Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, РАЗНОЕ

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БЕСКОНТАКТНЫМ МОМЕНТНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ

stasya88 990 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 94 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 11.12.2020
В ходе написания магистерской диссертации была исследована система управления синхронным вентильным двигателем с различными регуляторами. Проведена оценка эффективности настройки привода без регуляторов. В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были достигнуты следующие цели: 1. Изучен принцип работы вентильного привода; 2. Построена математическая модель ВП в пакете MatLab Simulink; 3. Разработан адаптивный регулятор; 4. Оценены переходные характеристики ВП.
Введение

Синхронный двигатель большой мощности находит достаточно широкое применение в нерегулируемых электроприводах с длительным режимом работы благодаря своим хорошим энергетическим показателям и, в первую очередь, высокому коэффициенту мощности. При необходимости регулирования скорости синхронного двигателя может быть применён управляемый преобразователь частоты. [1] Наряду с традиционным частотным управлением, когда двигатель получает питание от инвертора с независимым заданием частоты, находит весьма широкое применение управление, зависимое от вращения ротора, когда частота выходного напряжения (или тока) инвертора задается частотой вращения ротора с помощью ДПР. Синхронный двигатель с таким инвертором представляет собой обращенный ДПТ, в котором неподвижный статор является якорем, а вращающийся ротор — источником магнитного поля. Двигатель при данной схеме включения называется вентильным двигателем. Синхронный двигатель малой мощности с сильными постоянными магнитами используется преимущественно в регулируемом ЭП по схеме ВД. По сравнению с коллекторными ДПТ они обладают лучшими динамическими, габаритными и стоимостными показателями. [1] Простота управления ДПТ обусловливала до недавнего времени его преимущественное применение в регулируемом ЭП. Слабым звеном в этом приводе является сам двигатель, дорогой в изготовлении из-за сложности коллектора и потребности в дефицитном материале — меди, обладающий повышенной инерционностью и ограниченной перегрузочной способностью. Лучшие динамические и стоимостные показатели имеют асинхронные и синхронные двигатели, а также двигатели индукторного и вентильно-индукторного типов. Если этим двигателям с помощью управляемых полупроводниковых средств придать свойства бесколлекторного двигателя постоянного тока, то могут быть использованы простые структуры управления ЭП постоянного тока, обеспечивающие высокие регулировочные свойства и динамические показатели. [1] Современные ВД выполняются на базе СМ с возбуждением от расположенных на роторе постоянных магнитов. Магниты изготовляются из редкоземельных элементов (например, неодим — железо — бор) и обладают высокой коэрцитивной силой. Наряду с главным достоинством двигателей с постоянными магнитами — отсутствием щеточного контакта, применение постоянных магнитов обеспечивает и ряд их других положительных качеств. Они обладают малым моментом инерции ротора, простой системой охлаждения, так как на роторе нет нагреваемых током нагрузки обмоток, и лучшим КПД из-за отсутствия потерь на возбуждение. В сочетании с высокой статической точностью и большим возможным диапазоном регулирования скорости эти свойства могут оказаться решающими аргументами при выборе привода с вентильным двигателем, несмотря на более высокую, чем у привода с асинхронным двигателем, стоимость. [2] Современный ЭП представляет собой сложную электромеханическую систему, в которой при изменении режима работы одновременно протекает несколько различных по своей физической основе процессов – электрические, происходящие в цепях двигателя и питающих его преобразователей, механические, связанные с изменением скорости вращения ротора двигателя, тепловые определяющие нагрев двигателя и соответствующие изменения его параметров. Анализ переходных процессов в полном объёме представляет достаточно сложную задачу. Решение усложняется ещё тем обстоятельством, что многие зависимости и характеристики системы являются нелинейными. Практически при исследовании переходных процессов приходится существенно упрощать картину явлений, пренебрегая второстепенными факторами, оказывающими меньшее влияние на динамику. При этом оказывается возможным линеаризовать характеристики и считать параметры системы постоянными. Также становится возможным пользоваться аппаратом передаточных функций и вводить некоторые постоянные времени. [3] Следует, однако, иметь в виду, что большинство параметров трудно поддаются расчёту и их приходится определять экспериментально. Те значения параметров и постоянных времени, которые иногда указываются в каталогах, также, как правило, установлены в результате эксперимента. При этом следует учитывать, что фактические их значения для какой-либо конкретной установки могут несколько отличаться от приводимых в каталогах. Отклонения могут достигать 10-20%. [3] Тема считается актуальной, потому что для решения задач контролируемого движения в современных прецизионных системах все чаще применяются ВД. Такая тенденция обусловлена преимуществами ВД и бурным развитием вычислительных возможностей микроэлектроники. Как известно, вентильные (синхронные) приводы обеспечивают наиболее высокие плотность длительного момента (момент в единице объема) и энергетическую эффективность по сравнению с любым другим типом двигателя. [4] Современный ВП объединяет электрическую, механическую и электронную подсистемы в единое цельное мехатронное устройство. В рамках такого подхода удается значительно сократить габариты, избавиться от лишних преобразователей и промежуточных элементов, а значит, повысить надежность всего привода в целом. [4] Цель магистерской диссертации - построение и исследование системы управления вентильным двигателем; построение и исследование адаптивных алгоритмов с учётом энергетической эффективности привода.
Содержание

РЕФЕРАТ 4 ABSTRACT 5 ВВЕДЕНИЕ 9 1. Структура электропривода с бмд при векторном управлении. 12 1.1 Синхронный двигатель 12 1.2 Принцип построения и математическое описание вентильного электропривода на основе двухфазной синхронной машины 19 1.3 Инвертер С ШИМ 28 2. ПОСТРОЕНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ С ЭТАЛОННОЙ МОДЕЛЬЮ 35 2.1 Выбор эталонной модели 35 2.2 Построение управления по вектору состояния 42 3 ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ В ПАКЕТЕ MATLAB SIMULINK 48 3.1 Модель вентильного привода 48 3.2 Построение адаптивных регуляторов скорости и положения 55 3.3 Расчёт коэффициентов модального регулятора 59 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 66 4.1 Исследование системы без регуляторов 66 4.2 Применение адаптивного регулятора с эталонной моделью 68 4.3 Исследование временных задержек в адаптивной системе с эталонной моделью. 70 4.4 Исследование влияния эффектов квантования сигналов. 79 5.СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ 82 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 93 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 94
Список литературы

1. Вычужанин В. Система управления бесщеточным электродвигателем на основе логики FPGA // Современная электроника. – 2012., №5. – С.18 – 23. 2. Корельский Д.В., Потапенко Е.М., Васильева Е.В. Обзор современных методов управления синхронными двигателями с постоянными магнитами. // Науковий журнал "Радiоелектронiка. Iнформатика. Управлiння", 2001. – С. 155 –159. 3. СонныхМ., ГаннельЛ. Основные технические особенности вентильных двигателей // РИТМ. – 2010., №9. – С.10 – 12. 4. Алексей Сизякин, Михаил Румянцев (МЭИ) – Без датчика положения ротора: решения компании IR для управления вентильными двигателями// Новости электроники: электронный научный журнал. –2011 - № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://www.compel.ru/lib/ne/2011/10/6-bez-datchika-polozheniya-rotora-resheniya-kompanii-ir-dlya-upravleniya-ventilnyimi-dvigatelyami(дата обращения 01.06.2019). 5. Limitations of the Conventional Phase Advance Method for Constant Power Operation of the Brushless DC Motor – [Электронныйресурс]. Систем. требования: AdobeAcrobatReader. – URL:http://web.ornl.gov/~webworks/cppr/y2001/pres/111877.pdf(дата обращения 05.07.2019). 6. Microchip Technology Inc, Sensorless BLDC Control with Back-EMF Filtering Using a Majority Function –2012 [Электронныйресурс].Систем. требования: AdobeAcrobatReader. – URL:http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en542804.pdf(датаобращения 05.01.2020). 7. Avislab: Управление бездатчиковымибесколлекторными двигателями(Sensorless BLDC). – [Электронный ресурс]. URL: http://www.avislab.com/blog/brushless04/(дата обращения 10.06.2019). 8. Avislab: Запуск бездатчикового бесколекторного двигателя (Sensorless BLDC). – [Электронный ресурс]. URL: http://www.avislab.com/blog/brushless05/ (дата обращения 10.06.2019). 9. Avislab: Определение положения ротора в остановленном состоянии двигателя. – [Электронный ресурс].URL: http://www.avislab.com/blog/brushless06/ (датаобращения 10.06.2019). 10. Microchip Technology Inc, Section 14. Motor Control PWM // dsPIC33F/PIC24H Family Reference Manual. – 2012 [Электронныйресурс].Систем. требования: AdobeAcrobatReader. – URL: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/70187E.pdf(датаобращения 20.12.2019). 11. Microchip Technology Inc, Section 12. Input Capture // dsPIC33F/PIC24H Family Reference Manual. – 2012 [Электронныйресурс].Систем. требования: AdobeAcrobatReader. – URL: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/70198D.pdf(датаобращения 23.12.2019). 12. Microchip Technology Inc, Section 16. Analog-to-Digital Converter (ADC) // dsPIC33F/PIC24H Family Reference Manual. – 2012 [Электронныйресурс].Систем. требования: AdobeAcrobatReader. – URL: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/70183D.pdf(датаобращения 20.01.2020). 13. Калачев Ю.Н. – Векторное регулирование (заметки практика). – 2013 [Электронный ресурс].Систем. требования: AdobeAcrobatReader. – URL: http://www.privod–news.ru/docs/Vector_Kalachev.pdf(дата обращения 28.09.2019). 14. ГОСТ Р МЭК 61508-2-2007 Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 2. Требования к системам. М.: Стандартинформ, 2008. 15. ГОСТ IEC/TS 60479-1-2005 Воздействие тока на людей и сельскохозяйственных животных. Часть 1. Общие аспекты. М.: Стандартинформ, 2015. 16. ГОСТ IEC 61140-2012 Защита от поражения электрическим током. Общие положения безопасности установок и оборудования. М.: Стандартинформ, 2014. 17. ГОСТ 12.1.030-81 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001.
Отрывок из работы

1. СТРУКТУРА ЭЛЕКТРОПРИВОДА С БМД ПРИ ВЕКТОРНОМ УПРАВЛЕНИИ. 1.1 Синхронный двигатель Использование тиристорных и транзисторных преобразователей частоты, быстродействующих автоматических регуляторов на основе микропроцессорной технологии позволяет создавать сложные электромеханические системы, реализующие необходимые, а иногда и настраиваемые законы управления. В ряде областей электропривода наряду с необходимыми механическими, рабочими, пусковыми характеристиками предъявляются особые требования к электрическим машинам. Так, например, для электроприводов, работающих во взрывоопасных, агрессивных, заболоченных средах (например, в угольных шахтах), предъявляется требование об отсутствии скользящих контактов в их конструкции. Этим требованиям полностью удовлетворяет электрический привод с бесконтактным синхронным электродвигателем с постоянными магнитами.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg