Введение к работе
Актуальность темы. Современный испытательный стенд для
обкатки двигателей внутреннего сгорания (ЛЕС) - это .сложный
технический комплекс, объединяющий такие основные узлы как
нагружающие устройства (НУ), системы крепления, питания, ох
лаждения ДВС, контрольно-измерительную аппаратуру, систему
отвода отработанных газов, средства автоматизации и управле
ния. ,
Основным узлом испытательного стенда, определяющим его функциональные возможности и характеристики, является НУ, назначение которого заключается в имитации реальных эксплуатационных режимов работы ДВС в. процессе испытаний. Поэтому создание НУ на базе современной электротехники и электроники, отвечающего повышенным требованиям к испытаниям -двигателей является важной и актуальной задачей.
Цель диссертационной работа заключается в разработке, исследовании и создании НУ"на основе машины двойного питания (МДП) с токовым непосредственным преобразователем частоты (НПЧ) и' расширенным диапазоном регулирования скорости (от О до 2%).
Задача диссертационной работы включает в себя:
анализ технических требований к НУ;
анализ способов построения системы управления МДП с расширенным диапазоном регулирования скорости;
расчет и анализ стационарных электромагнитных процессов в НУ по схеме МДП с токовым НПЧ;,
расчет и анализ эксплуатационных показателей НУ по схеме МДП с токовым НПЧ;
расчет и анализ частотных свойств НУ в режиме нагружения ДВС;
разработку и исследование системы управления МДП с расой-, ренным диапазоном регулирования скорости;
разработку и создание опытно-промышленного образца НУ по схеме МДП с токовым НПЧ и диапазоном регулирования скорости от 0 до 2ц,.
Методы исследования. Исследование стационарных электромагнитных процессов в НУ по схеме МДП выполнено на основе общей теории электрических машин переменного тока в сочетании с методами векторно-гармонического анализа и операционного не-
числения. Анализ частотных свойств НУ выполнен по прямым показателям качества замкнутых систем автоматического регулирования. Проведен ряд экспериментальных исследований.
Научная новизна. Основными научными результатами диссертационной работы, полученными в ходе проведенных исследований, являются:
.- анализ стационарных электромагнитных процессов в НУ по схеме МДП с' расширенным диапазоном регулирования скорости при питании -от токового НПЧ с несинусоидальными и, в общем случае, несимметричными токами ротора;
выражения мгновенных значений токов нагрузочной машины (НМ) и электромагнитного момента НУ, -позволяющие оптимизировать синтез силовой схемы МДП;
эксплуатационные показатели НУ на основе МДП с указанным типом преобразователя частоты;
частотные свойства контура регулирования нагрузочного момента НУ по схеме МДП и методы его адаптации:
Практическая ценность диссертационной работы заключается в следующем:
разработана система управления токовым преобразователем частоты МДП, обеспечивающая симметрию токов ротора AM при регулировании скорости вращения от 0 до 2ц, без изменения алгоритма управления.
разработана методика синтеза силовой структуры НУ по схеме МДП на основе анализа стационарных электромагнитных процессов в НУ; рассчитаны величины и частоты гармонических составляющих нагрузочного момента НУ. использование НМ по моменту, коэффициент мощности и токовые нагрузки НУ;
разработана методика синтеза замкнутой системы регулирования асинхронно-вентильных НУ, позволяющая адаптировать контур регулирования нагрузочного.момента во всем диапазоне-изменения частот -вращения; - ' '
разработан и создан опытно-промышленный образец НУ по схеме МДП;"
т создан пакет прикладных программ для расчета стационарных электромагнитных процесров и эксплуатационных показателей НУ по схеме МДП на ПЭВМ.
Реализация результатов работы.. Результаты диссертационной работы внедрены:- . - в виде' .опытно-промышленного образца НУ по схеме МДП мощ-
ностью 160 кВт на экспериментальном испытательном стенде в НПО "Силовая электроника";
в виде промышленных образцов НУ по схеме МДП мощностью 160 кВт для модернизации испытательных стендов Челябинского тракторного завода;
в качестве инженерных методик при разработке универсальных НУ в НПО "Силовая электроника".
Апробация работы. Основные положения, результаты, выводы и рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях:
научно-технический семинар "Автоматизированные нагружающие устройства для испытания двигателей внутреннего 'сгорания", Саранск, 1988 г. ;
5-я Всесоюзная научно-техническая конференция "Динамические режимы работы электрических машин и электроприводов", Каунас, 1988 г.; - .
8-я Всесоюзная научно-техническая конференция "Силовая полупроводниковая техника и ее применение в народном хозяйстве", Челябинск,. 1989 г.;
8-11-я научно-технические'конференции "Электроприводы переменного тока с полупроводниковыми преобразователями", Екатеринбург (Свердловск), 1989-1998 г.г.;
научно-технические конференций "Актуальные проблемы электроэнергетики", Н.Новгород (Горький),-1986-1997 г.г.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубли
ковано 16 печатных работ и получено 3 авторских свидетельст
ва. - \
Объем и структура работы/ Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Объем диссертации составляет : 175 стр. основного текста. 56 рисунков,. 11 стр. списка используемой литературы из 91 наименований, 23 стр. приложений.
