WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 19 |

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

-- [ Страница 9 ] --

Принципиальная электрическая схема АлСУ для однофазно-трехфазного транзисторного коммутатора работает следующим образом. В начальный момент времени t0 (рисунок 2.5), при подаче питающего напряжения сети, сигнал с датчика полуволны DD3 поступает на вход X0 ПЛК. ПЛК выдает сигнал на выходе Y2, который вызывает срабатывание оптопары DD5. При срабатывание оптопары DD5, на базу транзистора VT5 поступает отпирающий ток, что вызывает его открытие и происходит питание третьей статорной обмотки напряжением сети. В момент времени t1 (рисунок 2.5), транзистор VT5 остается открытым и происходит питание третьей статорной обмотки напряжением сети. ПЛК выдает сигнал на выходе Y0, который вызывает срабатывание оптопары DD1. При срабатывании оптопары DD1, на базу транзистора VT1 поступает отпирающий ток, что вызывает его открытие и происходит питание статорной второй обмотки напряжением сети. В момент времени t2, транзистор VT1 остается открытым и происходит питание второй статорной обмотки напряжением сети. Сигнал на выходе Y2 ПЛК снимается и напряжение на третью обмотку не поступает. С момента времени t0t3 по первой обмотке напряжение сети протекает постоянно. В момент времени t сигнал с датчика полуволны DD2 поступает на вход X1 ПЛК. ПЛК выдает сигнал на выходе Y3, который вызывает срабатывание оптопары DD6. При срабатывание оптопары DD6, на базу транзистора VT7 поступает отпирающий ток, что вызывает его открытие и происходит питание статорной третьей обмотки напряжением сети. В момент времени t4, транзистор VT7 остается открытым и происходит питание третьей статорной обмотки напряжением сети. Кроме того, ПЛК выдает сигнал на выходе Y1, который вызывает срабатывание оптопары DD4. При срабатывании оптопары DD4, на базу транзистора VT3 поступает отпирающий ток, что вызывает его открытие и происходит питание второй статорной обмотки напряжением сети. В момент времени t5, транзистор VT3 остается открытым и происходит питание второй статорной обмотки напряжением сети. Сигнал на выходе Y3 ПЛК снимается и напряжение на третью обмотку не поступает. C момента времени t6 порядок работы системы управления повторяется.

1. Предложен и обоснован, разработанный векторно-алгоритмический метод создания и управления вращающимся магнитным полем статора;

2. Разработана и описана силовая схема (пат. 109356) преобразователя векторно-алгоритмического типа для запуска и работы трехфазных асинхронных короткозамкнутых двигателей мобильных сельскохозяйственных электрифицированных машин от однофазной сети переменного тока;

3. Разработаны и описаны силовые схемы преобразователей векторноалгоритмического типа (пат. 2461118) для запуска, работы и регулирования угловой скорости трехфазных асинхронных короткозамкнутых двигателей, питание которых осуществляется от однофазной сети переменного тока, причем работа электродвигателя возможна как на частоте сети, так и выше и ниже частоты питающего напряжения, чем обеспечивается дискретное регулирование скорости электродвигателя выше и ниже номинальной частоты вращения.

4. Выведена формула расчета значений регулируемой частоты напряжения, поступающего на статорные обмотки при векторно-алгоритмическом управлении.

5. Разработаны системы автоматического управления на логической и цифровой элементной базе с применением микропроцессорной техники.

ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ И ИССЛЕДОВАНИЕ

ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО

КОРОТКОЗАМКНУТОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, ЗАПУСК И РАБОТА

КОТОРОГО ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ОТ ОДНОФАЗНОЙ СЕТИ

ПОСРЕДСТВОМ ВЕКТОРНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

3.1 Обоснование разработки векторно-алгоритмического метода расчета среднего значения векторов напряжения статорных обмоток трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, запуск и работа которого осуществляется от однофазной сети посредством векторноалгоритмического управления Зачастую, для получения математического описания характеристик любой электрической машины с круговым полем в воздушном зазоре ее сводят к обобщенной электрической машине, то есть идеализированной двухполюсной машине с двумя парами обмоток на статоре и роторе. Многофазная симметричная обмотка приводится к двухфазной, которая и рассматривается в обобщенной электрической машине. Модель двухфазной машины [13, 31] в естественных или фазовых непреобразованных координатах показана на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Модель двухфазной машины в непреобразованной системе Уравнения для нахождения потокосцепления в обобщенной машине в фазо вых непреобразованных координатах имеют вид:

где s, s, a, rb - потокосцепление обмоток статора и ротора;

Lsa, Lsb, Lra, Lrb – индуктивности обмоток статора и ротора;

– взаимная индуктивность между обмотками статора и ротора;

– угол между осями обмоток статора и ротора;

Тогда, вращающий момент электродвигателя, выраженный через потокосцепление, может быть найден по формуле:

где,, s, – потокосцепление обмоток статора и ротора по осям Для нахождения характеристик асинхронного электродвигателя применяется [127, 128] схема замещения в виде одной фазы (рисунок 3.1), в которой цепи статора и ротора объединены электрически, хотя в действительности эти цепи связаны только электромагнитно. Получить такую схему замещения позволяет как приведение параметров цепи ротора к цепи статора, так и учет сделанных допущений. Схема замещения одной фазы асинхронной машины показана на рисунке 3.2.



На рисунке 3.2 используются следующие обозначения:

U 1 – фазное напряжение;

R 1, R 2 – активное сопротивление цепи статора и ротора, приведенное к цепи статора;

I 1, I2 – ток обмотки статора и ротора, приведенный к цепи статора;

I – ток намагничивания;

x, x1 – реактивное сопротивление цепи намагничивания и цепи статора;

x 2 – реактивное сопротивление цепи ротора, приведенное к цепи статора;

s – скольжение.

Схеме замещения соответствует векторная диаграмма (рисунок 3.3), наглядно представляющая связь между векторами всех величин в любом конкретном режиме [129].

Рисунок 3.3 – Векторная диаграмма асинхронной машины Рассматриваемая схема замещения фазы асинхронного двигатели справедлива при следующих допущениях: активные сопротивления первичной и вторичной цепи ( r1 и r2 ) считаются постоянными, т. е. не зависящими от нагрузки (нагрева) машины, кроме того, r2 не зависит от эффекта вытеснения тока в роторе; величины x1 и x 2 – постоянны и изменение как частоты, так и насыщения не влияет на их величину; не учитывается падение напряжения в статоре от тока намагничивания, то есть I 0, а I1 I ; не учитываются добавочные потери в машине, обусловленные потерями на трение и в стали; не принимаются во внимание вибрационные и демпфирующие (паразитные) моменты, создаваемые взаи модействием высших гармонических магнитодвижущих сил и токов двигателя.

Такую схему замещения активно используют для расчета основных параметров электродвигателя, таких как развиваемый электродвигателем момент и мощность.

В ряде случаев для получения количественных и качественных соотношений токов, мощностей и напряжений в отдельных элементах асинхронного электродвигателя, строится круговая диаграмма [127] (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 – Круговая диаграмма асинхронного электродвигателя Круговая диаграмма является векторной диаграммой схемы замещения асинхронной машины с некоторыми дополнительными построениями.

Круговая диаграмма, построенная на основании упрощенной схемы замещения асинхронной машины, хотя и получила весьма широкое применение благодаря своей простоте и наглядности, однако значения токов, моментов и других параметров, полученные из круговой диаграммы, могут иметь довольно большую погрешность, особенно в области токов, значительно превышающих номинальный, т. е. при скольжениях, близких к единице. Данная круговая диаграмма разработана для трехфазного асинхронного двигателя и использование ее для расчета энергетических показателей асинхронного двигателя, запуск и работа которого осуществляется от однофазной сети переменного тока путем векторноалгоритмической коммутации статорных обмоток, невозможно. При векторноалгоритмическом управлении асинхронным электродвигателем, известная модель схемы замещения и круговая диаграмма не могут в абсолютном выражении, без корректирования, быть использованы потому что:

модель получена и составлена для одной фазы трехфазного асинхронного двигателя, в предположении, что в других фазах напряжения одинаковы, равны по величине и сдвинуты на 120 электрических градусов во времени;

при векторно-алгоритмическом управлении напряжения на статорных обмотках не являются одинаковыми и не сдвинуты во времени на 120 электрических градусов, а поступают от одного однофазного источника напряжения в соответствии с алгоритмом включения обмоток в разные промежутки времени;

кроме того, при векторно-алгоритмическом управлении напряжение на каждой из статорных обмоток электродвигателя не является полностью синусоидальным, а является частично или кусочно синусоидальным и не равным по величине на каждой из обмоток, а в ряде случаев либо величины напряжений, действующих в статорных обмотках, не равны, либо на одной из обмоток статора напряжение вообще отсутствует (рисунке 2.5);

модель для трехфазного асинхронного электродвигателя, питающегося от трехфазной сети, нельзя применять при векторно-алгоритмическом управлении еще и потому, что необходимо в процессе векторно-алгоритмического управления двигателем формировать определенным образом во времени и в пространстве (за счет быстрых воздействий) его токи, а следовательно и результирующий вектор потока статора, то есть в этих системах мало учитывать временное изменение векторов, нужно учитывать и пространственное расположение этих изменяющихся векторов; поэтому, в этом случае, должны быть использованы другие методы.

На основании учета вышеизложенного, разработан метод расчета среднего значения векторов напряжения статорных обмоток электродвигателя, запуск и работа которого осуществляется от однофазной сети посредством векторноалгоритмического управления. При этом, для расчета используется среднее значение вектора напряжения, рассчитанное в бесконечно малый момент времени ti каждого из промежутков коммутации Zi на всем периоде регулирования Tрег, с учетом величины и знака текущего напряжения в сети, а также количества и направления тока в работающих обмотках.

3.2 Методика расчета среднего значения векторов напряжения статорных обмоток электродвигателя при векторно-алгоритмическом управлении Как показали проведенные многочисленные расчетные исследования, использование известных методик теоретического определения характеристик трехфазного асинхронного электродвигателя, запуск и работа которого осуществляется от однофазной сети посредством векторно-алгоритмической коммутации статорных обмоток, невозможно по причине отсутствия непрерывной синусоидальности напряжения, поступающего на обмотки электродвигателя, и одновременного неравенства напряжения по величине в каждый момент времени на разных статорных обмотках. В связи с этим, был применен метод ВАР (векторноалгоритмических расчетов) нахождения среднего значения потокосцепления и метод [130] расчета среднего значения векторов напряжения статорных обмоток электродвигателя при векторно-алгоритмическом управлении.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 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.