Исследование законов управления асинхронным электроприводом с частотным управлением на компьютерных моделях
В настоящее время имеет место быстрое развитие двух тенденций электронной техники. Во-первых, наблюдается стремительное улучшение характеристик, как микропроцессорных устройств, так и силовых полупроводниковых приборов. Во-вторых, постоянное совершенствование технических систем управления, повышение требований к стабильности, надежности и точности характеристик, снижению энергопотребления, массы… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ЗАДАЧИ РЕГУЛИРОВАНИЯ АСИНХРОННОГО ПРИВОДА С ВЕКТОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
- 1. 1. Существующие методы и нерешенные проблемы разработки систем управления асинхронным двигателем (АД)
- 1. 2. Обобщенная задача регулирования асинхронного двигателя
- 1. 3. Условия согласования механической характеристики двигателя и типа нагрузки
- 1. 4. Замкнутые системы векторного управления АД
- 1. 5. Законы регулирования. Асинхронный привод
- 1. 6. Цели и задачи исследования
- 1. 7. Обоснование выбора программного продукта
- ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1
- ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ УПРАВЛЯЕМОГО АСИНХРОННОГО ПРИВОДА
- 2. 1. Модель асинхронного двигателя и нагрузки
- 2. 2. Модель силового инвертора
- 2. 3. Модель блока ШИМ
- 2. 4. Модель векторного управления
- 2. 5. Модель блока амплитудно-частотного регулятора
- ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2
- ГЛАВА 3. КОМПЬЮТЕРНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИ ПРИВОДА В CASPOC
- 3. 1. Модель силовой схемы привода
- 3. 2. Модель схемы «прямого управления моментом» АД
- 3. 3. Модельная реализация блоков различных типов ШИМ в CASPOC
- 3. 4. Модели вспомогательных вычислительных блоков
- 3. 5. Подтверждение работоспособности модели и демонстрация ее возможностей
- 3. 6. Моделирование динамических процессов в асинхронном приводе без регулирования
- 3. 7. Применение улучшенного закона управления для моделирования динамических процессов асинхронного привода
- 3. 8. Анализ динамических процессов при питании асинхронного двигателя импульсным и гармоническим напряжением при одинаковом законе управления
- 3. 9. Оценка влияния высших гармоник питающих АД токов
- 3. 10. Методика построения законов управления
- ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3
- ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ РАСЧЕТА РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИВОДОВ
- 4. 1. Задачи исследования рабочих режимов привода пневмокомпрессора электропоезда
- 4. 2. Привод пневмокомпрессора и его функционирование
- 4. 3. Результаты моделирования
- 4. 3. 1. Базовые характеристики — при гармоническом питании без регулирования
- 4. 3. 2. Базовые характеристики — при гармоническом питании с регулированием
- 4. 3. 3. Базовые характеристики — при питании от инвертора без регулирования
- 4. 3. 4. Базовые характеристики — при питании от инвертора с регулированием
- 4. 3. 5. Базовые характеристики — при питании от инвертора с регулированием при начальных значениях частоты и амплитуды, равных 10% от номинальных значений
4.3.6. Базовые характеристики — при питании от инвертора с регулированием, при начальных значениях частоты и амплитуды, равных 10% от номинальных значений, с увеличенным вдвое коэффициентом скорости нарастания частоты и амплитуды.
4.3.7. Сопоставление параметров работы привода в различных режимах.
4.4. Анализ результатов моделирования пусковых режимов.
4.5. Анализ результатов моделирования ШИМ управления.
4.6. Анализ влияния «компрессорной» нагрузки.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.
Список литературы
- Автоматизированный электропривод. Под общей редакцией Ильинского Н. Ф., Юнькова М. Г. М.: Энергоатомиздат, 1990. — 543 е., ил.
- Андреев В.П., Сабинин Ю. А. Основы электропривода. Л.: Госэнергоиздат, 1963. — 772 е., ил.
- Аранчий Г. В., Жемеров Г. Г., Эпштейн И. И. Тиристорные преобразователи частоты для регулируемых электроприводов. М.: Энергия, 1968.-378 с.
- Арменский Е.В., Фалк Г. В. Электрические микромашины. Издание 2-е переработ, и доп. Учебное пособие для электротехнических специальностей ВУЗов. М.: Высшая школа, 1975. — 240 е., ил.
- Архангельский Н.П., Курнышев Б. С., Лебедев С. К. Применение идентификаторов состояния в асинхронном электроприводе. М.: Энергоатомиздат, 1990.— 361 с.
- Банарчук Е.И., Коварская Е. Л. Теория и проектирование следящих систем переменного тока. М.: Энергия, 1966. 384 е., ил.
- Батоврин А.А. Цифровые системы управления электроприводами. Л.: Энергия, 1977. 256 е., ил.
- Бертинов А.И. Электрические машины авиационной автоматики. М.: МАИ, 1961.-427 е., ил.
- Борисов К.Н. Основы авиационного электропривода. М.: МАИ, 1964. -197 е., ил.
- Боровин Т.К., Мищенко В. А., Мищенко Н. И. Математическое моделирование асинхронного электропривода с векторным управлением. М.: Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша АН СССР, 1989.-27 с.
- Булгаков А.А. Частотное управление асинхронными двигателями. М.: Наука, 1966.-295 с.
- Быстродействующие электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями. Гольц М. Е., Гудзенко А. Б., Остреров В. М. и др. М.: Энергоатомиздат, 1986. 184 е., ил.
- Волков Н.П., Миловзоров В. П. Электрические машины устройств автоматики. М. Высшая школа, 1986. 335 с.
- Герман-Галкин С. Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в Mathlab 6.0. Учебное пособие. Спб.: КОРОНА Принт, 2001.-321 е., ил.
- Герман-Галкин С. Г. Силовая электроника. Лабораторные работы на ПК. Спб.: КОРОНА Принт, 2002. 304 е., ил.
- Голован А.Т. «Электропривод» теоретические основы. М. Энергоиздат, 1982. -245 с.
- Горячев О.В., Ерошкин Е. А. Векторное управление асинхронными трехфазными двигателями. М.: «Электроника», № 4, 1999. с. 35−46.
- Гультяев А.К. Визуальное моделирование в среде MATLAB. Учебный курс. Спб.: Корона Принт, 2000. 432 е., ил.
- Гультяев А.К. MATLAB 5.2. Имитационное моделирование в среде Windows. Практическое пособие. СПб.: Корона Принт, 1999. 288 с.
- Иванушкин В.А., Сарапулов Ф. Н., Шинчак П. Е. Структурное моделирование электромеханических систем и элементов. М.: Щецин, 200.-310 е., ил.
- Усольцев А.А. Векторное управление асинхронным двигателем. Учебное пособие по дисциплинам электромеханического цикла. СПб.:
- Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики, 2002. 37 е., ил.
- Исследование специальных авиационных электрических машин. Сборник статей под редакцией Бертинова А. И. М.: МАИ, 1961. 152 е., ил.
- Каган В.Г. Электроприводы с предельным быстродействием для систем воспроизведения движения. М.: Энергия, 1975. — 240 е., ил.
- Кислицын A.JI. Вопросы теории линейных асинхронных исполнительных двигателей для приборных автоматических систем. М.: «Электроника», № 5, 2001. с. 20−25.
- Ключев В.И. Теория электропривода. М.: Энергия, 1985. 560 с.
- Компьютерное моделирование электроэнергетических и электромеханических систем переменного тока с использованием пакета прикладных программ Design Center. Учебное пособие под ред. Постникова В. А. М. МАИ, 2000. 88 е., ил.
- Конев Ю.И., Розно Ю. Н., Владимиров Я. Г. Проектирование силовых преобразователей бесконтактных двигателей постоянного тока. М.: МАИ, 1987.-54 е., ил.
- Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. М. Энергоатомиздат, 1994. — 318 с.
- Куликов С.В., Чистяков Б. В. Дискретные преобразователи сигналов на транзисторах. М.: Энергия, 1972. 288 е., ил.
- Мищенко В.А. Теория, способы и системы векторного и оптимального векторного управления электроприводами переменного тока. М.: Информэлектро, 2002. 168 с.
- Моделирование и основы автоматизированного проектирования приводов. Учебное пособие для студентов высших технических учебных заведений. Стеблецов В. Г., Сергеев А. В., Новиков В. Д., Камладзе О. Г. М.: Машиностроение, 1989. 224 е., ил.
- Морозов С.В. Асинхронный электропривод с адаптивным регулятором. Автореферат к диссертации. Воронеж, 2000. 32 с.
- Некоторые вопросы электропривода и температурная защита электродвигателей. Сборник статей под редакцией Попова Ю. А. М.: МАИ, 1957.-62 е., ил.
- Петров Б.И., Борисов К. Н., Нагорский В. Д. Электропривод летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1967. 436 е., ил.
- Петров Б.И., Мейстель A.M. Специальные режимы работы асинхронного электропривода. М.: Энергия, 1968. 264 е., ил.
- Полковников В.А. Электрические, гидравлические и пневматические приводы летательных аппаратов и их предельные динамические возможности. М.: МАИ, 2002. 328 с.
- Попов Б.Н. Цифровые устройства систем приводов летательных аппаратов. М.: МАИ-ПРИНТ, 2008.- 124 с.
- Постников В.А., Сыроежкин Е. В. Моделирование асинхронного двигателя в среде Mathcad. Труды X международного научно-технического семинара «Современные технологии в задачах управления, автоматизации и обработки информации». Алушта, 2001. -с. 21−25.
- Розанов Ю.К., Соколов Е. М. Электронные устройства электромеханических систем. Учебное пособие для студентов ВУЗов. М.: Академия, 2004. 272 е., ил.
- Сандлер А.С., Сарбатов Р. С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1974. 328 е., ил.
- Сандлер А.С., Тарасенко JI.M. Динамика каскадных асинхронных электроприводов. М.: Энергия, 1977. 200 е., ил.
- Сандлер А.С. Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей. Л.: Энергия, 1966. 320 е., ил.
- Семенов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов. М.: Солон-Р, 3002. 136 е., ил.
- Сергеев П.С. Проектирование электрических машин. Изд. 3-е, переработ. И доп. М.: Энергия, 1969. 632 е., ил.
- Сергеев П.С. Электрические машины. Д.: Издательство государственное энергетическое, 1962. 280 е., ил.
- Соколов В.В. Электропривод и электроснабжения промышленных предприятий. Л.: Энергия, 1965. 440 е., ил.
- Специальные электрические машины. Книга 1,2 под ред. Б. Л. Алиевского. -М.: Энергоиздат, 1993. 319, — 368 с.
- Схемотехника электронных систем. Аналоговые и импульсные устройства. Бойко В. И., Гуржий А. Н., Жуйков В. Я., Зори А. А., Спивак В. М. Спб.: БХВ-Петербург, 2004. 496 е., ил.
- Тиристорный следящий электропривод. Лебедев A.M., Найдис В. А., Орлова Р. Т., Пальцев А. В., Юферов В. Ф. М.: Энергия, 1972. 128 е., ил.
- Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. Спб.: БХВ-Петербург, 2001. -528 е., ил.
- Управление исполнительными элементами следящих электроприводов летательных аппаратов. Петров Б. И., Бальбух В. В., Папе Н. П. М.: Машиностроение, 1981. 222 е., ил.
- Хрущев В.В. Электрические микромашины переменного тока для устройств автоматики. Л.: Энергия, 1969. 288 е., ил.
- Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями. Герман-Галкин С.Г., Лебедев В. Д., Марков Б. А., Чичерин Н. И. Л.: Энергоатомиздат, 1986. 248 е., ил.
- Чечет Ю.С. Электрические микромашины автоматических устройств. Л.: Энергия, 1964. 424 е., ил.
- Чиликин М.Г., Ключев В. И., Сандлер А. С. Теория автоматизированного электропривода. Учебное пособие для ВУЗов. М.: Энергия, 1979. 616 е., ил.
- Шишмарев В.Ю. Типовые элементы систем автоматического управления. Учебник для среднего профессионального образования. М.: Академия, 2004. 304 е., ил.
- Шубенко В.А., Шрейнер Р. Т., Мищенко В. А. Оптимизация частотно-управляемого асинхронного электропривода по минимуму тока.//Электричество, 1970. № 9. — с. 23−26.
- Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. М.: У О РАН, 2000.-653 с.
- Электропривод летательных аппаратов. Учебник для авиационных ВУЗов. Полковников В. А., Петров Б. Н., Попов Б. Н., Сергеев А. В., Сперанский А. Н. М.: Машиностроение, 1990. 240 с.
- Эпштейн И.И. Автоматизированный электропривод переменного тока. М.: Энергоиздат, 1982. 192 с.
- Blaschke F., Ripperger Н., Steinkonig Н. Regelung umrichtergespeister Asynchronmaschinen mit eingepragtem Staderstrom. Siemens-Zeitschrift, 1971.-760 s.
- Blaschke F. Das Verfahren der Feldorientierung zur Reglung der Asynchronmaschine. Siemens-Forsch.-u.Entwichlungsber/1972. Bd. 1 № 1/. s.184−193
- Friedrich G. Comparative and experimental study between synchronous salient poles and wound rotor and a synchronous permanent magnet machine in automotive applications. IS ATA 96, Florence, p. 151−157.
- Hasse K. Drehzahlregelverfahren fur schnelle Umkehrantriebe mit stomrichtergespeisten Asynchron-Kurzschlussufermotoren/Regelungstechnik und Prozess-Datenverarb/ 1972. № 2. s. 60−66.
- Honda Y., Murakami H., Narazaki K., Takeda Y. Comparison of Characteristics of IPM (Interior Permanent Magnet) Motors with Several Rotor Configurations.// Technical Report of EMD95−47 (1995−11) p.13−18.
- Kirschen D., Novotny W., Lipo T. Optimal efficiency control of an Induction Moror Drive// IEEE Transaction on Energy Conversion. Vol. EC-2, № 1, March 1987, p. 70−76.
- Kubota H., Matsuse K. Flex Observer of induction motor with parameter adaption for wide speed range motor drivers. Conf. Rec. IPEC. Tokyo. 1980.
- Loehrke J., Lorenz R., Novotny W. Torque Characteristics of Feld Oriented Induction Machines// Conf. on Application Motion Control Minneaplis. 1985, p. 106−112.
- Pauly N., Pfaff K. Brushless servodrives with permanent magnets rotors of squirrel cage induction motors// A comparison. IEEE IAS annual meeting 1984, p. 503−509.
- Pedersen J., Blaafjierg F. An electric car drive system using an energy-optimized control strategy based on AC Machine and a microcontroller// Symposium proceedings of the EVS-11. September 1992, Paper 12.03.
- Takahashi Т., Noguchi T. A new quick response and high efficiency control strategy of and induction motor// IEEE Proc. Industrial Application. Vol. IA-22, № 5, 1986, p. 820−826.
- Texas Instruments. TMS320C24xxDSP// Digital Motor Control Seminar. 1998.
- Patent USA № 3 824 437. Method for controlling asynchronous maschines// Blaschke F. Siemens/ Priority Data 23.03.1972: US-P. 16.07.1974.
- Patent USA № 4 418 308. Scalar decoupled control for an induction maschine// Bose B. General Electric Company/Priority Data 09.08.1982. US-P. 29.11.1983.
- Von Dyssen P. CASPOC Guide. 20 012. — 235 p.
- Volsky S.I., Syroezhkin E.V., Lamanov A.V. Traction induction drive for railway. 10th European Conference on Power Electronics and application. 2003.- 12 p.