автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка и исследование асинхронного электропривода с фазовым управлением без датчика скорости на валу двигателя

УРАЛЬСКИЙ' ГОСУДАРСТВЕННЫЙ' ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

РГ6 ОД-2 6 ДПР 1393

На правах рукописи

ТИМОФЕЕВ ДМИТРИЙ ГЕОРГИЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И СЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ФАЗОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ БЕЗ ДАТЧИКА СКОРОСТИ НА ВАЛУ ДВИГАТЕЛЯ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование

А в т о р е ф е р а т диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

■ Екатеринбург 1993

Работа выполнена на кафедре "Электропривод и автоматизация промышленных установок" Уральского государственного технического университета - УПИ.

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущая организация

- доктор технических наук, профессор БРАСЛАВСКИЙ И.Я.

- доктор технических наук, профессор Шрейнер Р.Т.;

кандидат технических наук Трощенко В.Г.

- Акционерное Общество Уралчермет-автоматика, г.Екатеринбург.

Защита диссертации состоится "1993 г. • в ауд. -тУ^в № ч/ 3~~мин на заседании специализированного совета K063.I4.04 Уральского государственного технического университета - УПИ по адресу: 620002, г.Екатеринбург, К-2, ул. Мира, 19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГГУ-УПИ.

Автореферат разослан 1953 г.

Ученый секретарь' специализированного совета, доиент,кандидат технических наук

Г.К.СМОЛИН

ВВЕДЕНИЕ

Современной энергосиловой основой производственных процессов в разлитаых отраслях народного хозяйства являются полупроводниковые электроприводы на базе трехфазных асинхронных двигателей (АД). Расширение областей применения регулируемых асинхронных электроприводов, а также развитие механизированных и автоматизированных систем и средств технологической автоматики позволяет констатировать, что системы фазового управления асинхронным двигателем, осуществляющие регулирование скорости за счет регулирования первой гармоники питающего напряжения путем изменения угла (фазы) открытия тиристоров преобразователя напряжения в статор-ных цепях асинхронного двигателя, представляет собой один из рациональных классов регулируемого электропривода малой мощности, весьма перспективный для многих электрифицированных механизмов, где требуется отработка позиционных-перемещений, реализация управляемых пуско-тормозных режимов, снижение скорости, непродолжительное в общем времени работы в повторно-кратковременном, а в отдельных случаях и в длительном режиме работа. Целесообразность применения электроприводов, управляемых напряжением, обусловлена такими положительными свойствами, как простая схемная реализация, надежность, хорошие ■'мас'со'габаритные показатели, сравнительно низкая стоимость. Таким образом, для определенных механиэхюв системы фазового управления обеспечивают,достаточно широкие технические возможности при приемлемых технико-экономических показателях.

В нашей стране и за рубежом накоплен большой положительный опыт эксплуатации таких электроприводов на подъемно-транспортных механизмах, турбомеханизмах, текстильных агрегатах'и т.д.

Как показывает эксплуатация асинхронных электроприводов с тиристорным фазовым управлением, регулирование скорости в этих приводах в большинстве случаев возможно только при наличия обрат-

3

ной связи по скорости. Устройствами, используемыми в канале обратной связи для измерения скорости, традиционно служат тахогене-раторные и импульсные датчики, которые могут быть выполнены как встроенными в двигатель, так и пристроенными к нему. Однако асинхронные двигатели массовых серий со встроенными тахогенераторами не выпускаются. Операция же пристраивания датчика скорости к асинхронному двигателю трудоемка и требует проведения работ достаточно высокой точности и сложности. Все это затрудняет широкое внедрение регулируемых по скорости асинхронных электроприводов с фазоЕьш управлением, сузпает область их применения. Таким образом, возникает актуальная задача разработки асинхронного электропривода без датчика скорости на валу асинхронного двигателя.

Нельп работы является изучение возможности создания регулируемого по скорости асинхронного электропривода с фазовым управлением без датчика скорости на валу двигателя, разработка и исследование такого электропривода, определение областей его применения.

Для достижения цели в работе поставлены и решены следующие задачи: .

1. Анализ возможности создания и обоснование рациональных принципов построения асинхронных электроприводов с фазоЕым управлением без датчика скорости на валу АД.

2. Исследование динамических показателей САР скорости асин -хронных электроприводов без датчика скорости на валу АД.

3. Изучение влияния' изменения параметров на точность поддержания заданной скорости АД и разработка технических средств,

, снижающих это влияние в предложенных электроприводах.

4. Экспериментальное исследование электроприводов без датчиков скорости на валу АД с целью подтверждения разработанных принт ЦИПОВ.

5. Разработка^комендаций по областям возможного применения

и, методике наладки асинхронных электроприводов с фазовым управлением без датчиков скорости на валу АД.

Методы исследования. При выполнении диссертационной работы использованы теории электропривода, автоматического управления, методы математического моделирования, а также экспериментальные исследования на опытной установке..

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Получены в явном виде математические зависимости, устанавливающие связь скорости с напряжением и током статора асинхронного двигателя в установившихся режимах, на основе которых предложены варианты реализации регулируемого по скорости асинхронного электропривода с фазовым управлением без датчика скорости на валу двигателя.

2. Проведен анализ динамических свойств предложенных электроприводов на основе из2 передаточных функций, полученных при рассмотрении в "малом". Проведен сравнительный анализ вариантов реализации электроприводов. Сделан вывод о необходимости технической линеаризации САР электропривода для получения неизменных динамических свойств системы при широком изменении рабочих координат электропривода, а также предложены пути технической линеаризации.

3. Предложены принципы построения асинхронного электропривода с фазовым управлением без датчика скорости на валу АД при работе в режиме динамического торможения.

4. Проанализировано влияние отклонения параметров АД.на точность поддержания заданной частоты вращения ротора. Предложен метод и техническая реализация температурной коррекции для предложенного электропривода, позволяющие существенно снизить ошибку при изменении температуры обмоток двигателя.

Достоверность теоретических положений и расчетных методов подтверждена результатами экспериментов как при лабораторных испы-

5

таниях, так и при испытаниях на производственных механизмах.

Практическая ценность результатов работа состоит в следующем:

1. Предложены принципы построения и разработаны структурные» функциональные и принципиальные электрические схемы асинхронных электроприводов с фазовым управлением без датчика скорости на валу АД.

2. Предложены технические решения по снижению влияния изменения температуры обмоток АД на точность поддержания скорости в разработанных электроприводах.

3. Даны рекомендации по применению и методике наладки асинхронных электроприводов с фазовым управлением без датчика скорости на валу АД.

Внедрение. Результаты проведенных исследований использованы при проектировании асинхронного электропривода с фазовым управлением без датчика скорости на валу двигателя, разработанного для шлифовального станка ПН-67. Макетный образец электропривода прошел испытания на ТОО "Русские самоцветы".

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доклады-.вались и'обсувдались на МП и IX областных научно-технических конференциях "Электроприводы переменного тока с полупроводниковыми преобразователями", Свердловск, 1989, 1992 гг.; на научно-технической конференции "Автоматизация электроприводов и оптимизация режимов электропотребления" г.Красноярск, 1989г.; на областном научно-техническом семинаре "Асинхронные электроприводы с тиристор-ными преобразователями напряжения", СДГ НТО, г.СвердлоБск, 1990; на заседаниях кафедры "Электропривод и автоматизация промышленных установок" Уральского политехнического института, г.Екатеринбург, 1987-1992 гг.-'

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 8 работ, получено три авторских свидетельства.

.. 6

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, б глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Диссертация содержит НО страниц машинописного текста, 55 рисунков, I таблицу, список использованных источников литературы из 60 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, указаны цель, задачи и методы исследования, сформулирована научная новизна полученных результатов и их практическая ценность,

В первой главе приведен обзор разработок в области асинхронных электроприводов с фазовым управлением. Отмечено, что регулирование скорости асинхронных электроприводов с тиристорным фазовым управлением в большинстве случаев возможно только при наличии обратной связи по скорости. Однако асинхронные двигатели массовых серий со встроенными датчиками скорости не выпускаются, а операция пристраивания датчика к АД вызывает определенные сложности, что затрудняет внедрение регулируемых асинхронных электроприводов' с фазовым управлением.

Отсюда возникает задача разработки регулируемого асинхронного электропривода без датчика скорости на валу АД.

• Анализ и сравнение существующих способов измерения скорости врашения АД без непосредственного доступа к валу показывают, что повышение точности измерения приводит к повышению сложности'измерительных устройств, снабжении двигателя дополнительными датчиками, обмотками. Такое усложнение может оказаться целесообразны!* только в электроприводах с высокими показателями по качеству регулирования, для которых обычно используется другие способы управления АД. например, частотный.

Для приводов, к которым не предъявляются высокие требования, целесообразно использовать простые и надежные, хотя и менее точные,

7

косвенные способы измерения скорости по однозначной зависимости от переменных и параметров АД в сочетании с применением также относительно простого и надежного способа регулирования скорости, каким является фазовое управление. Известные из ряда публикаций устройства с аналогичным принципом действия традиционно рассматривались только как "датчики" частоты вращения без анализа их динамических свойств и вне связи с регулируемым электроприводом. Между тем, именно свойства "датчика" в совокупности с асинхронным двигателем и таристорным преобразователем напряжения определяют показатели качества системы в целом.

Таким образом, актуальной является задача разработки асинхронного электропривода с косвенным определением частоты вращения при тиристорном фазовом управлении, исследование его статических и динамических свойств, а также выработка рекомендаций по расчету, наладке и применению таких систем.

Во второй главе рассмотрен асинхронный электропривод с фазовым управлением без датчика скорости на валу при симметричном питании асинхронной машины от системы трехфазных напряжений. Ейявлено , что функциональная зависимость сопротивления двигателя от скорости в установившемся режиме имеет следующий вед:

7 /№' гУгХМ)2* ^УМЦ/

г. ; ' "

где Ц$ , ¿£ - первые гармоники напряжения и тока статора;

> К *Хт - параметры Т-образной схемы замещения; СО - скорость АД '(з'лесь и далее при записях использована общепринятая система относительных единиц).

Установлено, что в рабочей области положительных скольжений, рассматриваемой в настоящей работе, функция Ш монотонно убывает, что позволяет сделать вывод об однозначной зависимости ¿Г от (л) и возможности опрецеления скорости по полному сопротивле-

8

нию АД. Зависимость 0) от ? в области рассматриваемых положительных скольжений имеет следующий вид:

На основании выражений (I) и (2) предложены варианты реализации асинхронного электропривода с фазовым управлением без датчика скорости на валу: с обратной связью по вычисленной скорости; с обратной связью по вычисленному полному сопротивлению; с регулированием по отклонению полного сопротивления от заданной величины. На рис. I представлена блок-схема одного из вариантов САУ привода.

В приведенной блок-схеме сигналы, пропорциональные первым гармоникам напряжений и тока статора двигателя, поступают на блок деления (БД), с выхода которого сигнал, пропорциональный полному сопротивлению двигателя, подается на функциональный блок (ФБ), реализующий зависимость (2). Полученный на выходе $Б сигнал вк-численной скорости сравнивается с сигналом заданной скорости (*}$ в элементе сравнения, с выхода которого сигнал отклонения скорости от заданного значения подается на устройство управления (УУ) тиристорным преобразователем напряжения (ТЛЮ, регулирующим напряжение на статоре АД. .

Анализ динамических показателей предложенных САУ может быть произведен в "малом" путем математической линеаризации нелинейной системы в окрестностях центра разложения. Полученная в результате разложения в ряд Тейлора ураачений обобщенной двухфазной асинхронной машины и уравнения (2) передаточная функция разомкнутой системы имеет следующий вид: \у/ Г -I/

Мр) ' С3)

9

(О

и

БЫЧ

УУ

ФБ1

Рис. I

и.

вх

БУ

ФБ2 Рч ФБ1 h-1 БД

/V

J_I_L

Рис. 2

тпн

"гЖг1

№

Ur

Us'

тпн

<-

Бй

ТЕ

ФБЗ ТПН

Us

I

is

АА

□L

Ш

БД X

Us

ФБ4

Щи«

и,

та

АЛ Рис. з 10

где А^зыч- приращение вычислений скорости, вызванное приращением A U$ напряжения статора;

1(с - коэффициент передачи разомкнутой системы;

D¿ , Е- - коэффициенты полинома. Причем \\с , D¿ , зависят от координат центра разложения, а отличие передаточных функций различных вариантов реализации разомкнутых систем заключается только в выражении для Кс.

Определение нулей и полюсов передаточной функции (3) для ряда двигателей показывает, что постоянные времени и коэффициенты демпфирования элементарных звеньев первого и второго порядка, которыми эта функция может быть представлена, зависят от координат центра разложения.

Анализ передаточной функции (3) для ряда двигателей позволил сделать вывод, что задачу синтеза бестахогенераторной САР, обеспечивающей заданные показатели качества при значительном изменении координат электропривода, в общем случае нельзя решить на основе математической линеаризации уравнений асинхронного электропривода. Эта задача мотет быть решена путем технической линеаризации нелинейного объекта, т.е. при использовании корректирующих устройств, функционально связанных с изменяющимися параметрами электропривода и компенсирующих его нелинейности таким образом, чтобы по отношению к промежуточному входному сигналу ( Uа* ) объект управления совместно с блоком линеаризации (БД) мог быть представлен типовым звеном, параметры которого не зависят .от рабочих координат электропривода. Для решения указанной задачи (при рассмотрении в приращениях) необходимо охватить объект регулирования корректирующей положительной обратной связью с коэффициентом и включить в прямой канал усилительное звено с коэффициентом К рг4 . Принимая значение коэффициентов К"^ и Kv¿ следующим образом:

V - • / - _£ .

* К I ' г ~ К '

где ./ ' - момент инерции привода,

можно получить передаточную функцию линеаризованной САР с выделенным интегрирующим звеном, не зависящим от рабочтс координат электропривода

ЦУ/оЬ / А + 1

• г ь-И/ Е5-1ХР

(4)

Задача синтеза блока линеаризации при рассмотрении в "большом" может быть решена при использовании упрощенного описания АД без учета электромагнитных переходных процессов. Блок-схема САР с ЕЛ, синтезированным при упрощенном описании АД, представлена на рис.2. В схеме функциональный блок ФБЗосуществляет операцию извлечения квадратного корня, ФБ2 реализует функцию

ФБ1 - функция Х2).

Следует отметить, что у ряда двигателей, имеющих близкую к "экскаваторной" естественную характеристику, коэффициент очень мало зависит от скорости в большом диапазоне ее изменения. В этом случае из блока линеаризации могут быть исключены функциональный блок ФБ2 и блок умножения БУ.

В третьей главе рассмотрены щэинцийы построения асинхронных электроприводов с фазовым управлением без датчика скорости на валу при работе в тормозных режимах. На основе анализа свойств электропривода в тормозных режимах сделан вывод о целесообразности дальнейшего рассмотрения в качестве такого режима - динамического

торможения. 12

При.питании от ТПН наличие б выпрямленном напряжении основ-лс частот переменной составляющей (50 Гц для однофазного однопо-упериодного и 100 Гц для однофазного двухполупериодного выпрям-с-ния) позволяет для контроля скорости использовать метод, анало-ичный используемому при контроле скорости в двигательном режиме, ругая возможность заключается в контроле скорости по наводимой в бесточенной фазе статора АД ЭДС, величина которой связана со ско-остью. На основе представления трехфазного асинхронного двигате-я в виде многофазной машины с ортогональными обмотками на стато-15, питающимися от источников напряжения, обеспечивающих такое же юздействие, как постоянная составляющая ¿/¿я , а также прямая и^ и обратная последовательности основной частоты пере-

генной составляющей реального выпрямленного напряжения, были получены выражения, связывающие параметры и переменные в режиме динамического торможения со скоростьо:

О я _ _/_ Ы . . (6)

^ Яяе ¿х5' А-Мгв '

// — / - г Ита ¿Гя

и. г ¿- и - ) —г—- —--— ,

- - * ¿Лг я -¿0'В

(7)

где - проводимость АД по переменной составляющей по оси (А ;

У Г - падение напряжения на нагрузочном сопротивлении

- в генераторной обмотке АД, которой является обесточенная обмотка в режиме ДГ; и- амплитуда переменной составляющей напряжения питания; А Б,С коэффициенты, зависящие от параметров АД и Н» . При принятии допущения, использущегося в теории асинхронных тахогенераторов (пренебрежение индуктивным сопротивлением ротора) (7) легко преобразуется в известное выражение для напряжения асин. ронного тахогенэратора.

Разделив (7) на Uma , получим выражение для коэффициента связи напряжений Ur и UmQ

Сравнительный анализ вариантов реализации контроля скорости в режиме ДГ, в основу которых заложены выражения (б) и (8), позволил сделать выбор в пользу варианта с получением информации о скорости по коэффициенту связи переменной составляющей вьгпрям-' ленного напряжения питания фаз статора и генерируемого в обесточенной фазе напряжения. Блок-схема этого варианта реализации, который обладает более линейной зависимостью от скорости при наиболее рациональной при ДГ схеме двухполупериодного мостового вы -грямления, а в сочетании с контролем скорости в двигательном режиме не предъявляет высоких требований к диапазону измерения датчиков напряжения и тока, представлена на рис. 3.

В данной блок-схеме напряжение Lip от датчика переменной составляющей генерируемого напряжения ДО делится в блоке деления БД на напряжение Uma датчика переменной составляющей выпрямленного напряжения ДНЯ. С выхода блока деления напряжение ¿tg подается на блок нелинейного прзобразования БН, реализующего зависимость Ь)- , полученную из (8), выходной сигнал 0)ъыч которого пропорционален скорости АД.

В четвертой главе представлены экспериментальные и расчетные характеристики установившихся и переходных режимов тиристор-ных асинхронных электроприводов с фазовым управлением без датчика скорости на валу при симметричном трехфазном питании АД и в режиме динамического торможения, подтверждающие работоспособность предложенных бестахогекераторных GAP. Экспериментально подтверждается возможность синтеза структуры и параметров корректирующих устройств бестахогенераторных САР для режима трехфазного симмет-

14

ричного питания на основе частотных свойств разомкнутых систем, полученных путем математической линеаризации предложенных систем при рассмотрении в "малом".

На рис. 4 приведены экспериментальные осциллограммы реакции системы на скачок задания А СО 3 =0,1 при Мс = 0,7 М при симметричном трехфазном питании, пропорционально-интегральном регуляторе и начальном 013 = 0,5 (а); в режиме ДГ при пропорциональном регуляторе и начальном = 0,2 (б).

Экспериментально полученное- быстродействие бестахогенера-торкых САР соответствует частоте среза 1,8 + 2,5 Гц.

На рис. 5 представлена экспериментальная осциллограмма отработай бестахогенераторной САР линейно изке:гята:;егсся от 0 до 0,8 задавшего управлявшего воздействия (л)$ , Мс = 0,7 М м , при пропорционально-интегральном регуляторе скорости и симметричном трехфазном питании.

Выявлено влияние точности аппроксимации зависимости (а) = --= СЕ) на точность поддержания заданной скорости и теш изменения скорости при линейно -изменяющемся задающем воздействии, а также значительное влияние изменения температуры обмоток АД на точность поддержания заданной скорости бестахогенераторной САР в режиме трехфазного симметричного питания АД.

В пятой главе рассмотрено влияние изменения параметров АД на точность поддержания скоростц электропривода с бестахогенераторной САР. Отмечено, что влияние вытеснения тока на точность поддержания скорости невелико и является функцией скорости, что позволяет внести соответствующую поправку на стации наладки или исключить это тлияние яри использовании в рассматриваемых электроприводах экспериментально снятых зависимостей н. т. Влиянием насыщения магнитных цепей АД на точность поддержания скорости в рассматриваемых электроприводах с фазовым управлением

* *Э1У

(9

( ®

ложно пренебречь в силу того, что при фазовом управлении АД питается от ТПН как правило пониженным напряжением,и магнитные цепи находятся в линейном диапазоне. Наибольшее влияние на точность поддержания скорости оказывает отклонение температуры обмоток АД от расчетной величины, которое возрастает с увеличением от -клонения температуры и с уменьшением скорости. На рис. б приве-

литании АД симметричным трехфазным напряжением. Подбирая расчетную температуру в области рабочих температур конкретного электропривода при их незначительном изменении можно снизить ошибки по скорости.

При широком изменении температур и скоростей рассматриваемых приводов требуется применение температурной коррекции, снижающей' до приемлемых величин ошибку по скорости. Предложена температурная коррекция, позволяющая существенно снизить влияние отклонения температуры обмоток АД от расчетной величины на скорость электропривода (рис. 7). Предложены варианты технической реализации температурной коррекции в составе рассматриваемых электроприводов и экспериментально подтверждена их эффективность.

Следует отметить, что сам способ косвенного определения ско-

Исследования этой погрешности показали, что ошибка прямо пропорциональна приведённой погрешности датчиков тока и напряжения и - обратно пропорциональна скорости и корню квадратному из момента нагрузки АД.

- В шестой главе рассмотрены вопросы разработки, методики расчета и наладки асинхронных электроприводов с фазовым управлением без датчиков скорости на валу двигателя и обоснованы области возможного применения таких приводов.

Отмечено, что нормальное функционирование бестахогенератор-

дены зависимости

рости по зависимости

имеет определенную погрешность

ных САР- сопряжено с некоторыми особенностями, которые должны быть учтены при построении таких систем. В частности, для получения информации как о г? (режим трехфазного симметричного питания АД), так и о Кр (режим динамического торможения) необходимо постоянное наличие тока в статорных цепях. Однако при пуске, механическом подтормаживании и бестоковой' паузе во время'смены режимов ток в цепях статора отсутствует.

С учетом особенностей функционирования бестахогенераторныя -САР были разработаны элементы и схемы их включения» прошедшие проверку моделированием на ЭШ. и в экспериментальных исследованиях.

Асинхронные электроприводы, в которых требуется поддержание двух или более фиксированных скоростей, допускается дискретное или ручное регулирование задания на скорость и не требуется высокое качество регулирования, могут быть реализованы на основе системы с регулированием по отклонен!® полного сопротивления от заданной величины без применения узлов деления и, умножения. Такие наиболее простые электроприводы могут использоваться на шлифовальных станках, вентиляторах,, насосах, подъемно-транспортных машинах малой механизации и т.п.

Асинхронные электроприводы, не требующие высокого качества регулирования, но с плавным изменением скорости и ограничением ускорения могут быть выполнены на основе систем- с обратной ' связью по вычисленной скорости или полному сопротивлению или с регулированием отклонению полного сопротивления от заданной величины без средств технической линеаризации. Конкретный выбор варианта может зависеть от того,, требуется ли индикация скорости привода или нет. Области возможного использования практически такие же, как и в предыдущем случае..

Приводы, требующие более: шсокого 1ыстродействия и стабиль-

1-9

ного качества регулирования в широком диапазоне изменения координат электропривода, могут быть выполнены на основе систем с технической линеаризацией. В область возможного применения таких приводов, кроме упомянутых выше, могут войти электроприводы установок для циркуляционного нанесения покрытий и т.п.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. В явном виде получены математические выражения, устанавливающие связь между напряжением, током статора и частотой вращения ротора асинхронного двигателя в установившихся режимах.

В результате анализа этих выражений показан их однозначный характер для двигательного режима работы всех серий асинхронных машин. Однако параметры конкретной марки машины определяют индивидуальные особенности зависимости между напряжением и током статора и частотой вращения ротора асинхронного двигателя.

2. Предложены варианты технической реализации асинхронного электропривода с фазовым управлением без датчика скорости на валу двигателя.

3. Получено математическое описание и передаточные функции предложенных вариантов реализации электроприводов в "малом" и

' проведен их 'сравнительный анализ, показавший их незначительное отличие друг от друга.

4. Рассмотрены "в малом" динамические свойства варианта с обратной связью по полному сопротивлению АД при различных моментах инерции и рабочих координатах электропривода? Сделан вывод

о необходимости технической линеаризации для получения стабильных динамических свойств электропривода при широком изменении его рабочих координат.

5. Предложены пути реализации технической линеаризации различных вариантов предложенных электроприводов;

20

6. Проанализировано влияние изменения параметров на точность поддержания заданной частоты вращения ротора. Сделан вывод о наибольшем влиянии изменения активного сопротивления обмоток статора и ротора вследствие изменения температуры обмоток.

7. Предложен метод и техническая реализация температурной коррекции для предложенных вариантов.

8. Рассмотрены возможности получения информации о скорости в режиме динамического торможения. Получены математические выражения, устанавливающие связь скорости с переменными составляющими напряжения и тока статора АД, а также с переменными составляющими напряжения питания и напряжения ка обесточенной обмотке статора в режиме тиристорного динамического торможения. На основе анализа полученных зависимостей сделан вывод о предпочтительности контроля скорости по коэффициенту связи переменных составляющих напряжения питания к напряжения на обесточенной обмотке статора.

9. Предложена техническая реализация асинхронного электропривода с фазовым управлением без тахогенераторного датчика скорости на валу для режима динамического торможения.

10.'На основании анализа свойств предложенных вариантов приводов определены возможные области их рационального применения, а также предложена методика их наладки!

11. Разработан и прошел испытания на ТОО "Русские самоцветы" макетный образец асинхронного электропривода с фазовым управлением с обратной связью по вычисленной скорости.

По результатам работы получены три авторских сзедетаяьсуга.

Таким обргэом, результаты работы «огут служить основанием для создания асинхронных электроприводов с фазовым управлением без тахогенераторкых датчихоз на валу двигателя, что позволяет расширить область причинения регулируемых приводов в народном хозяйстве.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Зюзев A.M., Тимофеев Д.Г. Цифровая модель асинхронного электропривода с тиристорным фазовым управлением // Автоматизация электроприводов и оптимизация режимов электропотребления. Красноярск: КПИ, 1985. С.29-31.

2. Тимофеев Д.Г. Исследование показателей САР скорости ТПН-АД на цифровой моделц//Тез.докл.науч.-техн. конф. "Электроприводы переменного тока с полупроводниковыми преобразователями", февраль 1986. Свердловск, 1986. C.I3.

3. A.c. 1436260, СССР, МКИ Н02Р5/40. Электропривод переменного тока / И.Я.Браславский, А.М.Зюзев, М,С.Мышалов, Д.Г.Тимофеев, С.И.Шилин (СССР) $ 4226868; Заявл. 10.04.87; Опубл.

7.II.88, Бголл. Ш 41. __

4. Регулирование скорости в системах "Тиристорный преобразователь напряжения - асинхронный двигатель" без тахогенератор-ных датчиков /И.Я.Браславский, A.M.Зюзев, Д.Г.Тимофеев, Л.В.Глу-хих //Тез. докл.науч.-техн.конф. "Электроприводы переменного тока с полупроводниковыми преобразователями", март 1989. Свердловск, 1989. С.27.

5. Браславский И.Я., Тимофеев <Ц.Г. Передаточная функция наблюдателя скорости асинхронного'электропривода, управляемого напряжением // Оптимизация режимов работы системы электроприводов. Красноярск: КПИ, 1990. С.89-93.

6. A.c. 1679596 СССР МШ3 Н02Р5/36. Устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя / И.Я.Браславский, А.И.Зюзев, Д.Г.Тимофеев (СССР) .»4634335, Заявл. 31.10.88; Опубл. 23.09.91, Билл. »35.7. Браславский И.Я., Зюзев A.M., Тимофеев Д.Г. К построению

САР скорости на основе систем "1ПН-АД" без газогенераторных датчиков /У Тез.докл.науч.-техн.конф. "Электроприводы переменного

22

тока с полупроводниковыми преобразователями", февраль 1992г. Екатеринбург, 1992, С. 9-10.

8. A.c. I7I869I СССР, Ш3 Н02Р5/28. Электропривод переменного тока / И.Я.Браславский, А.М.Зюзэв, Д.Г.Тимофеев, н.П.Трусов (СССР), tf 4752771; Заявл.: 29.10.89; Опубл. 7.03.92; Бюлл. Ф 9.

9. A.c. I75882I СССР, Ш3 Н02Р5/28. Электропривод переменного тока / И.Я.Браславский, А.Ы.Згабв, Д.Г.Тимофеев (СССР). Ш 4794204. Заявл.: 21.02.90; Опубл. 30.08.92; Билл. » 32.

Подписано, в печать 02.04.93 Формат 60x84 1/16

Бумага !5йзёзЩ Плоская печать Усл.п.л. 1,39

Уч.-изд.л. 1,05 Тираж 100 Заказ 23С Бесплатно

Редакцнснно-кздательский отдел УГТУ-УШ 620002, Екатеринбург, УГТУ-УГК, 8-й учебный корпус Ротапринт УГТУ-УШ. 620002, Екатеринбург,УГГУ-УПИ, 8-й уч.корпус