Автореферат (792794)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования. Высокая потребность в энергоэффективных системах управления (СУ) общепромышленными и тяговыми электроприводами с асинхронными двигателями (АД) являются определяющими факторамиактуальности темы диссертационного исследования. Современная СУ должна обладать высоким быстродействием, пониженной чувствительностью к возмущениям и изменению параметров системы при эксплуатации, а также одной из важных конкурентных особенностей - применимость к широкому спектру электроприводов различной мощности.В качестве основополагающих систем управления асинхронным электроприводом при реализации энергоэффективных алгоритмов, зачастую, применяют скалярные и векторные системы. По ряду технических показателей вышеприведенныеСУ уступают системам прямого управления моментом асинхронных электродвигателей, иначе, системам DTC (Direct torque control).

Системам прямого управлениямоментом присущи такие преимущества как:− высокое быстродействие системы ввиду наличия релейных регуляторов момента и потокосцепления статора;− стабильность функционирования при наличии погрешности данных о наблюдаемых параметрах объекта управления;− стабильность функционирования при различных возмущениях в процессе регулирования координат объекта управления.Эти преимущества особенно важны для СУ асинхронных тяговых двигателей(АТД) железнодорожного транспорта, работающих в тяжёлых, изменяющихся вшироких пределах условиях эксплуатации. Для систем прямого управления моментом на сегодняшний день недостаточно проработаны энергосберегающие алгоритмы управления двигателями, и это является весьма перспективным направлением исследований, которое позволит более полно использовать все преимуществасистем DTC для достижения высоких показателей энергоэффективности электроприводов с асинхронными тяговыми электродвигателями.Цель работы ‒ повышение энергоэффективности тягового электропривода спрямым управлением моментом асинхронных электродвигателей.Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:1.

Изучение существующих энергоэффективных систем управления электроприводами и обоснование выбора базовой системы для создания энергоэффективногоспособа и алгоритмов управления.2. Разработка энергоэффективного способа и алгоритмов управления набазе системы с прямым управлением моментом АТД и создание функциональнойсхемы, реализующей данный алгоритм;43. Разработка математической и компьютерной модели системы энергоэффективного управления асинхронным тяговым электроприводом;4. Анализ на компьютерной модели введения в структуру системы DTC узлов оптимизации задания потокосцепления статора с целью снижения потреблениятока статора;5.

Оценка на основе моделирования влияния на динамические характеристики асинхронного тягового электропривода энергосберегающих алгоритмовуправления.Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:1. Разработаны способ и система энергоэффективного прямого управлениямоментом асинхронных тяговых электродвигателей.2. Разработан энергосберегающий алгоритм управления асинхронным тяговым электроприводом в системе прямого управления моментом по критерию минимума тока статора, реализованный на основе оптимального регулирования задания потокосцепления статора в зависимости от задания момента АТД.3. Предложен блок логики переключений системы управления на энергосберегающий алгоритм формирования задания потокосцепления для тягового электропривода локомотивов с учётом контроля текущего режима и условий работы электропривода.4.

Определены оптимальные по критерию минимума тока статора зависимости потокосцепления статора и угла между векторами тока и потокосцеплениястатора (моментообразующими векторами) от нагрузки для асинхронных тяговыхэлектродвигателей тепловозов.Теоретическая и практическая значимость работы.Предложенный способ и алгоритмы управления асинхронным электроприводом позволяют за счет оптимизации потребления тока статора снизить потери вэлектродвигателе и, как следствие, повысить к.п.д.Созданные математические и компьютерные модели энергосберегающего тягового электропривода локомотивов могут использоваться на стадии проектирования для анализа режимов энергоэффективного регулирования электропривода.Разработанная система управления применима для широкого спектра электроприводов, где используются частотные преобразователи с прямым управлениеммоментом.Результаты работы приняты Людиновским тепловозостроительным заводом(ЛТЗ) и используются при проектировании энергосберегающего тягового электропривода перспективных тепловозов, а также внедрены в учебный процесс Брянского государственного технического университета и используются в преподаваемых дисциплинах «Моделирование динамики электромеханических систем» и«Мехатроника» магистратуры 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника».5Методология и методы исследования.

При проведении исследований и разработке математических моделей применялись основные положения теории электропривода, электрических машин, автоматического управления, метод экспериментального подтверждения аналитических результатов.

Компьютерные исследования энергосберегающей системы и алгоритмов управления проводились при помощи моделирования электромеханических процессов асинхронного электропривода в основной библиотеке программного комплекса Matlab/Simulink и программном комплексе «Универсальный механизм» (УМ).Положения, выносимые на защиту:− система и алгоритмы энергоэффективного регулирования электропривода спрямым управлением моментом;− аналитические зависимости для энергосберегающего регулирования потокосцепления статора и угла между векторами тока и потокосцепления статора от задания на момент для асинхронных тяговых электродвигателей тепловозов;− алгоритм работы блока логики переключений системы управления на энергосберегающее формирование задания потокосцепления для тягового электропривода локомотивов;− методика и результаты математического и компьютерного моделированиясистемы энергоэффективного регулирования тягового электропривода с прямым управлением моментом;− результаты экспериментальной проверки предложенного принципа энергоэффективного регулирования асинхронного электропривода с прямымуправлением моментом.Степень достоверности результатов диссертационной работы обеспечивается сопоставлением и удовлетворительной сходимостью результатов расчётаэнергоэффективной системы с прямым управлением моментом асинхронного электродвигателя с экспериментальными данными, полученными на лабораторнойустановке кафедры ЭРЭиЭС БГТУ, а также соответствием результатов положениям теории электропривода и теории электрических машин.Апробация работы.

Основные результаты диссертационного исследованиябыли представлены на Всероссийской научно-практической конференции «Автоматизированный электропривод и автоматика» (Липецк, 2014); VIII Международном симпозиуме «Элтранс-2015» (Санкт-Петербург, 2015); на X Международнойнаучно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования,проекты» (Санкт-Петербург, 2015), на 69, 70, 72 и 73-й научно-технических студенческих конференциях БГТУ (Брянск, 2014, 2015, 2017, 2018); на III и IV Международном научно-техническом семинаре «Компьютерное моделирование в железно-6дорожном транспорте» (Брянск, 2016, 2018); на I Международной научно-практической конференции «САПР и моделирование в современной электронике»(Брянск, 2017).Публикации.

По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ, в числекоторых 4 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ, 3 патента на изобретения и 4 ‒ на полезные модели.Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав,заключения, библиографического списка, включающего 105 наименований, и 3-хприложений. Работа включает в себя 135 страниц основного текста, содержит 48иллюстраций и 6 таблиц.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность разработки энергоэффективных систем управления асинхронными электродвигателями, определены решаемые в диссертационной работе научно-технические проблемы и задачи, показаны новизна ипрактическая ценность работы, выделены основные защищаемые положения.В первой главе проведен сравнительный анализ существующих системуправления электроприводами с асинхронными двигателями.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации