Details

Title: Исследование вентильного двигателя на основе трехфазной синхронной машины с постоянными магнитами в электроприводах подач металлорежущих станков: выпускная квалификационная работа бакалавра: 13.03.02 - Электроэнергетика и электротехника
Creators: Ушаков Артём Александрович
Scientific adviser: Веселовский Анатолий Платонович
Other creators: Бельский Родион Артемович
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт энергетики и транспортных систем
Imprint: Санкт-Петербург, 2018
Collection: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Subjects: вентильный двигатель на постоянных магнитах; асинхронный двигатель; законы частотного регулярования; сравнительня оценка энергоэффективности
Document type: Bachelor graduation qualification work
File type: PDF
Language: Russian
Speciality code (FGOS): 13.03.02
Speciality group (FGOS): 130000 - Электро- и теплоэнергетика
Links: Отзыв руководителя
DOI: 10.18720/SPBPU/2/v18-3058
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)

Allowed Actions:

Action 'Read' will be available if you login or access site from another network Action 'Download' will be available if you login or access site from another network

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

Данная бакалаврская работа посвящена сравнительной оценке энергоэффективности двух двигателей: вентильного на постоянных магнитах и асинхронного двигателя, для того, чтобы убедиться в эффективности использования того или иного в электроприводе для подач металлорежущих станков. В работе изложена целесообразность использования энергосберегающих электроприводов, приведены расчеты потерь в ключах преобразователя, рассчитаны КПД системы ПЧ-Д, расчеты параметров схемы замещения асинхронного двигателя, а также расчет и анализ энергетических характеристик.

Document access rights

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All Read Print Download
Internet Authorized users Read Print Download
-> Internet Anonymous

Table of Contents

  • Возможность изменения частоты вращения АД при регулировании частоты f1 питающего напряжения следует непосредственно из известного в теории электрических машин выражения:
  • ,𝜔-0.=,2𝜋𝑓-𝑝., (2.3.1)
  • где ,𝜔-0. – синхронная угловая скорость двигателя; р – число пар полюсов.
  • При регулировании частоты f1 возникает также необходимость в регулировании напряжения источника питания. Объясняется это тем, что ЭДС обмотки статора АД пропорциональна частоте и потоку:
  • ,Е-1.=,2𝜋𝑓-,2..,К-0.,𝜔-ф.,𝑓-1.Ф=сФ,𝑓-1., (2.3.2)
  • Где Ко – обмоточный коэффициент; ,𝜔-ф. – число витков фазы обмотки; Ф – амплитуда потока.
  • Следовательно, поток Ф пропорционален отношению Е1/f1. Для эффективного использования двигателя необходимо поддерживать поток в воздушном зазоре постоянным при всех частотах питания. Это достигается за счет поддержания постоянства Е1/f1. Если полное с...
  • Момент АД также пропорционален магнитному потоку Ф в зазоре, т.е. в общем случае:
  • М=сФ,𝐼-2.𝑐𝑜𝑠,𝜑-2., (2.3.3)
  • где ,𝐼-2.𝑐𝑜𝑠,𝜑-2. – активная составляющая тока ротора.
  • Рассмотрим случай, когда при неизменном напряжении источника питания U изменяется его частота, а, следовательно, и магнитный поток. Уменьшение частоты f1 приводит к возрастанию потока, и, как следствие, к насыщению двигателя и увеличению тока намагнич...
  • Увеличение частоты приводит к снижению потока двигателя, следствием которого является недоиспользование стали. Кроме того, снижается максимальный момент двигателя и его перегрузочная способность.
  • Для надежной работы электромеханической системы необходимо, чтобы двигатель обладал достаточной перегрузочной способностью по моменту.
  • Поэтому при выборе соотношения между частотой и напряжением, подводимым к статору АД, чаще всего исходят из условия сохранения перегрузочной способности АД, т.е. из кратности критического момента к номинальному. Для любой из электромеханических характ...
  • 𝜆=,,М-к.-,М-ном..=𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡. (2.3.4)
  • Закон частотного управления из сохранения перегрузочной способности, устанавливающий оптимальное соотношение между частотой, напряжением питания и моментом нагрузки АД, сформулирован академиком Костенко М.П. Этот закон описывается следующим образом:
  • ,𝑈-,𝑈-ном..=,𝑓-,𝑓-ном..,,𝑀-,𝑀-ном..., (2.3.5)
  • Где Uном, fном – номинальное напряжение и частота сети; U, f – напряжение и частота на выходе преобразователя частоты ПЧ; Мном, М – номинальное и текущее значение момента АД.
  • Управление двигателем в соответствии с (2.3.5) при ненасыщенной магнитной системе позволяет сохранить практически неизменным коэффициент мощности и абсолютное скольжение, при этом КПД системы не зависит от скорости.
  • В зависимости от видов нагрузки закон управления напряжением и частотой имеет различные формы. Например, при постоянном моменте нагрузки (М=const) соотношение (2.3.5) принимает вид U/f=const (рис. 2 (а)); при постоянной мощности (Мс=kw^-1) – U/f^1/2= ...
  • Таким образом, для того чтобы реализовать принцип частотного управления АД, необходимо в соответствии с выражением (2.3.5) и с учетом вида нагрузки управлять напряжением, подводимым к статору АД, взаимосвязано с изменением частоты питания.
  • Рис. 3. Механические характеристики привода ПЧ-АД
  • а – при постоянном моменте, б – при постоянной мощности, в – при вентиляторной нагрузке.

Usage statistics

stat Access count: 81
Last 30 days: 0
Detailed usage statistics