WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 19 |

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

-- [ Страница 3 ] --

В первой главе представлен сопоставительный технико-экономический анализ трехфазных и однофазных асинхронных короткозамкнутых электродвигателей для электропривода мобильных сельскохозяйственных машин, произведен обзор мобильных сельскохозяйственных электрифицированных машин с регулируемым и нерегулируемым трехфазным асинхронным электроприводом, рассмотрены существующие методы запуска и работы, а также регулирования угловой скорости трехфазного электродвигателя, при питании от однофазной сети, и проведен анализ их достоинств и недостатков. Сформулированы цели и задачи диссертации.

Во второй главе приводится обоснование векторно-алгоритмического метода создания и управления вращающимся магнитным полем статора трехфазного электродвигателя, разработки новых силовых систем коммутации и управления обмотками трехфазных электродвигателей, при питании от однофазной сети, а также систем автоматического управления силовыми системами коммутации.

В третьей глава приводится теоретический расчет и исследование характеристик трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, запуск и работа которого осуществляется от однофазной сети посредством векторноалгоритмического управления, обоснование разработки векторноалгоритмического метода расчета среднего значения векторов напряжения, исследование и расчет механических характеристик трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, а также разработанное специализированное программное обеспечение для расчета среднего значения векторов напряжения статорных обмоток электродвигателя при векторно-алгоритмическом управлении.

В четвертой главе представлены результаты опытно-экспериментальных исследований механических и энергетических характеристик предложенных запатентованных систем управления электродвигателем, исследованы и рассчитаны технико-экономические показатели.

В пятой главе приведены результаты испытаний разработанного преобразователя векторно-алгоритмического типа в условиях фермерского хозяйства, а также расчет экономической эффективности, даны общие выводы и рекомендации.

В заключении представлены основные результаты и общие выводы по проделанной работе, даны рекомендации.

Автор выражает искреннюю благодарность профессору кафедры «Электротехника и автоматизированный электропривод», к.т.н. Стальной М. И., принимавшей непосредственное участие в обсуждении результатов и проведении экспериментальных исследований на различных этапах выполнения работы.

ГЛАВА 1. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТИПА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И

АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ЗАПУСКА, РАБОТЫ И

РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ТРЕХФАЗНЫХ АСИНХРОННЫХ

КОРОТКОЗАМКНУТЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ ПИТАНИИ ОТ

ОДНОФАЗНОЙ СЕТИ

Выбор асинхронного электродвигателя для электропривода мобильных сельскохозяйственных электрифицированных машин предопределяется рядом преимуществ над приводом постоянного тока: высокая надежность и производительность, простота в эксплуатации; более низкая стоимость и габариты.

Наибольшее распространение получили четыре типа [12, 13] асинхронных электродвигателей переменного тока: трехфазные с фазным и короткозамкнутым ротором, трехфазный электродвигатель Шраге-Рихтера, а также однофазный асинхронный электродвигатель. Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором и асинхронный двигатель Шраге-Рихтера имеют подвижные щеточные контакты, что весьма непрактично по эксплуатационным показателям, поэтому в сельскохозяйственном производстве преимущественно применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Это объясняется спецификой работы электроприводов в сельском хозяйстве. Электродвигатели работают при неблагоприятных условиях окружающей среды: пожароопасной и взрывоопасной среде мукомольных производств; химически активной атмосфере животноводческих помещений; большой запыленности в птицефабриках, зерноочистительносушильных комплексах; высокой влажности в кормоцехах и под открытым небом [14-18]. Кроме того, многие двигатели имеют длительные перерывы в работе, используются сезонно, а также зачастую территориально разбросаны. Эти условия, осложняя эксплуатацию электроприводов, требуют применения более прочного, надежного, простого оборудования, характерного для электроприводов с асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором.

Как известно, асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором могут быть как однофазные, так и трехфазные. Однофазные асинхронные электродвигатели выпускаются, как правило, малой мощности и в отличие от трехфазных имеют на статоре однофазную обмотку. Однофазный ток не создает вращающегося магнитного поля и поэтому однофазные электродвигатели не имеют начального или пускового вращающего момента. Для создания пускового момента на статоре электродвигателя располагают вторую, так называемую пусковую обмотку, сдвинутую относительно рабочей обмотки на угол 90 градусов. Обе обмотки питаются от сети однофазного переменного тока. Для создания сдвига фаз между токами обеих обмоток включается большое активное сопротивление или емкость. Наличие большой емкости обуславливает повышенную цену, габариты и вес однофазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя.

Был проведен сопоставительный анализ электродвигателей мощностью до 2,2 кВт (однофазные асинхронные электродвигателей отечественного и импортного производства большей мощности в свободной продаже отсутствуют), которые могли бы использоваться в фермерских хозяйствах и сельскохозяйственных комплексах. Для получения достоверных результатов, сравнивались электродвигатели трех крупнейших производителей: концерн «РУСЭЛПРОМ» (Россия), ОАО «Могилевский завод Электродвигатель» (Республика Беларусь), фирма Siemens (Германия). Основные данные, взятые для проведения сопоставительного анализа электродвигателей, приведены в [19-28].



В результате анализа выявлен ряд преимуществ трехфазных асинхронных короткозамкнутых двигателей перед однофазными. Прежде всего, это более низкая стоимость [29, 30] трехфазных асинхронных двигателей (рисунок 1.1, а; таблица 1.1).

Таблица 1.1 – Цены трехфазных и однофазных асинхронных двигателей Рисунок 1.1 – Зависимость цены асинхронного двигателя от мощности и процентное превышение стоимости однофазного асинхронного двигателя над трехфазным На рисунке 1.1, а показано: по оси абсцисс откладывается номинальная мощность однофазных и трехфазных электродвигателей в киловаттах, по оси ординат - стоимость электродвигателей в рублях. Из рисунка 1.1, а видно, что до мощности 2,2 кВт стоимость однофазного асинхронного двигателя, при одинаковой номинальной мощности и номинальной скорости по сравнению с трехфазным двигателем, выше в среднем на 32,5%, что отражено на рисунке 1.1, б.

На рисунке 1.2, а представлено сравнение весовых показателей однофазных и трехфазных асинхронных двигателей, данные по весу электродвигателей различных производителей приведены в таблице 1.2.

Рисунок 1.2 – Зависимость веса и КПД трехфазных и однофазных Таблица 1.2 – Вес трехфазных и однофазных асинхронных электродвигателей Из рисунка 1.2, а и таблицы 1.2 видно, что трехфазные асинхронные электродвигатели, при одинаковых мощностях, легче однофазных.

Анализ значений коэффициента полезного действия (КПД) сопоставляемых двигателей показал, что трехфазные двигатели обладают более высоким КПД [31]. Зависимости КПД от мощности для трехфазных и однофазных двигателей представлены на рисунке 1.2, б, значения КПД представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – КПД трехфазных и однофазных асинхронных двигателей На основании вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что использование трехфазных двигателей в электроприводе мобильных сельскохозяйственных электрифицированных машин предпочтительнее по следующим причинам:

а) по сравнению с коллекторными двигателями переменного тока:

- простота в обслуживании;

- более высокая надежность;

б) по сравнению с однофазными двигателями имеют:

- меньшие капитальные затраты;

- меньшие габаритные размеры и вес;

- более высокий коэффициент полезного действия.

1.1 Обзор мобильных сельскохозяйственных электрифицированных машин Сегодня в сельском хозяйстве применяются различные типы мобильных сельскохозяйственных электрифицированных механизмов, машин и агрегатов (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 – Типы мобильных сельскохозяйственных машин и агрегатов Мобильные сельскохозяйственные электрифицированные машины, механизмы и агрегаты подразделяют на следующие основные группы, обладающие сходными характеристиками и режимами работы [32-35] (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 – Группы мобильных сельскохозяйственных электрифицированных Мобильные центробежные механизмы. Одними из представителей центробежных механизмов являются центрифуги и мобильные насосные установки. В сельскохозяйственном производстве центрифуги применяются [33] в технологическом процессе обработки и переработки молока (сепараторы), для сушки и очистки технических масел. Мобильные насосные установки обеспечивают водой системы орошения, мелиорации, полива и водоснабжения, а также необходимы для систем осушения и отвода стоков. Они незаменимы при перекачивании воды в больших объемах на значительные расстояния, а также при подаче воды из открытых источников для сельскохозяйственных объектов и систем пожаротушения. На российском рынке имеется большой выбор мобильных установок производства фирм Ecoentec, Xylem, Grundfos и других [36-38]. Внешний вид мобильной установки фирмы Ecoentec на колесном ходу представлен на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 – Мобильная насосная установка фирмы Ecoentec Мобильная насосная установка состоит из центробежного насоса, электропривода, фильтров, клапанов и вентилей, пульта управления и различного вспомогательного оборудования. В электроприводе мобильных насосных установок наибольшее применение получили трехфазные асинхронные короткозамкнутые электродвигатели.

Передвижные установки с кривошипно-шатунным механизмом. Среди установок с кривошипно-шатунным механизмом широкое распространение получили установки с поршневыми насосами. Одними из таких установок являются мобильные доильные аппараты. Для машинного доения коров в переносные доильные ведра на пастбищах в личных подсобных и фермерским хозяйствах до вольно часто используются различные мобильные доильные установки типа УДИ-2, УДИ-1, АДУ-1, а также импортные установки типа KSM-1KS и другие [39-40]. Внешний вид одной из таких установок представлен на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 – Внешний вид мобильной доильной установки Работа доильной установки основана на принципе отсоса молока доильным аппаратом. Молоко по молочным шлангам поступает в доильное ведро, в котором транспортируется до места сбора и хранения. В приводе подобных установок наиболее часто используется трехфазный асинхронный короткозамкнутый электродвигатель.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 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.