Введение. 1. Математическое описание и устройство вентильно-индукторного привода .. .. ..3

 

Содержание

Введение.……………………………………………………………………………………….………………...……........2

1. Математическое описание и устройство вентильно-индукторного привода………………………………………………………………………………………..……………………..…..3

1.1. Структурная схема вентильно-индукторного привода…..…………………………………...5

1.2. Особенности конструкции индукторной машины..……………………………………..………6

1.3. Принцип действия ВИП.…………………………………………………………………………………………9

1.4. Математическое описание m -фазного ИД с независимым управлением фазами..…………………………………………………………………………………………..……………………13

1.5. Математическое описание 6-фазного ИД с общей точкой………….……………………..16

2. Модель вентильно-индукторного привода аккумуляторного электровоза.…………20

3. Электропривод шахтного электровоза на основе использования вентильного двигателя….………………………………………………………………………………………………………………26

3.1. Структурная схема привода шахтного электровоза и описание ее функционирования……………………………………………………………………………………….……..26

3.2. Математическая модель вентильного электропривода….………………………….……..28

4. Математическое моделирование вентильно-индукторного двигателя для привода стрелочного перевода……………………….…………………………………………….……..36

5. Особенности моделирования электрической трансмиссии транспортного средства на примере линейного тягового электрического привода………..….……..42

Заключение……………………………………………………………………………………………………………….…60

Литература…………………………………………………………………………………………………………………..61

Введение

Известными преимуществами индукторных двигателей (ИД) перед асинхронными и синхронными машинами, предназначенными для работы в составе регулируемого электропривода, являются их более высокая надежность, простота и технологичность конструкции (катушки фаз статора разнесены в пространстве, ротор представляет собой пакет шихтованной стали), повышенный КПД и массогабаритные показатели, более низкая стоимость в серийном производстве. К недостаткам этих двигателей обычно относят невозможность работать без полупроводникового преобразователя, наличие пульсаций электромагнитного момента и, как следствие, повышенный шум и вибрация двигателя, а также более высокая стоимость полупроводникового преобразователя в электроприводе эквивалентной выходной мощности. Последнее является следствием относительно невысокого коэффициента преобразования энергии, который представляет собой отношение выходной (активной) и входной (полной) энергии ИД. Известно, что при допущении о не насыщенности магнитной системы ИД этот коэффициент стремится к 0.5. Для насыщенных машин он превышает это значение, однако, в реальных условиях всегда остается значительно меньшим, чем номинальное значение КПД. Это объясняется тем, что по принципу действия машины только часть входной энергии преобразуется в механическую, т.е. идет на создание момента. Остальная ее часть идет на намагничивание машины и за вычетом потерь возвращается в источник питания.

 

 

1. Математическое описание и устройство вентильно-индукторного привода.

Вентильно-индукторный привод (ВИП) — это относительно новый тип электромеханического преобразователя энергии, который сочетает в себе свойства и электрической машины, и интегрированной системы регулируемого электропривода. Как всякий электропривод, он обеспечивает преобразование электроэнергии, которая поступает от питающей сети, в механическую энергию, передаваемую в нагрузку. ВИП дает возможность осуществлять управление этим процессом в соответствии с особенностями конкретной нагрузки: регулировать частоту вращения, момент, мощность. ВИП, способен работать во второй зоне регулирования скорости (скорость выше номинальной) при снижении момента на валу, что является аналогом режима работы частотно-управляемого асинхронного двигателя (АД) с постоянством выходной мощности. Однако, одной из проблем работы ВИП в этом режиме остается значительное увеличение уровня пульсаций электромагнитного момента, что в еще большей степени проявляется при переходе ВИП в генераторный режим работы на скорости, выше номинальной.

В связи с отмеченными особенностями ВИП может эффективно применяться в тех случаях, где его преимущества относительно более распространенных приводов с АД и синхронным двигателем (СД), оказываются наиболее заметными, а именно: в высокоскоростных электроприводах, где двигатели с обмотками и постоянными магнитами на роторе менее надежны; в низкоскоростных электроприводах, где АД неэффективен из-за низкого КПД и СД слишком дорог, а стоимость преобразователя невелика относительно стоимости двигателя; при работе в тяжелых условиях, в частности, при ударных нагрузках на вал двигателя; при работе в условиях, где принципиальным является минимизация массогабаритных показателей привода, в частности в тяговых электроприводах; в регулируемом электроприводе малой мощности, в частности для бытовой техники.