспечение;

- обосновать теоретически и подтвердить экспериментально возможность векторно-алгоритмического управления электродвигателем и обеспечить необходимые механические и энергетические характеристики электропривода;

- разработать силовые электрические схемы частотных преобразователей для трехфазного асинхронного электродвигателя при питании от однофазной сети, а также системы автоматического управления с заданными эксплуатационными показателями;

- определить эффективность предлагаемого метода управления трехфазными асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями мобильных сельскохозяйственных машин, механизмов и агрегатов.

Объект исследований. Процессы функционирования полупроводниковых преобразователей векторно-алгоритмического типа в электроприводе мобильных сельскохозяйственных электрифицированных машин.

Предмет исследований. Трехфазный электропривод мобильных сельскохозяйственных электрифицированных машин с полупроводниковыми преобразователями векторно-алгоритмического типа при питании от однофазной сети переменного тока.

Методология и методы исследований. При выполнении работы применялись основные положения теоретических основ электротехники, электроники, разделы математического анализа, аналитической геометрии и высшей математики.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней:

- предложен новый векторно-алгоритмический метод управления вращающимся магнитным полем, позволяющий осуществить запуск и работу трехфазного асинхронного электродвигателя от однофазной сети переменного тока;



- разработана и сформулирована новая методика расчета среднего значения векторов напряжения статорных обмоток, обеспечивающая построение механических характеристик электродвигателя с преобразователем векторноалгоритмического типа [5];

- разработаны теоретические основы специальных полупроводниковых систем автоматического управления, реализующих разработанный метод векторноалгоритмической коммутации статорных обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя, представляющие возможность повысить быстродействие, а также снизить габариты и стоимость электропривода [6, 7, 8];

- разработаны на уровне изобретений новые технические решения, относящиеся к автоматизированному электроприводу, включающие разработку метода управления преобразователями векторно-алгоритмического типа, позволяющего обеспечить регулирование угловой скорости и повышение энергетических показателей трехфазного асинхронного электродвигателя [9, 10, 11].

Практическая ценность работы:

1. Разработаны преобразователи векторно-алгоритмического типа с использованием трехфазного электродвигателя, питание которого осуществляется от однофазной сети, при соединении обмоток статора по схемам «треугольник», «звезда с выводом нулевой точки» и «разъединенная звезда» для электропривода мобильных сельскохозяйственных электрифицированных машин фермерских хозяйств.

2. Получены опытно-экспериментальные характеристики трехфазного электродвигателя с преобразователем векторно-алгоритмического типа, которые свидетельствуют о целесообразности его использования в электроприводе мобильных сельскохозяйственных электрифицированных машин фермерских хозяйств.

3. Разработано соответствующее программное обеспечение для управления пуском, работой, регулировкой скорости и для расчета среднего значения векторов напряжения статорных обмоток электродвигателя при векторноалгоритмическом управлении.

4. Даны практические рекомендации по применению разработанных преобразователей векторно-алгоритмического типа в условиях сельскохозяйственного производства для крестьянско-фермерских хозяйств.

Работа выполнена в соответствии с Концепцией развития аграрной науки и научного обеспечения АПК России до 2025 года (МСХ РФ, приказ от 25 июня 2007 года №342), общероссийской федеральной программой «Энергоэффективная экономика»: раздел «Энергоэффективность в сельском хозяйстве» (постановление Правительства РФ от 17 ноября 2001 г. № 796).

Результаты диссертационной работы включены в Образовательный стандарт учебной дисциплины «Электропривод в современных технологиях» по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» в АлтГТУ.

Реализация результатов исследований. Разработанные полупроводниковый коммутатор и преобразователи частоты векторно-алгоритмического типа внедрены в:

- крестьянско-фермерском хозяйстве Кремер Е. В. (с. Зудилово, Первомайский район, Алтайский край), в котором была произведена модернизация электропривода машины очистки корнеплодов МОК-150М ( Pн 0,75 кВт, Uн=220/ В, Iн=3,3/1,9 А, n н 1350 об/мин, cos 0,75 );

- крестьянско-фермерском хозяйстве Федосова Е. В. (с. Сорочий Лог, Первомайский район, Алтайский край), в котором была произведена модернизация шестеренного насоса перекачки молока модели ВЗ-0Р2-А ( Pн 0,75 кВт, Uн=220/ В, Iн=4/2,3 А, n н 920 об/мин, cos 0,71).

Апробация. Основные материалы и результаты работы были представлены и обсуждались на XVII Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: эффективность, надежность, безопасность» (Томск, 2011); VIII Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» (Москва, 2012); XIV Международной научнотехнической конференции «Электроприводы переменного тока» (Екатеринбург, 2012); VII Международной конференции технических и физических проблем электроэнергетики (Лефкоза, Республика Кипр, 2011); VIII Международной конференции технических и физических проблем электроэнергетики (Фредрикстад, Норвегия, 2012); VII Международной научно-практической конференции «Аграрная наука – сельскому хозяйству» (Барнаул, 2012); работа удостоена I места в 10-й Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь-2013».

Основные положения, выносимые на защиту 1. Концепция применения трехфазных асинхронных короткозамкнутых электродвигателей в электроприводе мобильных сельскохозяйственных электрифицированных машин, механизмов и агрегатов при питании от однофазной сети, учитывающая особенности их работы и условия окружающей среды.

2. Векторно-алгоритмический метод управления, позволяющий осуществлять запуск, реверс и работу трехфазного электродвигателя от однофазной сети в наиболее энергоэффективных режимах.

3. Методика расчета среднего значения векторов напряжения, позволяющая производить построение механических характеристик электродвигателя, запуск и работа которого осуществляется от однофазной сети посредством векторноалгоритмического управления.

4. Эффективные режимы работы, новые схемы и экспериментальные образцы преобразователей векторно-алгоритмического типа для трехфазных электродвигателей сельскохозяйственных машин, обладающие высоким быстродействием, низкой ценой, уменьшенными габаритами, а также улучшенными энергетическими показателями.

Публикации. Основные положения диссертационной работы изложены в научных работах, в том числе 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК, 3 зарубежные публикации, получены 2 патента на изобретения и 2 патента на полезные модели.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 155 страницах, содержит 73 рисунка, 14 таблиц, 4 приложения;

список литературы включает в себя 152 наименования.

Во введении обоснована актуальность решаемой в диссертации проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая ценность результатов работы, сформулированы положения, выносимые на защиту.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 19 |
 

Похожие материалы:

« Хныкина Анна Георгиевна ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ НИЗКОВОЛЬТНОГО АКТИВАТОРА ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛУКА Специальность: 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель к.т.н., доцент кафедры физики Рубцова Елена Ивановна Ставрополь 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ стр. ВВЕДЕНИЕ 4 АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЙ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ 10 1 ПРЕДПОСЕВНОЙ ...»

« ВАЛЕЕВ РУСЛАН АЛЬФРЕДОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЛУЧЕНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕТОДИОДНЫХ УСТАНОВОК Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: 1 Доктор технических наук, профессор Кондратьева Н.П. Ижевск 2014 2 Оглавление ВВЕДЕНИЕ 1.АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ И ИСТОЧНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ...»

« Нигматулин Ильдар Дагиевич ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРОВ, ОСНАЩЕННЫХ ГАЗОБАЛЛОННЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Володин В.В. Саратов – 2014 2 Содержание СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1 1.1 Системы ...»

« Кожевников Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВКИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНОГО КОТЕЛЬНОГО БИОТОПЛИВА ИЗ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ И НЕФТЕХОЗЯЙСТВ 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства Диссертация на соискание степени кандидата технических наук научный руководитель: д.т.н., профессор, академик РАСХН, заслуженный деятель науки РФ Стребков Д.С. Москва – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение ………………………………………………………………………………………. 6 Актуальность ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.