Введение к работе
Актуальность В настоящее время практически во всех отраслях народного хозяйства электроприводы постоянного тока вытесняются электроприводами переменного тока на основе синхронных и асинхронных машин. К этим электроприводам относится и бесконтактный моментшй привод (БМП) построенный на основе синхронных мааин с пгстоянными магнитами на роторе. Возможность достижения больших частот вращения, полная бесконтактность, большой срок службы, ограничиваемый сроком службы подшипников, возможность работы во взрывоопасных и агрессивных средах предопределяет широкое', распространение БМП. В отличие от двигателя постоянного тока качественная система управления двигателем переменного тока требует сложной обработки сигналов. При преобразовании координат необходимо выполнять тригонометрические преобразования для неограниченного изменения угла и операции умножения. Точная реализация этих преобразований с помощью аналоговых методов обработки сигналов связана с большими трудностями и материальными затратами.
Прогресс в области микропроцессорной техники и в частности появление процессоров для цифровой обработки сигналов и микроконтроллеров с развитой периферией к высоким быстродействием позволяет решать Оолыпинство проблем управления программным способом и за счет этого унифицировать аппаратную часть системы управления
Возможность замыкания обратных связей по току и скорости в различных системах координат и состав используемых датчиков блилют па структуру привода и требования предъявляемые к микропроцессору. Таким образом, развитие БМП требует исследования его структур с целью оптимального использования возможностей микропроцессоров. Это и предопределило основное непраьление настоящей диссертационной работы.
Цель работы заключается в исследовании различных структур, разработке и внедрении бесконтактных электроприводов на основе синхронных машин с использованием микропроцесорной техники.
Для достижения этой цели в диссертационной работе решены следующие основные задачи:
1. Исследованы характеристики различных типов
аналоговых, аналого-цифровых и цифровых преобразователей координат для БМП.
2. Разработана математическая- модель БІЛІ' во врацаюдейся
системе координат с учетом инерционности преобразователя
координат.
3. Проведен анализ статических и динамических характеристик
привода при управлении электрической машиной по двум осям.
-
исследованы характеристики привода при замыкачни обратных связей по току и скорости в различных системах координат с учетом инерционных свойств преобразователя координат
-
Разработан микропроцессорный контроллер для использования в различных приводах переменного тока.
6. Разработан и внедрен ряд бесконтактных моментных
электроприводов для различных отраслей промышленности и медицины.
Методы исследования. При репении рассмотренных задач были использованы преобразование Лапласа, метод изображающего вектора и теория автоматического управления.
Научная новизна работы заключаете, в следующем:
- разработана и программно Г"2днзоБака математикескал модель
БМП с учетом инерционости преобразователя координат
- проведен анализ статических и динамических характеристик
привода при управлении электрической машиной пс двум осям.
- исследованы характеристики привода при замыкании обратных
связей по току и -корости в различных системах координат с учетом
инерционных свойств преобразователя координат
Практическая ценность диссертационной работы
- разработанная математическая модель позволяет проводить
исследования различных систем электропривода и значительно
ускорить процесс их разработки.
- разработаны и внедрены конкретные схемы электроприводов на основе синхронных машин с непрерывным к дискретным способом управления, пригодные для использования в различной аппаратуре.
- предложены схемы и алгоритмы цифровых преобразователей
координат для реализации средствами микропроцессорной техники.
разработан микропроцессорный контроллер, позволяющий унифицировать аппаратную часть системы управления приводом
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы при разработке пр.шода для «следования моторных реакций человека, приводов вентиляторов специального
назначения, привода для намотки ламповых электродоЕ, привода инвалидной коляски .и др.
Апробация работы. Основные полокения диссертации были доложены на
- 5-ой международной научно-технической конференции "Роботы и
АСУ ТП - 94" , ВДІЇМ робототехники и технической кибернетики,
Санкт-Петербург, 30 мая - 1 июня 1994 г.
- научно-техническом семинаре "Новые достижения в электротехнике
и силовой .электронике и их роль в развитии современных технологий
конверсируемых ггредприятий" , Международный центр ЭК0Е0М7. ж,
науки и техники, Санкт-Петербург 6-7 июля 1993 г.
2-ой Всесоюзной научно-технической конференции по электромехэнотрокике, ЛЭГИ, г.Ленинград, 23-25 октября 1991 г.
семинаре "Электопривод с цифровым и цифроаналоговым управлением", Ленинградский Дом научно-технической пропаганда, 5-6 февраля 1991 г.
Всесоюзном научно-техническим семинаре по электромеханотронике, ЛЭТИ, г.Ленинград, 25-27 ноября 1989 г.
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано восемь научных работ.
Структура и обьем работы диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 43 наименований и приложения. Она содержит 96 страниц основного машинописного текста, иллюстрированного 47 рисунками и 5 таблицами.
