ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ НА РЕЗОНАНСНЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

Ю.М. Кулаковский; А.В. Аристов

doi:10.14529/power180116

Авторы

Ю.М. Кулаковский Томский политехнический университет
А.В. Аристов Томский политехнический университет

DOI:

https://doi.org/10.14529/power180116

Ключевые слова:

вентильный электропривод, колебательное движение, собственная частота, резонансный режим работы

Аннотация

Исследование особенностей работы электрических машин периодического движения в составе электромеханических комплексов различного целевого назначения направлено на создание высокоэффективных электроприводов как линейного, так и углового колебательного движения. Особое место среди них занимают безредукторные электроприводы, в которых колебательный режим работы формируется за счет различных видов модуляции питающих фазных напряжений исполнительного двигателя. На основании анализа математической модели вентильного электропривода определена методика расчета его выходных параметров при колебательном движении с учетом функций регулирования, параметров электрической машины и нагрузки. Показано, что при определении колебательного электромагнитного момента вентильного двигателя при инженерных расчетах достаточно учитывать в его демпфирующей составляющей только постоянные члены. Получено выражение, определяющее амплитуду колебаний подвижного элемента вентильного электродвигателя, что позволило установить возможность регулирования собственной частоты электропривода за счет изменения амплитуды одного из фазных напряжений. Представлены результаты математического моделирования вентильного электропривода колебательного движения в математической среде MathCAD 2000, иллюстрирующие возможность обеспечения резонансного режима работы электропривода согласно разработанному алгоритму. Полученные в работе аналитические соотношения составили теоретические основы не только для расчета выходных параметров, но и рабочих характеристик вентильного электропривода колебательного движения. Они также могут быть рекомендованы для оценки динамических и энергетических показателей электропривода в режиме колебательного движения.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Библиографические ссылки

Аристов, А.В. Электропривод колебательного движения с регулируемой собственной частотой / А.В. Аристов // Доклады ТУСУРа. – 2011. – № 1 (23). – С. 5–9.

Aristov, A.V. The control system of electric vibrating motor under the potential phase modulation / A.V. Aristov, L.I. Aristova, I.A.Ekkert // Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS): proceedings of the International Conference, Tomsk, 1–4 December, 2015 / National Research Tomsk Polytechnic University (TPU); Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). – [S. l]: IEEE, 2015. – [4 p.] DOI: 10.1109/MEACS.2015.7414854

Иваник, В.В. Моделирование резонансного асинхронного электропривода возвратно-поступательного движения с алгоритмом управления по моменту / В.В. Иваник // Записки Горного института. – 2009. – Т. 182. – С. 81–84.

Асташев, В.К. Системы возбуждения авторезонансных вибротехнических устройств / В.К. Асташев // Вестник научно-технического развития. – 2007. – № 1. – С. 11–17.

Jordan, H.E. Energy-Efficient Electric Motors and their Applications / H.E. Jordan // Springer Science & Business Media. – New York, 1994. – 188 p.

Ede, J.D. Rotor resonances of highspeed permanentmagnet brushless machines / J.D. Ede, Z.Q. Zhu, D. Howe // IEEE Transactions on Industry Applications. – 2002. – 38 (6). – P. 1542–1548. DOI:10.1109/TIA.2002.804765

Fashilenko, V.N. Energy efficient resonant mode of electromechanical system mining machines based on management structures with PID-controller / V.N. Fashilenko, S.N. Reshetnyak // Miner’s week- 2015: Reports of the XXIII International Scientific Symposium. – 2015. – P. 608–612.

High performance control of the permanent magnet synchronous motor using self-tuning resonant controllers / P. Degobert, G. Remy Jing Zeng, P.-J. Barre, J.-P. Hautier // Proceeding of the Thirty- Eighth Southeastern Symposium on System Theory

SSST. – 2006. – P. 382–386.

Герман-Галкин, С.Г. Проектирование мехатронных систем / С.Г. Герман-Галкин. – СПб.: КОРОНА-век, 2008. – 368 с.

Вентильные электродвигатели малой мощности для промышленных роботов / В.Д. Косулин, Г.Б. Михайлов, В.В. Омельченко, В.В. Путников. – Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1988. – 184 с.

Луковников, В.И. Электропривод колебательного движения / В.И. Луковников. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 152 с.

Design Aspects of a High Speed Permanent Magnet Synchronous Motor/Generator for Flywheel Applications / A. Nagorny, N. Dravid, R. Jansen, B. Kenny // NASA/TM–2005–213651. – 2005. – P. 1–7. DOI: 10.1109/IEMDC.2005.195790

Пат. 2629946 Российская Федерация, МПК51 H02K 33/04, H02P 25/02. Вентильный электропривод колебательного движения / А.В. Аристов, Ю.М. Кулаковский. – Опубл. 01.12.2017, Бюл. № 34.

Hanselman, D.C. Minimum torque ripple, maximum efficiency excitation of brushless permanent magnet motors / D.C. Hanselman // IEEE Transactions on Industrial Electronics. – 1994. – Vol. 41, no. 3. –P. 292–300. DOI: 10.1109/41.293899

Power limits of high-speed permanentmagnet electrical machines for compressor applications / Z. Kolondzovski, A. Arkkio, J. Larjola, P. Sallinen // Report Series on Electromechanics, Report 76, Aalto University School of Science and Technology. – Espoo 2010. – 21 p.

Dynamic simulation models of switched reluctance motor drivers / H. Chen, J. Jianguo, S. Suli, Z. Dong // Intelligent Control and Automation, Proceedings of the 3rd World Congress. – 2000. – Vol. 3. – P. 2111–2115.

Овечкин, О.И. Электромеханизмы и электродвигатели разработки ОАО «Электропривод» / О.И. Овечкин, В.А. Миронов // Электроника и электрооборудование транспорта. – 2013. – № 3. – C. 5–11.

Pierre-Daniel Pfister. Very High Speed Slotless Permanent Magnet Motors: Analytical Modeling, Optimization, Design and Torque Measurement Methods / Pierre-Daniel Pfister, Yves Perriard // IEEE Transactions on industrial electronics. – 2010. – Vol. 57, no. 1. – P. 296–303. DOI:10.1109/TIE.2009.2027919

Луковников, В.И. Анализ электромехани-ческой автоколебательной системы «асинхронный электродвигатель – упругий элемент» / В.И. Луковников, Ю.А. Рудченко // Вестн. ГГТУ им. П.О. Сухого. – 2003. – № 1. – С. 61–66.

Peter K. Abraham. Design and implementation of an efficient regenerative braking system for a vector controlled PMSM drive / Peter K. Abraham, S. Ashok // 3rd International Conference on Electrical Energy Systems (ICEES). – 2016. – P. 312–317. DOI: 10.1109/ICEES.2016.7510660