Введение к работе
Астуальность проблемы. Зффектиі..юсть преобоазования электрической энергии в механическую средствами автоматизированного электропривода часто определяется свойствами силоеого источни' і, питающего электрический двигатель. При этом, вид вольтамперной ха-рактерист'*чи источника питании можт существенно влиять на энергетические, эксплуатационные, массогабаритные показателі: электропривода, а также сложность систем управления.
Распространение терминов "истс ник напряжения" и "источник тока" из теоретической электротехники на теорию електропривода позволило определить свойства разомкнутых систем электроприводов, двигатели которых питаются от укачааних источников, терминами "источник скорости" и "источник момента". Действительно, особенностью питания двигатели- постоянного или переменного тока от источника напряжения является свойство саморегулирования момента двигателя благодаря действию внутренней обратной связи по ЭДС якоря или ротора. Эта связь обеспечивает стабилиза ию частоты вращения. При питании якоря или ротора двигателя от источника тока обра.кая связь по ЭДС разрывается и исключаемся ее влияние на момент. Таїсим образом, момент однозначно определяется током источник тока и магнитным потоком двигателя.
Термин "источник момента" обязан своим появлением предложенной з 60-х годах и ИЭД АН Украины системы электропривода источник тока - двигатель постоянного тока (ИТ-Д), положившей начало новому направлению з регулируемом электроприводе постоянного тока.
Свойства "источника момента" в электроприводе переменного тока стало возмшным реализовать в схеме электропривода по системе источник тока - асинхронный .-вигатель с фазным ротором (ЙТ-АД), в которой статор двигателя питается от системы неизменных напряжений, а ротор, посредством двух неуправляемых выпрямителей, от системы неизменных токов.
Успешное внедрение электропривода со свойствами "источника шмента" стало возможным благодаря использованию в качестве источника тока индуктивно-емкостного преобразователя (ИЕП) системы неизменных напрядений в систему неизменных токов., принцип действия которого основан на явлении резонанса напрягший в контурах, со-деряапг. т индуктивности и емкости.
По вопросам исследования и разработки электропривода по cm-
- 4 -теме ЛЕЯ-АД имеется ряд научных работ и "убликаций, защищены диссертации. В то же время в электропривода по систем? ИЕП-АД не были исчерпаны все возможности для регулирования момента, а именно: регулирование момента изменением угла между векторами ЭДС и тока ротора, амлиіуда которого стабилизирована с Помощью KEIL Такое регулирование позволяет существенно расширить функциональные возможности системы ИЕЛ-АД и создать электропривод по типу схемы с машиной двойного питания (ЬЩП).
Дачная работа выполнялась в разках научно-исследовательских тем "Резонанс-2" - "Исследовать гибридные токовые системы, состоящие из полупроводниковых и параметрических электромагнитных преобразователей, и разработать на их основе источлжи электропитания промышленных технологических установок" /Постановление Президиума АН УССР N474 г? 27.12.1985 ../и "Момент-ГГ - "Разработать математические мидели, принципы управления асинхронной машиной и силовые структуры новых типов электроприводов с управляемым моментом, созвать программно-алгоритмически..; средства моделирования и исследования преобразователей для таких систем" / Решоние Ученого Совета ЙЭД АН Украины от 27.12.1990 г. , Протокол N17/.
Целью диссертационной работы является разработка и исследование регулируемых асинхронных электроприводов в системе двойного питания с источниками тока на базе индуктивно-емкостных преобразователей, обеспечивающих управление координатами двигателя и обладающих улучшенными технико-экономическими показателями для механизмов, требуюших регулирования, ограничения и контроля момента.
Поставленная цель потребовала решения следующих основных задач:
анализа режгчов работы асинхронных двигателей в различных с.стеыах их питания, а та;а» технических средств и способов стабилизации к регулирования момента электродвигателя в разомкнутой системе; .
разработки принципов построения, практической реали?ации и исследования статических и динамических характеристик электроприводов- переменного токч при использовании асчхронного двигателя с фазным ротором, включенного в систе>-у двойного питания о парамет рической стабилизацией тока в роторной цепи
анализа икдуктивно-ежостных стабилизаторов тока в динами- чєск.іх и установившихся режимах работы электропривода;
разработки и исследования функциональных и структурных cy.>: ы
- 5 -электроприводов для стабилизации и регулирования координат асинхронного двигателя с фазным ротором;
- внедрения полученных результатов в нромь. леняости при создании электроприводов промышленных установок.
Кетоды исследования. В работе применено! аналитические к экспериментальные методы исследования, а тэкгоэ методы вычислительной математик... Рассмотрение стиуктур электроприводов ведется на осно-Ез теории электропривода, теории электрически/' мапзін» методов, анализа линейных электричемжх цепей и методов математического моделирования асинхронного двигателя и электрических цепей, содерхаїкх нелинейные элементы. Основные результаты теоретических исследо;-а-иий подтверждены зксперим нгальными данными.
Автор зашивает следу.татие основные научные и практические положения работы: 1. Структуры и принципы построена: однодзигатель-ных и . многодвигате.^ьных" электроприводов на базе асинхронного' двигателя с управляемым преобразователем в роторе и индуктивно-емкостного стабилизатора тока. 2. Результаты теоретических и экспериментальных исследований электромеханических процессов к энергетических pe;si\:os асинхронного электропривода в системе двойного питания, обладащего свойством регу. :руемого "источника момента" з разомкнутой системе. 3. Математическую" модель асинхронного двигателя с управляемым преобразователем, коммутирующим з цепь ротора двигателя ток с неизменной амплитудой и регулируемым углом относительно ЭДС ротора. 4. Результаты анализа-динамических и устаногив-инхся режимов работы индуктивно-емкостных стабилизаторов тока, включенных б систем асинхронного электрон-ивода. 5.- Структуры я принципы построения систем правления координатами асинхронного двигателя с фазным ротором.
Научная новизна; 1. Впервые предложены принципы построения однодвигательных и многодвигательных регулируемых асинхронных электроприводов в системе двойного питания с источником тока в роторной цепи и разработаны новые схемы, реализующие эти принципы.
-
Созданы .математические модели и проведены исследования переходных и установившихся процессов з электроприводе на базе асинхронного двигателя с управляемым преобразователем в поторе к ИЕН
-
Рассмотрены особенности построенга источников тока на базе ЙЕІІ для электропривода переменного тока и проведен сравнительный анализ переходных и установившихся реяимов работы таких преобразователей. 4. Предложены струга,ры и принципы построения систем управ-
- 6 -дения координатами двигателя двойного пи.ания со стабилизированным тском в роторной цепи.
Практическая ценность. Регультаты диссертационной работы могут быть использованы при создании электроприводов с источниками тока в силовых цепях, которые позволяют повысить эффективность электромеханического преобразования энергии в механизмах различного технологического применения.
Внедрение результатов работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований реализованы в.-
электроприводе бурового станка. Разработка передана управ- . лени» СевУкргеологи,. (г. Киев);
электроприводе транспортного тракта .пинии индукционного отжига цветных металлов на заводе ОІШ (г. Киров);
системе из 12-ти электроприводов для цеха по производству комбикормов тш»а ОКЦ-БО на Яршлинецкоы комбикормовом заводе (Хмельницкая область);
- >рии регулируемых электроприводов типа ЭЩД-1 для шнекових
дозаторов, выпускаемой с 1992 года на"заводе "Автоштамп" (г. Алек
сандрия Кировоградской области).
Апробация работы. Основные положения и регультаты работы докладывались на IV и V Всесоюзных научно-технических конференциях "Проблема преобразовательной техники'% г. Чернигов, 1987, 1991 г. г., Всесоюзной научно-технической конференции "Разработка методов и средств экономии электроэнергии в электрических системах к системах электроснабжения транспорта" г.Днепропетровск, 1990 г.
Публикации. По результатам работы опубликовано 5 статей и тезисов докладов, получено 3 авторских свидетельства на изобретения.
Структура и оьъем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключении, сиска литературы, приложения и содер;шт і4 страницы основного машинописного текста, 7 таблиц, 78 рисунков.
