Введение к работе
Актуальность темы
Вентильно-индукторный электропривод (ВИЛ) - новый тип электропривода, которому в последние годы посвящено большое количество исследований и публикаций. Простота исполнения, высокая технологичность и надежность машины, низкая ее стоимость, возможность создания простого и надежного коммутатора на современной элементной базе, функциональная гибкость и высокие энергетические показатели делают этот привод весьма перспективным для широкого применения в различных отраслях современной техники. По массогабаритным и энергетическим характеристикам ВИЛ не уступает широко применяемому частотно-регулируемому асинхронному электроприводу и превосходит его по технологичности, ремонтопригодности и т.п. Несмотря на ряд достоинств, продвижение ВИЛ на мировом рынке происходит медленно, хотя уже сейчас многие электротехнические фирмы мира либо рассматривают возможность серийного выпуска ВИЛ, либо уже производят его.
К настоящему времени решены первоочередные задачи: обоснован функциональный состав электропривода и сформулированы требования к его элементам; проанализированы физические особенности функционирования вентильно-индукторной машины (ВИМ) при представлении ее различными математическими моделями; разработаны и реализованы различные подходы к формированию алгоритмов управления.
Несмотря на очень большое количество работ, посвященных вентильно-индукторному электроприводу в зарубежной и отечественной технической литературе, тема методического и аппаратно-программного обеспечения для автоматизированного определения параметров и характеристик вентильно-индукторного электропривода практически не отражена. В частности, практически отсутствуют сведения о получении зависимостей «потокосцепление-ток» у/=/(іф) в реальном времени, хотя эти зависимости очень важны при настройке ВИЛ. Очень мало внимания уделено исследованию потерь энергии в двигателе.
Разработка методического и аппаратного обеспечения для экспериментальных исследований ВИЛ, необходимых для оптимального проектирования и обеспечения рациональных условий эксплуатации, имеет особое значение для продвижения нового электропривода на широкий рынок.
Изложенное позволяет считать тему диссертации весьма актуальной, а сама диссертационная работа должна способствовать созданию научно-
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ I
БИБЛИОТЕКА і
CtTcrcpl О»
ЧКЙ#;
технической базы для продвижения нового перспективного электропривода на рынок регулируемых электроприводов.
Цель диссертационной работы
Разработка методического и аппаратно-программного обеспечения для автоматизированного определения параметров и характеристик вентильно-индукторного электропривода.
Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие задачи:
разработка аппаратной части и информационной среды экспериментальных исследований вентильно-индукторного электропривода;
- разработка методики и алгоритмов автоматизированного определения
основных параметров и пользовательских характеристик ВИП;
- разработка способа автоматизированного определения потерь в
магнитопроводе ВИМ, построение и проверка адекватности энергетической
модели вентильно-индукторного двигателя.
Методы исследования
Использованы базовые положения теории электромеханического преобразования энергии, теории автоматизированного электропривода, компьютерные средства и численные методы обработки результатов экспериментальных исследований. Переход к универсальной энергетической модели ВИМ осуществлялся с использованием аппарата анализа размерностей. Адекватность полученной модели проверялась на базовых образцах ВИМ.
Новые научные результаты
Разработан экспериментальный компьютеризированный комплекс, не имеющий известных аналогов и позволяющий сократить время и повысить эффективность экспериментальных исследований вентильно-индукторного электропривода.
Разработана методика автоматизированного определения основных характеристик вентильно-индукторного электропривода в реальном времени, удобная для применения как в исследовательских лабораториях, так и на предприятиях, производящих новый тип электропривода, при его наладке и приемо-сдаточных испытаниях.
- Показано, что трудно определяемые потери в магнитопроводе вентильно-
индукторного электродвигателя можно оценивать с использованием
разработанного оборудования вычитанием других легко измеряемых
составляющих потерь в электроприводе из общих потерь.
- Предложен способ получения обобщенной модели потерь в стали вентильно-индукторного электродвигателя с использованием аппарата анализа размерностей. Обоснована адекватность полученной модели в критериях подобия применительно к общепромышленным вентильно-индукторным двигателям любой конфигурации мощностью 0,5+50 кВт.
Практическая ценность работы
Результаты работы использованы при выполнении контрактов с Минпромнауки и МКНТ по разработке и подготовке к промышленному использованию вентильно-индукторного электропривода, переданы Ярославскому электромашиностроительному заводу, выпустившему опытную партию новых электродвигателей. Могут быть использованы предприятиями и организациями, связанными с разработкой и производством вентильно-индукторного электропривода.
Апробация работы
Основные результаты работы обсуждались на:
восьмой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, МЭИ, 28февраля - 1 марта 2002 г.);
- двенадцатой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, МЭИ, 2 - 3 марта 2006 г.).
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано четыре печатных работы.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 65 наименований. Ее содержание изложено на 120 страницах машинописного текста, включая 104 рисунка, 12 таблиц и 2 приложения.
