Асинхронный электропривод с двухзвенным преобразователем частоты на базе активного выпрямителя и автономного инвертора напряжения
Практическая ценность работы заключается в следующем. Разработанная обобщенная математическая модель активного преобразователя напряжения позволяет установить пределы допустимого изменения управляющих и возмущающих воздействий, а также их влияние на показатели энергетической совместимости электропривода с питающей сетью. Разработанный обобщенный способ прогнозирующего релейно-векторного… Читать ещё >
Содержание
- Список сокращений
Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ РЕГУЛИРУЕМОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
1.1. Основные этапы развития и опыт использования электропривода переменного тока
1.2. Использование полупроводниковых преобразователей частоты для повышения эффективности асинхронного электропривода
1.3. Анализ современных методов, и алгоритмов управления элементами систем автоматизированного электропривода
1.4. Постановка задач исследований
Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
2.1. Модели активного выпрямителя напряжения
2.1.1. Однофазная нулевая схема АВН
2.1.2. Однофазная мостовая схема АВН
2.1.3. Трехфазная мостовая схема АВН
2.2. Модель автономного инвертора напряжения
2.3. Модель асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
2.4. Модель системы «преобразователь частоты — асинхронный двигатель»
2.5. Результаты компьютерного моделирования
2.5.1. Результаты моделирования процессов в однофазной нулевой схеме АВН
2.5.2. Результаты моделирования процессов в однофазной мостовой схеме АВН
2.5.3. Результаты моделирования процессов в трехфазной мостовой схеме АВН
2.5.4. Результаты моделирования процессов в системе АИН-АД
2.6. Выводы по главе 2А
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
3.1. Статические режимы работы АВН
3.1.1. Анализ работы АВН в режиме ШИМ
3.1.2. Анализ установившихся процессов в АВН
3.2. Энергетические характеристики и показатели двухзвенного преобразователя частоты
3.3. Электромагнитная совместимость электропривода с питающей сетью
3.4. Выводы по главе
Глава 4. СИНТЕЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
4.1. Прогнозирующее релейно-векторное управление АВН
4.2. Прогнозирующее релейно-векторное управление системой «преобразователь частоты — асинхронный двигатель»
4.3. Система автоматического управления асинхронного электропривода
4.4. Выводы по главе
Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРРГООДА И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
5.1. Лабораторный макет и технические средства измерения
5.2. Результаты испытания макета активного выпрямителя напряжения
5.3. Выводы по главе 5 169
Заключение 171
Литература
Список сокращений
АВН — активный выпрямитель напряжения-
АД — асинхронный двигатель-
АИН — автономный инвертор напряжения-
ДПЧ — двухзвенный преобразователь частоты-
11К — полупроводниковый коммутатор-
11РВР — прогнозирующий релейно-векторный регулятор-
РН ~ регулятор напряжения-
РТ — регулятор тока-
САР — система автоматического регулирования- СУ — система управления-
СШИМ — синусоидальная широтно-импульсная модуляция- ШИМ — широтно-импульсная модуляция- ЭМС — электромагнитная совместимость- ЭП — электропривод.
Список литературы
- Архангельский Н.Л., Курнышев Б. С., Захаров П. А. Применение тензорной методологии к описанию электромагнитных процессов в асинхронном двигателе. // Электричество. 1995. № 1.
- Архангельский Н.Л., Курнышев B.C., Лебедев С. К., Фильченков A.A. Тензорная методология в теории электропривода переменного тока. // Электромеханика. 1993. № 1.
- Беллман Р. Динамическое программирование: Пер. с англ. М.: Йзд-во Иностр. лит., 1960. 400 с.
- Берсенев Ю.Ф. Вопросы динамики асинхронного двигателя при частотном регулировании скорости // Автоматизация производственных процессов, вып. 5. Новосибирск: Изд — во НЭТИ, 1967. — С. 104 — 108.
- Бродовский В.Н., Иванов Е. С. Бесконтактный электропривод с частотно -токовым управлением для замкнутых систем регулирования // Электричество. 1967. № 10. С53 — 60.
- Бродовский В.Н., Иванов Е. С. Приводы с частотно токовым управлением / Под ред. В. Н. Бродовского. -М.: Энергия, 1974. — 168 с.
- Булгаков A.A. Частотное управление асинхронными двигателями. М.: Наука, 1966. -297 с.
- Вейнгер A.M. Перспективы систем подчиненного регулирования // Электротехника. 1996. № 4. С. 41 — 47.
- Вейнгер A.M. Регулируемый синхронный электропривод. М.: Энергоатомиздат, 1985. -224 с.
- Ю.Ефимов A.A., Зиновьев Г. С. Микропроцессорная система управления асинхронным электроприводом // Автоматизация и прогрессивные технологии: Сборник научных трудов НПИ МИФИ / Под ред. А. Е. Беляева. Новоуральск: НПИ МИФИ, 1997. С. 66 — 68.
- Ефимов A.A., Зиновьев Г.С, Литвинчук И. Е. Моделирование систем электропривода // Автоматизация и прогрессивные технологии: Материалы межрегионального семинара-выставки (28−3 1 мая 1996 г.) Новоуральск: Изд-во Отделения № 2 МИФИ, 1996. — С. 118 — 119.
- Зиновьев Г. С. Микроконтроллеры для систем управления электроприводом. // Автоматизация и прогрессивные технологии: Сборник научных трудов
- Изосимов Д.Б., РЫБКИН СЕ. Улучшение качества энергопотребления полупроводниковыми преобразователями с ШИМ // Электричество. 1996. № 4.-С. 48−55.
- Использование скользящих режимов в задачах управления электрическими машинами / Д. Б. Изосимов, Б. Матич, В. И. Уткин, А. Шабанович.// Дневник АН СССР, 1978, т. 241, № 4. С. 769 — 772.
- Калинин И.Ф., Пантелеев В. И., Соустин Б. П. Исследование динамики пуска асинхронного двигателя при частотно токовом управлении // Доклады юбилейной научно — технической конференции факультета автоматических систем. — Томск: Изд — во ТПИ, 1970.
- Козаченко В.Ф. Основные тенденции развития встроенных систем управления двигателями и требования к микроконтроллерам // CHIP NEWS. 1999.№ 1.-С.2−9.
- Комплект аппаратно программных средств для встраиваемых систем прямого цифрового управления электроприводами на базе микроконтроллера Intel 8хС196МН /В. Козаченко, Н. Шишов, М. Черняк, С. Иванов, и др. // CHIP NEWS. 1999. № 1. — С. 24 — 31
- Копытин С. Микроконтроллеры семейства Siemens 166 // CHIP NEWS. 1999. № 1.-С. 39−42.
- Костенко М.П. Работа многофазного асинхронного двигателя при переменном числе периодов// Электричество. 1925. № 2.
- Кривицкий CO., Эпштейн И. И. Динамика частотно регулируемых электроприводов с автономными инверторами. — М.: Энергия, 1970. — 152 с.
- Куприянов М. С, Бычков М. Г. 16 и 32 — разрядные микроконтроллеры фирмы Motorola // CHIP NEWS. 1999. № 1. — С. 53 — 58.
- Ладыгин A.n., Холин В. В., Новак Я. Разработка и исследование предельного по быстродействию регулятора тока для системы ТП-Д // Тр. МЭИ. 1981. Вып. 550.
- Луговой A.B. К теории энергосбережения средствами промышленного электропривода // Электротехника. 1999. № 5. С. 62 — 67.
- Маевский O.A. Энергетические показатели вентильных преобразователей. -М.: Энергия, 1978.-320 с.
- Мип.-енко В.А., Мищенко Н. Б., Тимошенко Б. И. Исследование переходных процессов в асинхронном двигателе при оптимальном частотном управлении // Преобразовательная техника в электроэнергетике. Киев: Наукова думка, 1972. — С. 225 — 236.
- Мищенко В.А., Шрейнер Р. Т., Шубенко В. А. Оптимальный по минимуму потерь закон частотного управления асинхронным двигателем // Изв. ВУЗов Энергетика, 1969. № 8. С. 115 — 118.
- Панкратов В.В. Метод оптимизации поверхностей разрыва управлений в многосвязных САУ со скользящими режимами // Изв. ВУЗов Электромеханика. 1993. № 4. С. 44 — 50.
- Петров И.И., Певзнер Е. М., Шукалов В. Ф. Частотно регулируемый электропривод высокопроизводительных грузоподъемных механизмов // Электричество. 1971. № 6. — С. 42 — 47.
- Прикладные нечеткие системы: Перевод с япон. /К. Асаи, Д. Ватада, С. Иван и др.: под ред. Т. Тэрано, К. Асаи, М. Сугено. М.: Мир, 1993.
- Применение идентификаторов состояния в асинхронном электроприводе/ Н. Л. Архангельский, B.C. Курнышев, С. К. Лебедев. Автоматизированный электропривод. 1990.
- Прня Р., Чехов В. И. Качество напряжения новое в решении проблемы компенсации реактивной мощности /Электротехника, № 4, 1999. — С. 32 -34.
- Рудаков В.В. Параметры передаточных функций асинхронного двигателя при подчиненном регулировании // Новые системы управления регулируемыми электроприводами. Л.: ЛДНТП, 1973. — С 88 — 93.
- Рябуха В.И. Процессы в асинхронном двигателе при изменении электромагнитного момента пропорционально скольжению // Изв. АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт, 1966. № 5. —. 71 83.
- Сандлер A.C., Сарбатов P.C. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1974. — 328 с.
- ЗЗ.Сандлер A.C., Сарбатов P.C. Частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1966. — 144 с.
- Соловьев А., Веселов М. Семейство DSP микроконтроллеров фирмы Analog Devices для встроенных систем управления двигателями //CHIP NEWS. 1999. № l.-C. 17−23.
- Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе / А. Д. Бернштейн, Ю. М. Гусяцкий, A.B. Кудрявцев, P.C. Сарбатов- Под ред. P.C. Сарбатова. М.: Энергия, 1980.-328 с.
- Чучалов В. Новый микроконтроллер семейства С 166 для управления электроприводами // CHIP NEWS. 1999. № 1. С. 47 — 52.
- Шрейнер Р. Т., Поляков В. Н. Экстремальное частотное управление асинхронными двигателями // Электротехника. 1973. № 9. С. 10 — 13.
- Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. Екатеринбург: Изд во УРО РАН, 2000. — 654 с.
- Шрейнер Р.Т. Задачи экстремального частотного управления асинхронными электроприводами // Асинхронный тиристорный электропривод. -Свердловск: Изд во УПИ, 1971. — С. 92 — 96.
- Шрейнер Р.Т., Дмитренко Ю. А. Оптимальное частотное управление асинхронными электроприводами. Кишинев: Штиинца, 1982. — 234 с.
- Шрейнер Р.Т., Ефимов A.A. Активный фильтр как новый элемент энергосберегающих систем электропривода // Электричество. 2000. № 3. С. 46−54.
- Шрейнер Р.Т., Ефимов A.A., Зиновьев Г. С. Векторная система регулирования активного выпрямителя напряжения // Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сборник научных трудов / Под ред.
- A.C. Сарварова, К. Э. Одинцова. Магнитогорск: МГТУ, 2001. — Вып. 6. С. 157−162.
- Шрейнер Р.Т., Ефимов A.A., Зиновьев Г. С. Установившиеся режимы работы активного выпрямителя напряжения // Электроприводы переменного тока: Труды двенадцатой научно-технической конференции ЭППТ'01. -Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. С. 52 — 55.
- Уб.Шрейнер Р. Т., Карагодин М. С. Исследование оптимальных по быстродействию процессов изменения скорости асинхронного двигателя при частотном управлении // Изв. ВУЗов Электромеханика. 1973. № 9. С. 1013−1019.
- Шрейнер Р.Т., Поляков В. Н. К вопросу оптимизации частотно -регулируемых электроприводов при ударном графике нагрузки // Регулируемый электропривод высокоинерционных механизмов. Кишинев: Штиинца, 1980. — С 119 — 129.
- Шрейнер Р.Т., Поляков В. Н. К расчету оптимального по минимуму потерь закона частотного управления асинхронным электродвигателем // Асинхронный тиристорный электропривод. Свердловск: Изд — во УПИ, 19 71.-С. 96−98.
- Шрейнер Р.Т., Поляков В. Н., Воробьев A.C. Бесконтактный тиристорный асинхронный электропривод с частотным управлением по минимуму тока // Асинхронный тиристорный электропривод. Свердловск: Изд — во УПИ, 1971.-С.98−101.
- Шрейнер Р.Т., Поляков В. Н., Гильденбрант А. Д. Управление асинхронным частотным электроприводом при ограничениях // Асинхронный тиристорный электропривод. Свердловск: Изд — во УПИ, 1971. — С. 101 -104.
- Эффендизаде А.А. Теория регулируемого асинхронного электропривода. -Баку: Изд во АН АзССР, 1955. — 188 с.
- Blaschke F. Das Prinzip der Feldorientierung die Grundlage fur die Transvector -Regulung von Drohfeldmashinen. Siemens. 1971. 45, № 1. 757 — 760.
- Habetler T.G. A Space Vector Based Rectifier Regulator for AC/DC/AC Converters // IEEE Trans, on Power Electronics. Vol. 8. No. 1. January. 1993. P. 30−36.
- IGCT появление новой технологии для сверхмощных экономически эффективных преобразователей / Р.К. Steimer, Н.Е. Gruning, J. Weminger (ABB Industry AG), E. Carroll, S. Klaka, S. binder (ABB Semiconductors AG) // Электротехника. 1999. № 4. — С. 10 — 18.
- Kazmierowski M.P. Control Strategies for PWM Rectifier/Inverter Fed Induction Motor // Proceeding 9* International Conference on Power Electronics and Motion Control (EPE — PEMC 2000) 5 -7 September 2000/ Koshice, Slovac Republic.-P. 1−69- 1−78.
- Lorenz R. Motion Control With Induction Motors. Proceedings ofthe IEEE, vol. 82, no. 8. August 1994, p.p. 37−38.
- Malinowski M. Adaptive Modulator Three Phase PWM Rectifie^nverter // Proceeding 9* International Conference on Power Electronics and Motion Control (EPE — PEMC 2000) 5 — 7 September 2000/ Koshice, Slovac Republic. — P. 1−35 -1−40.184
- Radim Visinka, Leos Chalups, Ivan Skalka Системы управления электродвигателями на микроконтроллерах фирмы Motorola // CHIP NEWS. 1999. № l. C. 10−16.
- Ryba J. Control of PWM Voltage Rectifier in Step Down Mode // Proceeding 9* International Conference on Power Electronics and Motion Control (EPE PEMC 2000) 5−7 September 2000/ Koshice, Slovac Republic. — P. 3−46 — 3−48.
- Thomas G. Habetler, Deepakraj M. Divan, «Control Strategies for Direct Torque Control Using Discrete Pulse Modulation,» IEEE Trans. Industry Applications, vol.27,no. 5, pp. 97−105, 1991.
- Watanabe H., and Dettloff. Reconfigurable fuzzy logic processor: A full custom digital VLCI, in Int. Workshop on Fuzzy Systems Applications, liruka, Japan, Aug. 1988, pp. 49−50.