Разработка и исследование бездатчикового варианта электропривода по системе «Непосредственный преобразователь частоты — асинхронный двигатель»
Диссертация
Проведены экспериментальные исследования работы бездатчиковой системы НПЧ-АД и гармонического состава потребляемых и выходных (в фазе двигателя) токов системы. Установлено, что разработанное устройство векторного управления, обеспечивает устойчивую работу системы НПЧ-АД в диапазоне частот до 45 Гц. При работе привода в режиме синхронизации с сетью (на частоте 50 Гц) коэффициент искажения тока… Читать ещё >
Содержание
- ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
- ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ ДЛЯ РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА МЕХАНИЗМОВ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
- 1. 1. Современная элементная база силовой электроники
- 1. 2. Преобразователи частоты для модернизации электроприводов непрерывного действия
- 1. 3. Обоснование возможности применения системы НПЧ-АД, построенной на базе модульных преобразователей ПТЭМ-2Р, для энергосберегающего электропривода ряда механизмов непрерывного действия
- ВЫВОДЫ
- ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ С БЕЗДАТЧИКОВЫМ ВЕКТОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
- 2. 1. Особенности использования унифицированных модульных тиристорных преобразователей серии
- ПТЭМ-2Р для компоновки НПЧ
- 2. 2. Разработка конструкции преобразователя
- 2. 3. Разработка системы векторного управления преобразователем
- 2. 3. 1. Особенности управления модульными преобразователями серии ПТЭМ-2Р в составе НПЧ
- 2. 3. 2. Разработка задающего генератора для управления бездатчиковой системой НПЧ-АД на основе ПТЭМ-2Р
- 2. 3. 3. Разработка узла автоматической синхронизации для работы системы НПЧ-АД на частоте питающей сети
- 3. 1. Имитационная модель модульного преобразователя
- 3. 1. 1. Модель системы импульсно-фазового управления ПТЭМ-2Р
- 3. 1. 2. Модель силовой части модульного преобразователя
- 3. 2. Имитационная модель бездатчиковой системы НПЧ-АД
- 3. 2. 1. Модель источника электрической энергии
- 3. 2. 2. Модель задатчика интенсивности
- 3. 2. 3. Модель системы управления преобразователем
- 3. 3. Результаты моделирования системы НПЧ-АД и их сравнение с экспериментальными данными
- ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ БЕЗДАТЧИКОВОЙ СИСТЕМЫ НПЧ-АД
- 4. 1. Исследование статических режимов
- 4. 2. Исследование динамических режимов
- 4. 3. Исследование энергетических режимов системы НПЧ-АД
- 4. 3. 1. Анализ выходных токов и напряжений
- 4. 3. 2. Анализ потребляемого тока
- 4. 3. 3. Анализ потребляемой реактивной мощности
Список литературы
- Автоматизация моделирования электромеханических систем / А. В. Балуев, М. Ю. Дурдин, А. Р. Колганов, В. А. Хвостов.- Брянск: БИТМ, 1995.-92 с.
- Андрющенко О.А., Шевченко С. Б. Комбинированная модель асинхронного двигателя // Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика: Вестник ХГПУ. Вып. 113. 2000. — С. 61 — 62.
- Артишевская С.В. Экспериментально-аналитический метод определения параметров асинхронных машин // Электричество. 1999. — № 11. — С. 35−39.
- Архангельский H. JL, Чистосердов B.JI. Формирование алгоритмов управления в частотно-управляемом приводе // Электротехника. 1994. — № 3. — С. 22−26.
- Бернштейн А.Я., Хорт М. А. Энергетические характеристики преобразователей частоты при поочередном управлении группами вентилей // Электричество. 1975. — № 1. — С. 69 — 73.
- Бизиков В.А., Обухов С. Г., Чаплыгин Е. Е. Управление непосредственными преобразователями частоты. М.: Энергоатомиздат, 1985 — 128 с.
- Браславский И.Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением. М.: Энергоатомиздат, 1998. — 224 с.
- Браславский И.Я. Возможности энергосбережения при использовании регулируемых асинхронных электроприводов // Электроприводы переменного тока: Тр. XI ой науч-техн. конф. 24−26 февраля 1998 г. -Екатеринбург: УГТУ. — 1998. — С. 102 — 107.
- Булгаков А.А. Частотное управление асинхронными двигателями. — 3-е перераб. М.: Энергоатомиздат, 1982. — 216 с.
- Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. — М.: Энергия, 1977.-431 с.
- Водорезов В.М., Иванова Е. А. Компьютерные системы моделирования электроприводов // Электротехника. 1996. — № 7. — С. 48 — 51.
- Войнова Т.В. Математическая модель для исследования трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором как объекта регулирования для прямого процессорного управления // Электротехника. 1998.-№ 6.-С. 15−19.
- Вольдек А.И. Электрические машины. JI.: Энергия, 1978. — 832 с.
- Галицкая С.Я., Стариков А. В. Силовые преобразователи для управления скоростью асинхронных двигателей // Электроприводы переменного тока: Тр. XI ой науч-техн. конф. 24−26 февраля 1998 г. -Екатеринбург: УГТУ. — 1998. — С.117 — 120.
- Гильдебранд А.Д., Шрейнер Р. Т. Оптимальное по быстродействиюуправление асинхронным электроприводом при частотно-токовом управлении // Асинхронный тиристорный электропривод: Сб. науч. тр.- Свердловск, 1971. С. 7 — 11.
- Глух Е.М., Зеленов В. Е. Защита полупроводниковых преобразователей. -М.: Энергия, 1970.- 151 с.
- Грабовецкий Г. В. Системы управления тиристорными преобразователями частоты с непосредственной связью и естественной коммутацией // Электротехника. 1977. — № 8. — С. 3 — 5.
- Грейвулис Я.П., Рыбицкий J1.C. Тиристорный асинхронный электропривод для центробежных насосов. Рига: Зинатне, 1983. — 117 с.
- Данилевич Я.Б., Домбовский В. В., Казовский Е. Я. Параметры электрических машин переменного тока. М.: Наука, 1965. — 340 с.
- Дацковский JI. X, Абрамов Б. И. и др. Современное состояние и тенденции в асинхронном частотно-регулируемом электроприводе // Электротехника. 1997. — № 10. — С. 45 — 51.
- Джонс М.Х. Электроника практический курс. — М.: Постмаркет, 1999.- 528 с.
- Джюджи Л., Пелли Б. Силовые полупроводниковые преобразователи частоты: Теория, характеристики, применение. Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1983. -400 с.
- Дмитриков В.Ф., Петяшин Н. В., Сивере М. А. Высокоэффективные формирователи гармонических колебаний. М.: Радио и связь, 1988. -192 с.
- Жемеров Г. Г. Тиристорные преобразователи частоты с непосредственной связью. -М.: Энергия, 1977. 280 с.
- Зайцев А.И., Плехов А. С., Сандалов В. В. Составляющие энергосбережения в электроприводах турбомеханизмов // Электромеханика и электротехнологии: Тез. докл. III Междунар. конф. М, 1998. — С. 96 — 99.
- Зайцев А.И., Сандалов В. В., Плехов А. С. Энергетические показатели, преобразователей переменного тока с естественной и искусственнойкоммутацией // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. -Магнитогорск, 1998.-С. 144−151.
- Зиновьев Г. С., Левин Е. Ю., Обухов А. Е. и др. Повышающе-понижающие регуляторы переменного напряжения и непосредственные преобразователи частоты // Электротехника. 2000. -№ 11. — С. 16 — 20.
- Иванов Г. М., Егоркин В. Ф. Несимметричные режимы работы тиристорных преобразователей в электроприводах переменного тока. — М.: Энергоатомиздат, 1990. 199 с.
- Изосимов Д.Б., Козаченко В. Ф. Алгоритмы и системы цифрового * управления электроприводами переменного тока // Электротехника. —1999.-№ 4.-С. 24−27.
- Ильинский Н.Ф. Энергосберегающий электропривод насосов // Электротехника. 1995. — № 7. — С. 3 — 8.
- Ильинский Н.Ф., Юньков М. Г. Итоги развития и проблемы электропривода // Автоматизированный электропривод / Под общ. ред. Н. Ф Ильинского, М. Г. Юнькова. М.: Энергоатомиздат, 1990. — С. 4 — 14.
- Ирвинг М. Готлиб Источники питания. Инверторы. Конверторы. Ли-ш нейные и импульсные стабилизаторы. Постмаркет Москва, 2000. -175 с.
- Исаев И.П., Иньков Ю. М., Маричев М. А. Вероятностные методы расчета полупроводниковых преобразователей. М.: Энергоатомиздат, 1982.-96 с.
- Ишматов З.Ш. О синтезе алгоритмов управления частотно-регулируемым электроприводом // Электроприводы переменного тока: Тр. XI ой науч-техн. конф. 24−26 февраля 1998 г. — Екатеринбург: УГТУ.- 1998.-С. 168−171.
- Ишханов П.Э., Чуриков A.M. Исследование электромагнитных ж процессов в асинхронном электродвигателе с преобразователемчастоты // Приводная техника. 1998. — № 3. — С. 12−16.
- Казанский В.М. Развитие производства асинхронных двигателей // Электричество. 1999. — № 10. — С. 29 — 32.
- Казовский Е.Я., Сидельников А. В., Троянская Д. О. Установившиеся и переходные процессы в асинхронном двигателе, питаемом от преобразователя частоты // Электротехника. — 1973. № 4. — С. 17−23.
- Калашников В.И. Основы векторного управления асинхронным электроприводом без датчика скорости // Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика: Вестник ХГПУ. Вып.111.- 1998.-С. 128- 129.
- Ключев В.И. Автоматизация реверсивных электроприводов (подъемно-транспортные машины). M.-J1. Энергия, 1966. — 144 с.
- Ключев В.И., Микитченко, А .Я., Сафошин В. В. Модульные тиристорные преобразователи для тяжелых условий эксплуатации // Приводная техника. 1997. — № 3. — С. 33 — 34.
- Ключев В.И., Микитченко А. Я., Каныгин В. И. Разработка и исследование системы НПЧ-АД для тяжелых условий эксплуатации //
- Тр. ин-та / Моск. энерг. ин-т. 1997. — Вып. 675. — С. 159 — 166.
- Ключев В.И., Миронов J1.M., Резниковский A.M., Фомин С. А. Разработка и исследование экскаваторных электроприводов // Электротехника. 2000. — № 2. — С. 20 — 25.
- Ключев В.И. Теория электропривода: учебник для ВУЗов М.: Энергоатомиздат, 2001. — 704 с.
- Ключев В.И. Энергетика электропривода- Под ред. JI.B. Жильцова. — М.: МЭИ, 1994.-84 с.
- Козярук А.Е. Системы прямого цифрового управления в асинхронном * электроприводе // Тр. III Международной (XIV Всероссийской) конф. по автоматизированному электроприводу АЭП 2001, 12−14 сентября 2001 г. Н.-Новгород. С. 31 — 32.
- Ковач К.И., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока. М.: Госэнергоиздат, 1963. — 744 с.
- Кудрявцев А.В. Развитие частотно-регулируемого асинхронного электропривода на кафедре АЭП МЭИ // Электротехника. 2000. — № 2. — С. 47 — 50.
- Кудрявцев А.В., Ладыгин А. Н. Современные преобразователи частоты ф в электроприводе // Приводная техника. 1998. — № 3. — С. 21- 28.
- Лезнов Б.С. Экономия электроэнергии в насосных установках. М.: j Энергоатомиздат, 1991. — 144 с.
- Лизец М., Поташников М. Ю. Современная активная и пассивная электронная элементная база для силовой электроники // Электротехника. 1996.-№ 4. — С. 15−18.
- Масандилов Л.Б., Мельник P.P. Моделирование асинхронного элетроIпривода с реверсивным тиристорным преобразователем напряжения // • Электроприводы переменного тока: Тр. XI ой науч.-техн. конф. 24−26
- Микитченко А.Я. Разработка и исследование частотно-управляемогоасинхронного электропривода по системе НПЧ-АД для машин предприятий горнодобывающей промышленности: Автореф. дис. д-ра техн. наук.- М., МЭИ, 1999. 40 с.
- Миронов JI.M. Обоснование областей применения непосредственных преобразователей частоты // Тр. III Международной (XIV Всероссийской) конф. по автоматизированному электроприводу АЭП-2001 12−14 сентября 2001 г. Н.-Новгород, 2001. — С. 222 — 223.
- Мищенко А.В., Масленникова Н. С., Лобода В. Д., Фадеев А. Ф. Преобразователи частоты для энергосберегающих электроприводов массового назначения // Электротехника. 1996. — № 12.-С. 31 — 36.
- Нерретер В. Расчет электрических цепей на персональной ЭВМ. М.: Энергоатомиздат, 1991. — 224 с.
- Новиков В.А., Рассудов Л. Н. Тенденции развития электроприводов, систем автоматизации промышленных установок и технологических комплексов // Электротехника. 1996. — № 4. — С. 26 — 29.
- Онищенко Г. Б., Юньков М. Г. Электропривод турбомеханизмов. М.: Энергия, 1972.-240 с.
- Панкратов В.В. Векторное управление асинхронными электроприводами: Учеб. пособие. Новосибирск, 1999. 174 с.
- Певзнер Е.М., Яуре А. Г. Эксплуатация крановых тиристорных электроприводов. — М.: Энергоатомиздат, 1991. 104 с.
- Петров Л.П. Управление пуском и торможением асинхронных двигателей. М.: Энергоатомиздат, 1977. — 184 с.
- Поздеев А.Д. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1998. — 172 с.
- Радимов С.Н., Букили Хишам Математическая модель частотного привода, представленная в естественных трехфазных осях // Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика: Вестник ХГПУ. Вып. 113. 2000. — С. — 57 — 60.
- Розанов Ю.К., Флоренцев С. Н. Электропривод и силовая электроника // Электротехника. 1997. -№ 11. — С. 37 — 41.
- Ротанов Н.А., Литовченко В. В., Сидоров B.C. Электромагнитные процессы в асинхронном двигателе при работе от преобразователя частоты // Тр. ин-та / МИИТ. 1973. — Вып. 421. — С. 238 — 245.
- Сабинин Ю.А., Грузов B.JI. Частотно-регулируемые асинхронные электроприводы. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние. — 1985 — 128 с.
- Сандлер А.С., Сарбатов Р. С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. — М.: Энергия, 1974. 328 с.
- Сандлер А.С., Сарбатов Р. С. Частотное управление асинхронными двигателями. -М.: Энергия. 1966. — 144 с.
- Сарваров А.С. Перспективы разработки нового типа непосредственных преобразователей частоты для мощных вентиляторных электроприводов // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. Сб. науч. тр. Магнитогорск, 2000. — Вып. 5.-С. 10−18.
- Сарваров А.С. Расширение диапазона частотного регулирования дви-9 гателей переменного тока на базе непосредственных преобразователейчастоты // Приводная техника. 2000. — № 3. — С. 22 — 27.
- Сарваров А.С., Маколов В. Н. Разработка модели непосредственного преобразователя частоты с программным формированием напряжения // Электроприводы переменного тока: Тр. XII ой науч.-техн. конф. 13−16 марта 2001 г. — Екатеринбург, 2001. — С. 76 — 79.
- Системы управления тиристорными преобразователями частоты / Бизиков В. А., Миронов В. Н., Обухов С. Г., Шамгунов Р. Н. М.: Энергоиздат, 1981. — 144 с.
- Соколов М.М. Автоматизированный электропривод общепромышленных механизмов. М.: Энергия, 1976. — 488 с.
- Терехов В.М. Современные способы управления в электроприводе // Электротехника. 2000. — № 2. — С. 15−19.
- Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе / А. Я. Бернштейн, Ю. М. Гусяцкий, А. В. Кудрявцев, Р.С. Сарбатов- Под ред. Р. С. Сарбатова. М.: Энергия, 1980. — 328 с.
- Третьяк Г. А. Разработка непосредственного преобразователя частоты с бездатчиковым векторным управлением // Электрика. 2003. — № 8. — С. 20−23.
- Уильяме Б. Силовая электроника, приборы, управление, применение. Справочное пособие: пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1993 г.- 240 с.
- Фираго Б.И., Должников С.Ю, Подобедов Е. Г. Электропривод крановых механизмов по системе преобразователь частоты-двигатель // Автоматизированный электропривод / Под общ. ред. Н. Ф Ильинского, М. Г. Юнькова. М.: Энергоатомиздат, 1990. — С. 234 — 237.
- Фираго Б.И., Готовский Б. С., Лисс З. А. Тиристорные циклоконверторы. — Минск: Наука и техника, 1973. 296 с.
- Фираго Б.И., Ковалев Ф. И. Рациональное построение асинхронных электроприводов, работающих в циклических режимах // Электротехника. 1998. — № 4. — С. 29−33.
- Флоренцев С.Н. Состояние и перспективы развития приборов силовой электроники на рубеже столетий // Электротехника. 1999. — № 4. — С. 2−10.
- Хабигер Э. Электромагнитная совместимость, основы ее обеспечения в технике: пер. с нем. М.: Энергоатомиздат, 1995. — 304 с.
- Холл Д., Уатт Д. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений. М.: Мир, 1979. — 312 с.
- Хрисанов В.И., Коновалов Ю. Н. Тиристорные преобразователи для асинхронных электроприводов // Электроприводы переменного тока: Тр. XI ой науч.-техн. конф. 24−26 февраля 1998 г. — Екатеринбург, 1998.-С. 72−75.
- Чехет Э.М., Мордач В. П., Соболев В. Н. Непосредственные преобразователи частоты для электропривода.- Киев: Наукова думка, 1988.-145 с.
- Чиженко И.М., Руденко B.C., Сенько В. И. Основы преобразовательной техники. М.: Высшая школа, 1974. — 430 с.
- Шакарян Ю.Г., Ильинский Н. Ф. Инструкция по расчету экономической эффективности применения частотно-регулируемого электропривода .— М.: Изд-во МЭИ, 1997. 57 с.
- Шиндес Ю.Л., Ерухимович В. А., Никитин О. Ф. Электроприводы с непосредственными преобразователями частоты // Автоматизированный электропривод / Под общ. ред. Н. Ф. Ильинского, М. Г. Юнькова. — М.: Энергоатомиздат, 1986. С. 263 — 266.
- Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты.- Екатеринбург: УРО РАН, 2000. 654 с.
- Шрейнер Р.Т., Дмитриенко Ю. А. Оптимальное частотное управление асинхронными электроприводами. Кишинев: Штиинца, 1982. — 234 с.
- Шубенко В.А., Браславский И. Я. Тиристорный асинхронный электропривод с фазовым управлением. — М.: Энергия, 1972. 184 с.
- Шубенко В.А., Браславский И. Я., Шрейнер Р. Т. Асинхронный электропривод с тиристорным управлением. М.: Энергия, 1967. — 96 с.
- Шубенко В.А., Шрейнер Р. Т., Мищенко В. А. Оптимизация частотно-управляемого асинхронного электропривода по минимуму тока // Электричество. 1970. — № 9. — С. 23 — 26.
- Шубенко В.А., Шрейнер Р. Т., Мищенко В. А. Частотно-управляемый асинхронный электропривод с оптимальным регулированием абсолютного скольжения // Электромеханика. 1970. — № 6. — С. 676 — 681.
- Эпштейн И.И. Автоматизированный электропривод переменного тока.- М.: Энергоиздат, 1982 192 с.
- Borgard D.E., Olsson G., Lorenz R.D. Accuracy issues for parameter estimation of field orieted induction machine drives // IEEE Transaction On Industry Application. Vol.31, No. 4, July/August 1995.
- Dong-Choon Lee, Seung-Ki Sul, Min-Ho Park High-Performance Current Regulator for a Field-Oriented Controlled Induction Motor Drive // IEEE Transaction On Industry Application. Vol.30, No. 5, September/October 1994.
- Hofmann H., Sanders S.R. Speed Sensorless Vector Torque Control of Induction Machines Using a Two-Time-Scale Approach // IEEE Transaction On Industry Application. Vol.34, No. 1, January/February 1998.
- Jung-Ik Ha, Seung-Ki Sul Sensorless Field-Orientation Control of an Induction Machine by High-Frequency Signal Ingection // IEEE Transaction On Industry Application. Vol.35, No. 4, July/August 1999.
- Munoz-Garcia A., Lipo T.A., Novotny D.W. A New Induction Motor V/f Control Method Capable of High-Performance Regulation at Low Speeds // IEEE Transaction On Industry Application. Vol.34, No. 4, July/August 1998.
- Рапа T. Sensorless Vector-Controlled Induction Motor Drive System for Electric Vehicles // Proc. of the SPEED AM' 2000. Ischia, Italy. 13−16 June 2000.