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!

    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 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
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Шиленок В. КГМУ 2017, Лечебный , выпускник
    5 (20 отзывов)
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертац... Читать все
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертационной работ. Помогу в медицинских науках и прикладных (хим,био,эколог)
    #Кандидатские #Магистерские
    13 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 Выполненных работ

    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)
    Исследование энергоэффективности микроклимата тепличного комплекса
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)