Энергоэффективный электропривод на основе синхронного двигателя с постоянными магнитами

Бухтуев, Вадим Юрьевич Отделение электроэнергетики и электротехники (ОЭЭ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Построение системы управления синхронным двигателем с постоянными магнитами, обеспечивающей требуемые динамические и энергетические показатели качества управления. В качестве критерия энергоэффективности выбрана минимизация токов статора.

СОКРАЩЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ …………………………………………………………………………………………… 11

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………………………………………………… 12

1. ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ …………… 14
1.1. Анализ методов управления СД …………………………………………………………………………………. 14
1.2. Описание математической модели СД ………………………………………………………………………… 19

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННЫМ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ………………………………………………………………………………………………………… 24
2.1. Система СДПМ с использованием датчика положения ротора…………………………………….. 24
2.2. Система СДПМ с использованием функциональных преобразователей ………………………. 29
2.3. Система СДПМ с использованием бездатчикового управления …………………………………… 31
2.3.1. Описание наблюдателя состояния ……………………………………………………………………….. 32

3. РАСЧЕТ СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ …………………………………………………………………………. 34
3.1. Расчет мощности двигателя и его выбор …………………………………………………………………….. 34
3.2. Расчет аккумуляторной батареи и ее выбор ………………………………………………………………… 34

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ В ПРОГРАММНОМ ПРОДУКТЕ MATLAB
R2019A ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 37
4.1. Моделирование синхронного двигателя ……………………………………………………………………… 37
4.2. Настройка регуляторов скорости и тока ……………………………………………………………………… 37
4.3. Моделирование системы с датчиком положения ротора ……………………………………………… 38
4.4. Моделирование системы управления с использованием функциональными
преобразователями ……………………………………………………………………………………………………………….. 40
4.5. Моделирование системы управления с использованием бездатчикового управления …… 41

5. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ…………………………………………………………………………………………………………. 45

6. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ …………………………………………………………………………….. 76

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………………………………….. 90

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СТУДЕНТА ……………………………………………………………………………………. 91

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ …………………………………………………………………….. 91

ПРИЛОЖЕНИЕ А ……………………………………………………………………………………………………………………. 95

ПРИЛОЖЕНИЕ Б …………………………………………………………………………………………………………………… 107

ПРИЛОЖЕНИЕ В ………………………………………………………………………………………………………………….. 108

ПРИЛОЖЕНИЕ Г …………………………………………………………………………………………………………………… 109
Сокращения, обозначения
АИН – Автономный инвертор напряжения
АЭД – Асинхронный электродвигатель
ДПТ – Двигатель постоянного тока
ДПР – Датчик положения ротора
КПД – Коэффициент полезного действия
ПЧ – Преобразователь частоты
СД – Синхронный двигатель
ТАУ– Теория автоматического управления
ТЭД – Тяговый электродвигатель
ШИМ – Широтно-импульсная модуляция
IGBT – Биполярный транзистор с изолированным затвором

Транспорт с электродвигателем по экологическим нормам существенно
обгоняет иные виды автотранспорта с ДВС. В следствии этого, разработка и
создание электротранспорта предугадали внедрение транспорта, в котором
при соприкосновении контакторов энергия поступает к двигателю от системы
электроснабжения. Отсюда следует, что маневренность данного контактного
электротранспорта будет намного хуже маневренности автотранспорта.
Несмотря на это, исследование разных вариантов использования топлива для
двигателей необходимо, т.к. загрязнение окружающей среды от транспорта с
ДВС довольно сильно влияют на последствия для окружающих, тем более в
экономически развитых городах.

В ходе выполнения работы были поставлены и достигнуты такие задачи,
как:
– построение математической модели СДПМ;
– разработка модели векторного модулятора;
– разработка модели наблюдателя состояния;
– проведение синтеза системы бездатчикового векторного управления СДПМ;
– исследование эффективности и результативности полученных систем
векторного управления.
Проводя сравнение переходных процессов скорости, можно сказать, что
полученная система бездатчикового управления по динамическим
характеристикам не уступает системам с ДПР. Итак, подводим итог. Полученные
в ходе работы результаты подтверждают эффективность рассмотренной
методики построения бездатчиковой системы векторного управления СДПМ,
следовательно, требования на задания к магистерской диссертации выполнены.
Список публикаций студента

1. Бухтуев В.Ю. Энергоэффективный электропривод на основе синхронного
двигателя с постоянными магнитами // Наука. Исследования. Практика:
сборник статей международной научной конференции (Санкт-Петербург,
Апрель 2020). – СПб.: ГНИИ «Нацразвитие», 2020. С.106–108

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету

    Энергосервисный договор
    📅 2018год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет
    Асинхронный электропривод вентиляционной установки
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка имитационной модели системы электропитания тяжелого самолета
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Оптимизация структуры и режимов фотоэлектростанций северных территорий
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)