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!

    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 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
    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
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 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)
    Оптимизация структуры и режимов фотоэлектростанций северных территорий
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)