WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 19 |

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

-- [ Страница 6 ] --

2. В электроприводе мобильных сельскохозяйственных электрифицированных машин, при питании от однофазной сети переменного тока, предпочтительнее использовать трехфазные асинхронные короткозамкнутые электродвигатели.

3. В мобильных сельскохозяйственных электрифицированных машинах используется как регулируемый, так и нерегулируемый асинхронный электропривод;

4. Вследствие того, что известные способы запуска и работы трехфазного электродвигателя от однофазной сети имеют целый ряд существенных недостатков, возникает задача нахождения более простого, стабильного и малогабаритного устройства, позволяющего включить трехфазный двигатель в однофазную сеть.

5. Режим работы мобильных сельскохозяйственных электрифицированных машин зачастую не требует широкого диапазона рабочих скоростей, даже при технологическом изменении производительности машины и желательно иметь простые частотные преобразователи, способные работать в условиях нестабильного напряжения питающей сети, с дискретным и небольшим диапазоном регулирования.

Таким образом, целью данной работы является - разработка нового метода запуска и работы трехфазного асинхронного электродвигателя от однофазной сети с возможностью реверса и регулирования угловой скорости электродвигателя.

Исходя из поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать и обосновать новый метод создания вращающегося магнитного поля статора для трехфазных асинхронных короткозамкнутых двигателей, питание которых осуществляется от однофазной сети.

2. Разработать схемы преобразователей нового типа для запуска, работы и реверса трехфазного асинхронного короткозамкнутого двигателя, питающегося от однофазной сети, а также схемы с возможностью осуществления реверса и регулирования угловой скорости как выше, так и ниже номинальной, обладающие повышенными, по сравнению с известными схемами, энергетическими характеристиками, низкой стоимостью и небольшими габаритами, с простым частотным преобразователем;

3. Разработать системы автоматического управления электроприводом с новыми полупроводниковыми векторно-алгоритмическими преобразователями;

4. Разработать методику расчета среднего значения векторов напряжения статорных обмоток электродвигателя и построения механической характеристики двигателя при новом методе управлении;

5. Разработать программное обеспечение для расчета среднего значения векторов напряжения статорных обмоток электродвигателя при векторноалгоритмическом управлении;

6. Провести опытно-экспериментальные исследования механических и энергетических характеристик разработанных электроприводов;

7. Оценить технико-экономические показатели разработанных электроприводов.

8. Дать рекомендации по области применения разработок.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА, РАСЧЕТ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ВЕКТОРНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ТИПА ДЛЯ

УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМИ АСИНХРОННЫМИ КОРОТКОЗАМКНУТЫМИ

ДВИГАТЕЛЯМИ, ПРИ ПИТАНИИ ОТ ОДНОФАЗНОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

На основании анализа мобильных сельскохозяйственных электрифицированных механизмов с трехфазным асинхронным электроприводом и существующих методов запуска, работы и регулирования скорости трехфазных асинхронных короткозамкнутых электродвигателей при питании от однофазной сети, приведенного в первой главе, был разработан новый векторно-алгоритмический метод управления магнитным полем статора и соответствующие этому методу схемы бесконденсаторного запуска и работы трехфазных двигателей от однофазной сети, а также схемы частотных преобразователей, использующие принципиально новый метод питания трехфазного электродвигателя от однофазной сети с возможностью осуществления реверса и регулировки частоты вращения как выше, так и ниже номинальной.

2.1 Обоснование векторно-алгоритмического метода создания и управления вращающимся магнитным полем статора электродвигателя Существующие схемы создания магнитного поля статора (рисунок 2.1), при включении трехфазного двигателя в однофазную сеть, не дают кругового, или близкого к круговому, вращающегося магнитного поля и не позволяют осуществлять регулирование угловой скорости электродвигателя, а также обладают низкими энергетическими показателями.

Рисунок 2.1 – Схемы создания магнитного поля статора На рисунке 2.1 пунктиром показано возможное соединение обмоток в звезду.

Стрелками обозначено изменение магнитного поля статора ФI - ФIV.

Если производить коммутацию статорных обмоток электродвигателя по определенному алгоритму в определенной полярности и последовательности, при одновременной работе двух или трех обмоток, можно создать вращающиеся магнитные поля близкие к круговым, кроме того, это позволит также производить регулирование угловой скорости электродвигателя как выше, так и ниже номинальной, путем создания различных дискретных частот, обеспечивая при этом высокие энергетические показатели.

Таким образом, предлагается новый метод векторно-алгоритмического управления, который позволит осуществлять запуск, работу и регулирование скорости трехфазных асинхронных электродвигателей при питании от однофазной сети. Как уже отмечалось, векторно-алгоритмическое управление осуществляется путем алгоритмической коммутации статорных обмоток электродвигателя в определенной последовательности и полярности. Векторно-алгоритмическим управлением возможно создавать несколько типов вращающихся полей статора путем прохождения четырех, шести, восьми и т.д. фиксированных положений вектора электромагнитного потока вращающегося поля статора электродвигателя с разной частотой.



Обобщенная блок-схема электропривода, с использованием преобразователей векторно-алгоритмического типа, представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Обобщенная блок-схема электропривода с преобразователем векторно-алгоритмического типа Блок-схема электропривода кроме асинхронного электродвигателя (АД) содержит алгоритмическую систему управления (АлСУ), управляющую коммутацией статорных обмоток электродвигателя в определенной последовательности, и полупроводниковый векторно-алгоритмический преобразователь (п/п ВАП) или полупроводниковый векторно-алгоритмический коммутатор (п/п ВАК), реализующий это управление.

Управляющим воздействием Uз на входе алгоритмической системы управления является сигнал пуска, выбора направления и величины скорости вращения электропривода. На статор электродвигателя с полупроводникового векторноалгоритмического преобразователя поступает коммутируемое напряжение питания (Uк).

2.2 Разработка и исследование силовой схемы преобразователя векторноалгоритмического типа для запуска и работы трехфазных асинхронных короткозамкнутых двигателей мобильных сельскохозяйственных электрифицированных машин от однофазной сети переменного тока При разработке принципиальных электрических схем силовых частей преобразователей векторно-алгоритмического типа, учитывались следующие основные требования:

1) запуск и работа трехфазного асинхронного электродвигателя должны производится непосредственно от однофазной сети переменного тока;

2) преобразователь должен обеспечивать возможность осуществления реверса электродвигателя;

3) принципиальная электрическая схема преобразователя (силовая часть) должна быть простой, надежной и удобной в обслуживании;

4) разработанная схема преобразователя должна обеспечить работу электродвигателя от однофазной сети с необходимым уровнем энергетических показателей;

5) разработанный преобразователь векторно-алгоритмического типа должен быть недорогим и иметь малые габариты.

Ниже приводятся разработанные [9-11] автором (в соавторстве) принципи альные электрические схемы полупроводниковых векторно-алгоритмических преобразователей.

В случае, если необходимо осуществлять только запуск и работу трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети переменного тока без осуществления регулирования угловой скорости, но с возможностью осуществления реверса, была разработана схема однофазно-трехфазного транзисторного реверсивного коммутатора (рисунок 2.3) [96-98].

Рисунок 2.3 – Принципиальная электрическая схема однофазно-трехфазного На рисунке 2.3. используются следующие обозначения:

Ф, 0 – фаза и ноль источника переменного напряжения соответственно;

L1, L2, L3 – первая, вторая и третья статорные обмотки трехфазного электродвигателя соответственно;

VT1, VT2 – биполярные транзисторы;

сплошные и пунктирные линии со стрелками вдоль обмоток статора двигателя – прямое и обратное направление тока в обмотках статора соответственно.

Векторно-алгоритмическое управление однофазно- трехфазного транзисторного реверсивного коммутатора, ведомого однофазной сетью, осуществляется следующим образом. В статорные обмотки трехфазного асинхронного двигателя подается однофазное переменное напряжение посредством коммутации соответствующих полупроводниковых ключей (транзисторы VT1 и VT2), обеспечиваю щих получение вращающегося магнитного поля статора (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 – Векторная диаграмма вращающегося поля электродвигателя Осциллограммы напряжений статорных обмоток показаны на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 – Осциллограммы напряжений статорных обмоток электродвигателя На рисунке 2.5 используются следующие обозначения:

UL1, UL2, UL3 – напряжение в статорных обмотках L1, L2 и L3 соответственно.

В работе однофазно- трехфазного транзисторного реверсивного коммутатора, ведомого однофазной сетью, используется свойство биполярных транзисторов пропускать ток в ключевом режиме в прямом и обратном направлениях вследствие симметричной структуры [6]. Кроме того, в качестве полупроводниковых ключей, в такой схеме, возможно использовать полевые транзисторы, которые также пропускают ток в обоих направлениях, без необходимости учета полярности напряжения, проходящего через транзисторы.

Для обеспечения вращения вектора магнитного потока вращающегося поля статора двигателя в соответствии с векторной диаграммой, показанной на рисунке 2.4, в последовательности I-II-III-IV-V-VI, необходимо подавать управляющее напряжение на базы транзисторов VT1 и VT2 в следующей последовательности.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 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.