Введение к работе
Актуальность работы. В области автоматизированного электропривода преимущественное развитие получают электроприводы переменного тока и, в первую очередь, асинхронные электроприводы с полупроводниковыми преобразователями. Это объясняется рядом преимуществ бесконтактных электродвигателей: повышенной надежностью, более высоким КПД, лучшими массо-габаритными показателями, лучшими динамическими свойствами и т.д.
Электроприводы переменного тока развиваются по двум направлениям:
создание регулируемых электроприводов с повышенными статическими, динамическими и энергетическими показателями;
создание массового регулируемого электропривода для механизмов, не требующих высокого качества управления движением. Таковыми являются подавляющее большинство современных технологических и производственных машин и механизмов.
Для создания массового электропривода необходимо добиться высокой надежности, неприхотливости в обслуживании, невысокой стоимости, достаточной энергетический эффективности. Решение возможно, в первую очередь, на основе использования схем преобразователей с уменьшенным количеством управляющих элементов, предпочтительно, с естественной коммутацией. В частности необходимы электроприводы для горных подъемно-транспортных машин и механизмов, обладающие удовлетворительными для механизмов этого класса энергетическими и эксплуатационными характеристиками, надежностью и безопасностью в работе. Исследования по разработке и созданию асинхронных регулируемых электроприводов с новыми типами полупроводниковых преобразователей являются весьма актуальными.
Большой вклад в развитие массового маловентильного асинхронного электропривода внесли : Н.Ф.Ильпнский, Т.А.Глазенко, В.Й.Хрисанов. Большой объем исследований асинхронных электроприводов для горных машин выполнен В.В.Рудаковым, Г.И. Разгильдеевым, А.И.Пархоменко, Я.П.Грпнбергом и др.
Цель работы - разработка п исследование электропривода на основе преобразователя частоты с комбинированной коммутацией (ПЧ с КК).
Основные задачи исследований:
анализ схем преобразователей частоты с комбинированной ком
мутацией;
» разработка математической модели системы ПЧ с КК - АД;
разработка макетного образца преобразователя частоты с комбинированной коммутацией и электропривода на его основе;
экспериментальные исследования электропривода по системе ПЧсКК-АД. .
Методы проведения исследований. Исследования выполнялись с использованием методов математического моделирования электромеханических систем с полупроводниковыми преобразователями, численных методов расчета с использованием ЭВМ, экспериментальных исследований.
Научная новизна представлена следующими пололсениями:
предложена формализация преобразователя частоты с комбини
рованной коммутацией в виде системы с переменной структурой;
в формализован алгоритм управления ПЧ в табличном виде, позволяющий описать его работу в виде алгоритма изменения состояний, алгоритма моментов изменения состояний и логических условий изменения состояний;
« разработан алгоритм численного интегрирования уравнений состояния для случая, когда воздействие имеет кусочно-синусоидальный характер;
» разработан алгоритм и программа моделирования системы ПЧсКК-ДЦ;
» предложена инженерная методика расчета элементов ПЧ с КК.
Достоверность научных положений и выводов подтверждается достаточным объемом теоретических и экспериментальных исследований, близкой сходимостью расчетных и экспериментальных данных.
Практическая ценность работы состоит в следующем:
предложена новая силовая схема тиристорного преобразователя частоты, обладающая широким диапазоном регулирования при комбинированной коммутации тиристоров;
разработана методика расчета, а также пакет программ для исследования на ЭВМ основных характеристик электропривода с новым типом преобразователя частоты;
разработана программа для микропроцессорной системы управления преобразователем частоты с комбинированной коммутацией;
предложены новые технические решения, защищенные авторскими свидетельствами п патентами РФ.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на конференциях молодых ученых СШТИ им. Г.В.Плеханова (1982-1993 гг.), кафедральных и факультетских семинарах, а также на Международном симпозиуме "Энергосберегающие технологии добычи, транспортировки и переработки твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых" (май 1996 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе 13 авторских свидетельств.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 134 страницах, содержит
