Асинхронный электропривод пульсирующего движения

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