Асинхронный электропривод пульсирующего движения
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………….. 4
I. Современное состояние развития электроприводов с пульсирующим
законом движения ……………………………………………………………………………………… 9
1.1. Анализ требований, предъявляемых технологическими процессами к
электроприводам периодического движения ………………………………………………. 9
1.2. Современное состояние вопроса в области оценки энергетических
характеристик электропривода периодического движения ……………………….. 13
1.2.1. Фазовый способ возбуждения пульсирующего режима движения
асинхронного двигателя …………………………………………………………………………… 14
1.2.2. Амплитудный способ возбуждения пульсирующего режима движения
асинхронного двигателя …………………………………………………………………………… 19
1.2.3. Критериальные оценки эффективности работы электропривода с
пульсирующим законом движения …………………………………………………………… 21
1.3. Выводы ……………………………………………………………………………………………… 26
II. Основные рабочие и энергетические соотношения электропривода с
пульсирующим законом движения при потенциальном питании АД …………. 27
2.1. Математическое описание электродвигателя с пульсирующим законом
движения при потенциальном питании …………………………………………………….. 27
2.1.1. Потенциальная линейно-фазовая модуляция ……………………………………. 29
2.1.2. Потенциальная балансно-амплитудная модуляция …………………………… 45
2.2. Энергетические соотношения в асинхронном двигателе при
потенциальных видах модуляции……………………………………………………………… 59
2.3. Выводы ……………………………………………………………………………………………… 67
III. Разработка преобразователей напряжения для электропривода с
пульсирующим законом движения с улучшенными динамическими
характеристиками …………………………………………………………………………………….. 68
3.1. Способы управления преобразователем напряжения ………………………….. 68
3.2. Математическое описание преобразователя напряжения ……………………. 74
3.3. Динамические характеристики преобразователя напряжения ……………… 77
3.4. Выводы ……………………………………………………………………………………………… 85
IV. Математическое моделирование электропривода периодического
движения …………………………………………………………………………………………………. 86
4.1. Моделирование импульсного преобразователя напряжения ……………….. 89
4.2. Моделирование электромеханической части привода …………………………. 91
4.3. Результаты математического моделирования ……………………………………… 93
4.4. Анализ энергетических характеристик при потенциальных видах
модуляции ……………………………………………………………………………………………….. 95
4.5. Выводы ……………………………………………………………………………………………. 108
V. Экспериментальные исследования и результаты внедрения
электропривода периодического движения …………………………………………….. 109
5.1. Описание экспериментальной установки ………………………………………….. 109
5.2. Результаты экспериментальных исследований и их анализ ……………….. 114
5.3. Практические разработки и применение электроприводов с
пульсирующим законом движения …………………………………………………………. 123
5.4. Выводы ……………………………………………………………………………………………. 130
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………… 131
ЛИТЕРАТУРА ……………………………………………………………………………………….. 133
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 …………………………………………………………………………………… 145
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 …………………………………………………………………………………… 149
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 …………………………………………………………………………………… 154
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 …………………………………………………………………………………… 157
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 …………………………………………………………………………………… 159
Актуальность работы. Электроприводы с периодическим законом
движения нашли широкое применение в оптических сканаторах, в приводах
антенн радиолокаторов, в горной и химической промышленности, в
медицине и т. д. Обычно в них, для получения пульсирующего движения,
используются серийные электродвигатели постоянного или переменного
тока со специальным редуктором. Однако наличие последнего звена вносит
дополнительные механические потери, а в случае оптико-механических
систем со сканированием – погрешность в определение направления на
объект и существенное снижение частоты сканирования.
Уменьшить данные недостатки и существенно расширить
динамический диапазон работы, обеспечив высокие энергетические
характеристики можно с помощью привода, построенного на базе
двухфазного асинхронного электродвигателя (АД), работающего
непосредственно в режиме периодического движения за счет фазовой или
амплитудной модуляции питающих напряжений, с прерыванием одного из
них в моменты времени, когда развиваемый двигателем электромагнитный
момент переходит через ноль.
Значительный вклад в изучение, разработку и совершенствование
электроприводов периодического движения внесли Луковников В. И.,
Ивоботенко Б. А., Грачев С. А., Ткалич С. А., Мамедов Ф. А., Чиликин М. Г.,
Lawrenson P. J., Harris M. R., Аристов А. В., Воронина Н. А.,
Красовский А. Б., Хромов Е. В. Однако в их трудах пульсирующий режим
работы асинхронного электропривода рассматривался не очень подробно или
не рассматривался вовсе. Исследование пульсирующего режима работы
асинхронного электропривода позволит расширить эксплуатационные
возможности двухфазных АД за счѐт использования их непосредственно в
режиме пульсирующего перемещения.
Цель работы. Решение основных вопросов теории асинхронных
электроприводов углового движения с пульсирующим движением вала и
разработка на еѐ основе научно обоснованных рекомендаций по их
проектированию, изготовлению, настройке и промышленному применению.
Объектом исследования является асинхронный электропривод,
работающий непосредственно в режиме пульсирующего движения за счѐт
фазовой или амплитудной модуляции питающих напряжений с прерыванием
одного из них в моменты времени, когда развиваемый двигателем
электромагнитный момент переходит через ноль.
Предметом исследования являются выходные и энергетические
характеристики асинхронного электропривода пульсирующего движения.
Методы исследования. Используются современные методы
численного и аналитического решения систем линейных дифференциальных
уравнений, методы теории матричного исчисления, имитационного
моделирования электромеханических систем в среде MATLAB и MATLAB
Simulink.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Показана перспективность использования АД с потенциальной
фазовой и амплитудной модуляцией фазных напряжений для создания
регулируемых электроприводов углового движения с пульсирующим
движением вала.
2. Впервые установлены неизвестные ранее аналитические связи
между выходными параметрами электропривода с пульсирующим законом
движения и параметрами электрической машины, источников питания и его
нагрузкой при фазовой и амплитудной модуляции питающих напряжений, на
основании которых создана методика расчѐта выходных параметров
асинхронного электропривода с пульсирующим движением вала.
3. Разработаны математические модели электроприводов с
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (8 отзывов)
4.6 (71 отзыв)
4.7 (46 отзывов)
4.8 (2878 отзывов)
4.2 (25 отзывов)
4.5 (80 отзывов)
4.7 (96 отзывов)
5 (8 отзывов)
4.5 (330 отзывов)
