WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Для движения судна в свободной воде используются два технологических режима работы автоматизированной ГЭУ: режим экономичного хода и режим полного хода. Основным режимом работы автоматизированной ГЭУ является режим экономичного хода, на скоростях вращения вала гребного электродвигателя от 0 до 60% от номинальной скорости.

* * 2,2,Область работы Область работы 1,1,ГЭУ в режиме ГЭУ в режиме полного хода полного хода 1,1,Область работы Область работы 0,5 ГЭУ в режиме 0,5 ГЭУ в режиме экоэкономичного хономичного хода M* да I1* 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0 0,45 0,63 0,77 0,89 а) б) Рис. 9. Статические механические и электромеханические характеристики при работе автоматизированной ГЭУ в режимах экономичного и полного хода Области работы автоматизированной ГЭУ в режиме экономичного хода и в режиме полного хода на механических и электромеханических характеристиках представлены на рис.9. Переход на технологический режим полного хода для ГЭУ с машиной двойного питания осуществляется автоматически в том случае, когда невозможно осуществить управление ГЭУ в режиме экономичного хода. Для швартовного режима, либо режима требующего быстрой отработки управляющего воздействия, используется режим “форсировки”.

На рис.10 представлены совместные меРис. 10. Совместная механическая хаханические характеристики машины двойного рактеристика машины двойного питания питания ГЭУ и приведенная к валу электродвиГЭУ и движителя (винта) гателя характеристика винта.

Синтез системы управления автоматизированной ГЭУ с машиной двойного питания по критерию энергетической эффективности. Моделирование работы ГЭУ в режиме экономичного хода Структурная схема системы управления ГЭУ с машиной двойного питания c двумя контурами скорости и алгоритмом управления с максимальным показателем энергетической эффективности приведена на рис.11.

Рис. 11. Структурная схема системы управления автоматизированной ГЭУ с машиной двойного питания реализующая алгоритм управления с максимальным показателем энергетической эффективности з* Id* Iq* M* * t, (c) Рис. 12 Временная диаграмма моделирования работы ГЭУ с машиной двойного питания в режиме экономичного хода На рис.12 представлены результаты моделирования работы автоматизированной ГЭУ в режиме экономичного хода. Моделирование осуществляется во временной области, а все остальные параметры задаются в относительных единицах.

Синтез системы управления автоматизированной ГЭУ с машиной двойного питания по критерию быстродействия. Моделирование работы ГЭУ в режиме полного хода Структурная схема системы управления автоматизированной ГЭУ с асинхронным электродвигателем при двойном питании c двумя контурами скорости и алгоритмом управления обеспечивающем максимальное быстродействие приведена на рис.13.

Рис. 13. Структурная схема системы управления автоматизированной ГЭУ с асинхронным электродвигателем при двойном питании c двумя контурами скорости и алгоритмом управления обеспечивающем максимальное быстродействие Представленная система управления позволяет осуществлять управление автоматизированной ГЭУ с машиной двойного питания в режиме полного хода с максимальным быстродействием. Управление и динамические характеристики данного режима практически полностью аналогичны режиму “форсировки” рассмотренному далее.

Моделирование технологического режима работы автоматизированной ГЭУ – режима “форсировки” (режима полного хода) На рис.14 представлены результаты моделирования работы автоматизированной ГЭУ в режиме “форсировки” (режиме полного хода). На представленных результатах моделирования (рис.12 и рис.14) видно, что процессы, протекающие при работе автоматизированной ГЭУ с машиной двойного питания, обладают желаемым динамическим поведением.

Синтез систем управления ГЭУ осуществлялся методом последовательной коррекции и подчиненного регулирования с настройкой на технический оптимум. Математическое моделирование выполнено в интерактивной среде Simulink.

з* Id* Iq* M* * t, (c) Рис. 14. Временная диаграмма моделирования работы ГЭУ в режиме “форсировки” (режиме полного хода) Информационное обеспечение системы управления Рассматриваются уравнения наблюдателя состояния асинхронного электродвигателя с фазным ротором, позволяющего по результатам наблюдения токов статора и ротора производить вычисление токов нагрузки, намагничивания и частоты вращения ротора.

По информации с датчиков токов находятся функции:

cA= (i1A*+ i2A*)/ID*; cB =(i1B*+ i2B*)/ID*; cC =(i1C*+ i2C*)/ID*;

sA = (i1A*– i2A*)/IQ*; sB =(i1B*– i2B*)/IQ*; sB =(i1C*– i2C*)/IQ*, где ID* = {2/3[(i1A*+ i2A*)2+(i1B*+ i2B*)2+(i1С*+ i2С*)2]}1/2;

IQ* = {2/3[(i1A*– i2A*)2+(i1B*– i2B*)2+(i1С*– i2С*)2]}1/2.

Данные функции являются основой для формирования токов и скорости вращения:

Id*= 1/3[(i1A*+ i2A*)cA +(i1B*+ i2B*)cB + (i1C*+ i2C*)cC];

Iq*= 1/3[(i1A*– i2A*)sA +(i1B*– i2B*)sB + (i1C*– i2C*)sC];

* * = 2 = 4/3(cApsA+cBpsB+cCpsC).

Эти значения используются в алгоритме управления координатами, который синтезирует управляющие воздействия Ud* и Uq*.

Возможные области применения Автоматизированный электропривод с машиной двойного питания может иметь большое практическое значение в следующих областях техники:

1. Для любых автономных объектов, в которых основными показателями качества выступают энергетическая эффективность и массогабаритные показатели.

2. Для нефтяной и газовой промышленности, позволяя создать безредукторный, автоматизированный электропривод мощных центробежных компрессоров и насосов.

3. Для тягового электропривода, в котором необходимо быстрое и точное регулирование вращающего момента. Высокие динамические характеристики могут быть достигнуты применением алгоритма управления с максимальным быстродействием. Идеально подходит в качестве автоматизированного электропривода железнодорожного подвижного состава, который позволяет получать высокие динамические характеристики в переходных режимах, высокую экономичность при равномерном движении и реализовывать режим электрического торможения, как при осуществлении замедления, так и при стоянке состава.

4. Для модернизации и создания новых энергосберегающих, автоматизированных электроприводов основных механизмов шлюза, особенно для электропривода подъемноопускных ворот.

5. Для привода черпаков земснаряда при работе с постоянной мощностью и высокой энергетической эффективностью с обеспечением высокой перегрузочной способности при низкой частоте вращения.

6. Для привода высокоскоростных центрифуг в ядерной энергетике.

Следует отметить, что при использовании в данном электроприводе в качестве электрического преобразователя – двухзвенного преобразователя частоты с активным преобразователем позволит создать высокоэффективный энергосберегающий частотно-регулируемый автоматизированный электропривод для многих производственных механизмов в различных отраслях промышленного хозяйства.

III. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В диссертации изложены научно обоснованные технические решения, внедрение которых вносит существенный вклад в повышение эффективности управления технологическим процессом передачи энергии в автоматизированной ГЭУ с машиной двойного питания.

Повышение эффективности управления технологическим процессом передачи энергии, в силовом канале автоматизированной ГЭУ достигается благодаря выбору рационального типа электропривода и созданию оптимальных алгоритмов управления.

На основе выполненных в работе исследований получены следующие результаты:

1. Предложена методика оценки алгоритмов управления электромеханическими преобразователями по критерию энергетической эффективности и показано, что существует управление, обеспечивающее максимальное значение показателя энергетической эффективности.

2. Выполнен поиск оптимального электромеханического преобразователя на множестве типов электрических машин, выпускаемых промышленностью. Показано, что асинхронный электродвигатель при оптимальном алгоритме управления обладает наилучшей энергетической эффективностью по сравнению с другими видами электромеханических преобразователями. Доказана возможность получения двойной мощности от асинхронного электродвигателя двойного питания при потерях энергии не превышающих номинальные.

3. Предложена математическая модель автоматизированной ГЭУ с машиной двойного питания и синтезированы алгоритмы оптимального управления, обеспечивающие режимы экономичного и полного хода.

4. Получены уравнения наблюдателей состояния машины двойного питания автоматизированной ГЭУ, позволяющие синтезировать систему управления без датчика частоты вращения.

5. Показано что использование редукторной структуры автоматизированной ГЭУ с машиной двойного питания обладает лучшими массогабаритными и энергетическими показателями по сравнению с безредукторной.

6. Получена новая форма математического описания машины двойного питания с отдельным описанием частей индуктора и якоря.

7. Обоснована возможность использования машины двойного питания с оптимальным управлением не только при проектировании новых и модернизации существующих установок ГЭУ, но и применение в различных областях техники.

IV. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ НАУЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЯХ Научные статьи, опубликованные в изданиях, включенных в Перечень ВАК Минобрнауки РФ:

1. Гельвер Ф.А., Самосейко В.Ф. Алгоритмы управления асинхронным электродвигателем при двойном питании [Текст]//Электроника и электрооборудование транспорта. – 2008, - №3. – С.32 - 36.

2. Гельвер Ф.А., Самосейко В.Ф. Оценка энергетической эффективности работы электромеханического преобразователя [Текст]//Электроника и электрооборудование транспорта. – 2009, - №2-3. – С.44 - 46.

Научные статьи в других изданиях:

3. Гельвер Ф.А., Самосейко В.Ф. Оптимальное управление асинхронным электродвигателем с фазным ротором [Текст]//Сб. “Труды V международной (XVI всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2007”. - СПб.: СПГПУ, - 2007. - С.119 - 122.

4. Гельвер Ф.А. Активный преобразователь как средство повышения энергетической эффективности систем электропривода [Текст]//Труды научно-технической конференции молодых ученых сотрудников СПГУВК 1-7 июня 2005 г, Т. 1. - СПб.: СПГУВК, - 2005.

- С.100 - 104.

5. Гельвер Ф.А. Уравнения индуктора и якоря асинхронной машины при питании статора и ротора от одного преобразователя частоты [Текст]//Труды научно-технической конференции молодых ученых сотрудников СПГУВК 1-7 июня 2006 г. Т. 1. - СПб.:

СПГУВК, - 2006. - С.166 - 169.

6. Гельвер Ф.А. Применение активного преобразователя в системах регулируемого электропривода [Текст]//Труды научной конференции студентов и аспирантов - СПб.:

СПГУВК, - 2004. - С.107 - 111.

7. Гельвер Ф.А. Синхронный режим работы асинхронного электродвигателя с фазным ротором [Текст]//Труды научно-технической конференции молодых ученых сотрудников СПГУВК 1-7 июня 2006 г. Т.1. - СПб.: СПГУВК, - 2006. - С.162 - 166.

8. Гельвер Ф.А., Ногин Д.А. Т-параметры асинхронного двигателя [Текст]//Труды научнотехнической конференции молодых ученых сотрудников СПГУВК 1-7 июня 2006 г. Т.

1. - СПб.: СПГУВК, - 2006. - С.170.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»