Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Теория конструирования, расчет и экспериментальные исследования некоторых классов элементов и систем контроля и управления в промышленности Лобунец Олег Дементьевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Лобунец Олег Дементьевич. Теория конструирования, расчет и экспериментальные исследования некоторых классов элементов и систем контроля и управления в промышленности : автореферат дис. ... доктора технических наук : 05.00.00 / Лобунец Олег Дементьевич; [Место защиты: Ур. межакадем. союз].- Екатеринбург, 2010.- 53 с.: ил. РГБ ОД, 9 10-6/1307

Введение к работе

Актуальность проблемы

Непрерывное совершенствование элементов и СКУ в направлении расширения функций, упрощения, снижения массы, габаритов и стоимости, повышения точности, надежности и ЭМС, а также использование их в условиях окружающей среды, отличающихся все большим разнообразием, требует приложения постоянных усилий для разработки новых классов таких элементов и систем, характеристики которых в достаточной мере соответствовали предъявляемым к новым устройствам требованиям.

В связи с неуклонным ростом энерговооруженности различных отраслей промышленности, транспорта, аграрного сектора экономики и быта, с одной стороны, и значительным развитием СКУ, с другой стороны, происходит повышение требований к устойчивости их работы и к их массогабаритным показателям, уменьшение которых позволяет значительно улучшить технические характеристики и размещать ЭТУ и РЭА в непосредственной близости друг от друга и от электроэнергетических установок.

Новые тенденции в экономике требуют создания конкурентоспособной продукции, реализуемой на внутреннем и внешнем рынках. Поэтому одним из важнейших направлений в разработке СКУ является значительное снижение их стоимости и увеличение КПД, что часто одновременно приводит к упрощению конструкций и повышению их надежности.

Проблема повышения ЭМС чрезвычайно широка и сложна. Она охватывает практически все виды ЭТУ, вычислительной техники , связи и т. д. заключается не только в создании помех СКУ, что само по себе является принципиальным, так как ограничивает порог чувствительности и точности входящих в них приборов, но и в уменьшении КПД, снижении надежности в работе, обусловленных ускоренным старением изоляции, пробоем изоляторов и т.д.

Данная работа состоит из ряда основных программ и проектов СКУ технологическим транспортом в промышленности, проектов СКП во взрывоопасной окружающей среде и средств МОС со случайным доступом абонентов, а также проектов базовых элементов ЭТУ и РЭА — ИВЭ и вносит свой вклад в решение важных научно-технических проблем, связанных с созданием новых классов элементов и СКУ, удовлетворяющих предъявляемым к ним требованиям.

Объекты исследования — СКУ технологическим транспортом в промышленности, СКП во взрывоопасной окружающей среде и технических средств в системах МОС со случайным доступом абонентов, а также ИВЭ.

Предмет исследования — развитие элементов и СКУ в промышленности.

Цели и задачи исследования

Глобальная цель — более совершенные СКУ в промышленности.

Локальная цель — более совершенные ИВЭ ЭТУ и РЭА.

Задачи:

анализ СКУ технологическим транспортом в промышленности, СКП во взрывоопасной окружающей среде и средств МОС со случайным доступом абонентов, а также ИВЭ;

разработка и исследование эффективных СКУ технологическим транспортом в промышленности;

разработка и исследование СКП во взрывоопасной окружающей среде;

разработка и исследование средств МОС со случайным доступом абонентов;

классификация, разработка и исследование ИВЭ нового класса;

оценка полученных результатов. Методы исследования

В данной работе использованы методы научного обобщения и анализа теоретических и технических данных, аналитический метод, метод расчетного анализа, методы математического и электронного моделирования, методы лабораторных и промышленных экспериментов и другие методы.

Научная новизна:

- проведены исследования и разработано устройство определения веса
грузов в кузове автосамосвалов;

разработано и испытано устройство контроля полногрузных рейсов автосамосвалов, выполненных в заданном направлении;

разработано и испытано УКУ АЭК;

разработана СКУ АЭК;

разработано и испытано устройство ТУ-ТС-ТИ во взрывоопасной атмосфере;

разработано и испытано устройство взрывобезопасного КП телемеханических систем;

разработано и испытано устройство МОС со случайным доступом абонентов;

разработана и использована теория нелинейных незамкнутых ЭТФД систем;

разработаны и испытаны эффективные средства ограничения параметров переходных процессов ламп накаливания и методика расчета этих средств;

объективно установлено, что для расширения функциональных возможностей, в том числе для получения высокоточной стабилизации и управления частотой и фазой выходных импульсов переменного тока ИВЭ, для обеспечения возможности их синхронизации при улучшенных характеристиках источников питания, для достижения широких диапазонов изменения частоты и амплитуды выходного напряжения однофазных и многофазных ИВЭ и для достижения простоты и минимальной стоимости, для получения высокого КПД, снижения

массогабаритных показателей и получения высокой ЭМС необходимо:

при осуществлении связи между магнитным состоянием магнитопроводов трансформаторов магнитополупроводниковых устройств и функционированием их стабилизирующих, синхронизирующих и управляющих элементов использовать переход соответствующих транзисторов в режим отсечки;

ограничивать напряжение в цепях положительной обратной связи двухтактных на двух ключах и мостовых однофазных и многофазных магнитополупроводниковых преобразователей и детектировать состояние насыщения магнитопроводов юс трансформаторов;

компенсировать напряжение в цепях положительной обратной связи мостовых и полумостовых магнитополупроводниковых преобразователей напряжения;

осуществлять прямое преобразование напряжения переменного тока питающей сети в переменное напряжение на выходе ИВЭ с использованием квазичастотного управления;

направлять энергию упругого намагничивания магнитопроводов магнитополупроводниковых преобразователей в накопители с последующей передачей ее в цепи питания этих же преобразователей;

ограничивать величину напряжения в цепях формирования сигналов положительной обратной связи полумостовых преобразователей постоянного напряжения.

Разработаны и исследованы схемы преобразователей напряжения, при осуществлении связи между магнитным состоянием магнитопроводов трансформаторов магнитополупроводниковых устройств и функционированием их стабилизирующих, синхронизирующих и управляющих элементов в которых, использован переход соответствующих транзисторов в режим отсечки, с широкими диапазонами изменения частоты и амплитуды выходного напряжения, однофазных и многофазных ИВЭ, обладающих простотой, высоким КПД, улучшенными массогабаритными показателями и высокой ЭМС и методики расчета этих преобразователей.

Получены математические и электронные модели преобразователей переменного напряжения на входе в переменное напряжение на выходе ИВЭ с использованием квазичастотного управления.

Положення, выносимые на защиту:

а) разработки и исследования устройств:

1) взвешивания грузов в кузове автосамосвалов;

2) контроля полногрузкых рейсов автосамосвалов, сделанных в заданном
направлении;

3) специализированного вычислительного УКУ АЭК;
4)СКУАЭК;

5) устройства ТУ-ТС-ТИ во взрывоопасной атмосфере;

б) взрывобезопасного КП канала телемеханики повышенной информативности;

7) устройства МОС со случайным доступом абонентов;

б) разработка теории ЭТФД систем;

в) разработка более точных методик расчета трансформаторов статических
преобразователей;

г) разработка и испытания эффективных средств ограничения параметров
переходных процессов ламп накаливания;

д) разработка и исследование нового класса ИВЭ с расширенными
функциональными возможностями, простых по конструкции и имеющих
минимальную стоимость, высокий КПД, улучшенные массогабаритные
показатели и повышенные ЭМС и надежность, имеющих следующие
существенные отличия:

  1. при осуществлении связи между магнитным состоянием магнитопроводов трансформаторов магнитополупроводниковых устройств и функционированием их стабилизирующих, синхронизирующих и управляющих элементов использован переход силовых транзисторов в состояние отсечки;

  2. применено ограничение напряжения в цепях положительной обратной связи двухтактных на двух ключах и мостовых однофазных и многофазных магнитополупроводниковых преобразователей и детектировать состояние насыщения их магнитопроводов;

  3. компенсировано напряжение в цепях положительной обратной связи мостовых и полумостовых магнитополупроводниковых преобразователей напряжения;

  4. осуществлено прямое преобразование напряжения переменного тока питающей сети в переменное напряжение на выходе ИВЭ с использованием квазичастотного управления;

  5. реализовано направление энергии упругого намагничивания трансформаторов магнитополупроводниковых преобразователей в накопители с последующей передачей ее в цепи питания этих же преобразователей;

  6. осуществлено ограничение величины напряжения в цепях формирования сигналов положительной обратной связи полумостовых преобразователей постоянного напряжения.

е) математические и электронные модели преобразователей постоянного
напряжения с устройствами защиты транзисторов от перенапряжений и
переменного напряжения на входе в переменное напряжение на выходе ИВЭ с
использованием квазичастотного управления.

Практическая значимость

Результаты исследований использованы в учебном процессе в УГТУ-УПИ и РГППУ при изучении студентами курсов «Теоретические основы электротехники», «Теория автоматического управления», «Основы электротехники и электроники», «Промышленная электроника», «Электрические аппараты и средства автоматизации» и в научной работе

студентов,

Создано автоматизированное рабочее место конструктора средств силовой электроники.

Даны практические рекомендации для проектирования и расчета ИВЭ на примере преобразователя постоянного напряжения величиной 24 В переменное напряжение величиной 220 В с номинальной мощностью 0,15 кВА.

Результаты диссертационной работы использованы в разработках ЗИК, НПО автоматики, НТЦ «КамАЗ» и внедрены на предприятиях металлургии и промышленности строительных материалов.

По материалам диссертационной работы написаны две монографии объемом 10,4 и 13,2 уч. изд. листа в 1994 и 1996 годах соответственно.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались в 1988 — 2009-х годах на научно-технических региональных, российских, всесоюзных и международных конференциях, заседаниях кафедр и советов в УГТУ-УПИ, ИГД, МАДИ, МЭИ(ТУ), РГППУ, УрГПУ, ЧТУ, ЮУрГУ, и на технических советах промышленных предприятий.

Результаты исследований проверены практическими расчетами и испытаниями разработанных технических средств.

Публикации

Похожие диссертации на Теория конструирования, расчет и экспериментальные исследования некоторых классов элементов и систем контроля и управления в промышленности