Синхронный электропривод дверей кабины лифта

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

Разработка и исследование электроприводов синхронных двигателей с векторным управлением. Исследование электропривода будет произведено с учетом ШИМ преобразователя и квантованием сигналов управления и регуляторов во времени.

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………….. 9
1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ
СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ В
СРЕДЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ MATLAB SIMULINK. ………………………………… 14
1.1. Описание двигателя в неподвижной системе координат АВС ……… 14
1.2. Математическое описание двигателя в системе координат (d, q) …. 20
1.3. Моделирование СДПМ. …………………………………………………………….. 22
1.4 Реализация системы управления. ………………………………………………… 24
1.4.1 Математическое описание ШИМ. ……………………………………………… 24
1.4.2 Реализация блока ШИМ……………………………………………………………. 27
1.4.3 Разработка координатных преобразователей. …………………………….. 31
1.4.4 Описание модели датчика положения. ………………………………………. 35
1.4.5 Реализация модели датчика положения. …………………………………….. 36
1.4.6 Реализация модели декодера. ……………………………………………………. 41
1.4.7 Математическое описание регуляторов ……………………………………… 46
1.4.8 Разработка регуляторов тока …………………………………………………….. 46
1.4.9 Разработка регулятора скорости………………………………………………… 52
2. ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ ……………………………………………………………….. 58
2.1 Преобразование расчетов в IQ-математику …………………………………. 58
2.2 Исследование влияния частоты расчета контуров ……………………….. 60
2.3 Исследование влияния параметров настройки регуляторов ………….. 63
3. РАБОТА С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ ……………………….. 68
3.1 Описание работы двигателя ……………………………………………………….. 70
3.2. Описание контроллера привода двери ……………………………………….. 71
4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ…………………………………………………………………………. 75
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения …………………………………………………………………………. 76
4.2 Планирование научно-исследовательских работ ………………………….. 88
4.3 Определение трудоемкости выполнения работ ……………………………. 90
4.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) ……………………… 95
Выводы по главе …………………………………………………………………………… 102
5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ………………………………………………. 104
5.1 Производственная безопасность ……………………………………………….. 104
5.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению ……………………………………………………… 105
5.3 Анализ вредных производственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению ……………………………………………………… 106
5.4 Экологическая безопасность …………………………………………………….. 109
5.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………….. 110
5.6 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 112
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………… 114
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………………….. 116
Приложение A ……………………………………………………………………………………….. 120
Приложение Б ………………………………………………………………………………………… 143
Приложение В………………………………………………………………………………………… 144

Одним из проявлений общемировой тенденции развития производства
высокотехнологичной электротехнической продукции являются
определенные успехи в области создания нового поколения регулируемых
электроприводов с использованием вентильных электродвигателей.
Выпуск таких электроприводов осваивают в настоящее время
практически все ведущие электротехнические компании. Предложение на
рынке вентильных электродвигателей характеризуется широким
мощностным диапазоном – от единиц ватт до сотен киловатт, которые могут
использоваться в самых различных отраслях промышленности, в том числе и
аэрокосмической.
Постоянное удешевление магнитных материалов, а также
ускоряющееся развитие аппаратной базы систем управления и устройств
силовой электроники сделали возможным применение ВД в тех областях
техники, где традиционно применялись только машины постоянного тока
или специальные асинхронные двигатели. Такое широкое распространение
данного вида двигателей обусловлено рядом технических преимуществ перед
асинхронными двигателями и двигателями постоянного тока. К таким
приемуществам относятся:
 бесконтактность и отсутствие узлов, требующих обслуживания.
Отсутствие у вентильных электродвигателей скользящих электрических
контактов существенно повышает их ресурс и надежность по сравнение с
электрическими двигателями постоянного тока или асинхронными
двигателями с явно выраженной обмоткой на роторе;
 обмотка якоря ВД может быть запитана более высоким
номинальным напряжением, поэтому конструктивная постоянная момента
Cm ВД существенно превышает аналогичную величину классических машин
постоянного тока, что позволяет использовать при подключении ВЭП кабели
меньшего сечения и преобразователи электрической энергии на меньшие
токи;
 большая перегрузочная способность по моменту (кратковременно
кратность максимального момента равна 5 и более);
 высокое быстродействие;
 наивысшие энергетические показатели (кпд и соsφ). Показатели
кпд вентильных двигателей превышают 90% и очень мало меняются при
изменении нагрузки двигателя по мощности и при колебаниях напряжения
питающей сети, в то время как у асинхронных электродвигателей
максимальный кпд составляет не более 86% и зависит от изменений
нагрузки;
 минимальное значение токов холостого хода и рабочих токов, что
позволяет достаточно точно измерять нагрузку на привод и оптимизировать
режим работы;
 имеют практически неограниченный диапазон регулирования
частоты вращения (1:10000 и более) и возможность регулирования частоты
вращения по различным законам;
 у вентильных двигателей более простая схема преобразователя
по сравнению с асинхронным частотно регулируемым электроприводом;
 низкий перегрев вентильного электродвигателя увеличивает срок
службы электропривода, поскольку увеличивается ресурс изоляционных
материалов, работающих при более низких температурах. Этот же фактор
позволяет электроприводу работать в нестандартных режимах с возможными
перегрузками;
 минимальные массогабаритные показатели при прочих равных
условиях.

В процессе работы была разработана и исследована имитационная модель
микропроцессорной системы управления синхронным двигателем с
постоянными магнитами. Имитационная модель содержит:
 Модель двигателя;
 Модель трехфазного IGBT-моста инвертора;
 Модель ШИМ-модулятора;
 Модель прямого и обратного преобразования Кларка;
 Модель прямого и обратного преобразования Парка-Горева;
 Модель датчика положения (резольвер);
 Модель обработчика сигнала с резольвера;
 Модель ПИ-регуляторов тока по осям D и Q;
 Модель ПИ-регулятора скорости;
В работы представлена разработка идеальной имитационной модели
(частоты расчета контуров 1 Мгц, расчеты с плавающей запятой) создание
такой модели в реальности приведет к очень большим экономическим затратам,
поэтому далее был представлен переход от идеальных условий к реальным
(преобразование кода в расчет с фиксированной запятой, уменьшение частоты
расчета контуров до реальных), что позволило более реально оценить влияние
параметров настройки регуляторов на качество переходных процессов и
позволило решить такие насущные проблемы реальных систем как:
1. Ухудшение качества переходных процессов вследствие шумов
сигналов и электромагнитных помех.
2. Колебательность системы при настройке «по умолчанию».
3. Уменьшение и нахождение оптимального времени переходного
процесса без потери качества самого переходного процесса.
В процессе исследования было показано, что для решения
вышеперечисленных проблем необязательно использовать дорогостоящие DSP
– процессоры, предназначенные для расчетов в режиме «с плавающей запятой»,
достаточно поварьировать коэффициенты регуляторов для достижения
желаемого переходного процесса. Также в процессе исследования было
выяснено что изменение постоянной времени регулятора контура в более
значительной степени влияет на качество и характер переходных процессов,
чем изменение коэффициента пропорциональности.
Данные исследования планируется применять в учебном процессе и для
дальнейших исследований с более мощными и скоростными двигателями.

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 Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    28 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    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
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 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)