Проектирование электротехнических устройств Курс лекций по электротехнике Курс лекций по теории электрических цепей Курс лекций по информатике

Проектирование и моделирование электротехнических устройств

В четвертой главе "Практическое применение результатов математического моделирования" разработана методика расчета характеристик специальных систем электроприводов (САЦ, САЦС и САЦР). Проведена экспериментальная проверка полученных результатов. Разработана конструкция токосъемного устройства, а также усовершенствованная конструкция управляемого каскадного электрического привода.

Разработаны две программы для расчета потокораспределения от обмоток статора и ротора асинхронного каскадного электрического привода, как в численном виде, так и в виде графического интерфейса. Причем программы являются универсальными, так как позволяют задавать любой тип обмотки. Программный комплекс был реализован в среде программирования DELPHI. Алгоритм программ построен на ряде оригинальных принципов и видов расчета. На принципе задания конструкции обмотки, для возможности использования этого принципа для дальнейшего расчета. На процедуре расчета картины распределения магнитного поля в зазоре машины, соответственно операции по его построению. На получении псевдоанимации, показывающей картину изменения поля в пространстве при повороте трехфазной системы токов во времени.

Разработанная методика, реализованная в программе, использована для расчета значения токов и магнитных потоков статора и ротора, углов сдвига между током и напряжением в статоре и током и ЭДС в роторе, величин момента и мощности, а также величины перекрытия полюсов, что позволяет рассчитать необходимые параметры с заданной точностью. Таким образом, решена задача определения мгновенных моментов на валу каскадного асинхронного электрического привода, пульсаций момента, мощности. Для электрического привода мощностью , напряжением , числом полюсов  пульсации момента и мощности представлены на рисунках 3 и 4. Результирующий момент для каскадного асинхронного электрического привода приведен на рисунке 5.

 Рисунок 3 – Пульсации момента

 Рисунок 4 – Пульсации мощности

 Рисунок 5 – Результирующий момент асинхронного электропривода

В результате проведенного научного исследования разработано жидкостное токосъемное устройство с магнитным уплотнением. Оно позволяет модернизировать имеющийся управляемый каскадный электрический привод. Применение токосъемного устройства вместо щеточного контакта, позволяет получать большие значения скорости вращения или момента, а также уйти от нежелательных вибраций, связанных, с коммутационными процессами.

С целью проверки адекватности полученных математических моделей было выполнено сравнение результатов вычислительных экспериментов с паспортными данными существующих устройств. Расхождение не превышает 10 %.

Требования к начальной подготовке, необходимой для успешного усвоения курса:

Успешное освоение курса «Электропривод промышленных установок» требует знания следующих разделов высшей математики – дифференциальные уравнения, операционное исчисление, нелинейные системы уравнений и методы их решений, ряды и интеграл Фурье; физики – магнетизм и магнитные поля. Обязательно знание курсов «Теоретические основы электротехники», «Электромеханика», «Теория автоматического управления и электропривод». Желательно иметь навыки работы на компьютере с пакетом программ по решению систем линейных и нелинейных уравнений.

Высокоэффективный электрический инструмент на основе ВИП разработан инженерами Elektrotechnisches Institut университета в Карлсруе в сотрудничестве с компанией WEKA Electric Tools. Рассматриваемый инструмент - переносной сверлильный станок, который используется в строительной промышленности для сверления отверстий диаметром до 350 мм в стенах и потолках. Новые свойства: прибор чрезвычайно мощный - он имеет мощность 3700 Вт. Из них 73%, а именно 2700 Вт используются для процесса сверления. Обычные сверлильные станки достигают мощности максимум 3000 Вт, из которых около 2100 Вт может использоваться для процесса сверления.

Сравнительный анализ методов расчета магнитных систем электроприводов показывает, что основным методом расчета является метод конечных элементов, однако следует отметить и ряд недостатков этого метода, например, для исследования моментов, действующих в системах электроприводов и задач оптимизации численное решение не эффективно. В системах со сложными распределенными в пространстве обмотками возникают трудности в определении потокораспределения. В классической теории распределение магнитодвижущей силы по поверхности ротора определяется из закона полного тока в предположении, что магнитным сопротивлением стали статора и ротора можно пренебречь

В третьей главе "Математическое моделирование электромеханических процессов специальных электроприводов" разработана математическая модель электромеханических процессов специальных систем электроприводов (САЦ, САЦС и САЦР), позволяющее получить зависимости между напряжениями и токами статора и ротора и определить мгновенный момент и величину пульсаций момента.

Предлагаются варианты индивидуального задания на разработку или проектирование электропривода ротора центрифуги типа ФПН с верхним приводом и нижней выгрузкой продукта, с диаметром ротора от 600 до 1500 мм. Выгрузка продукта (осадка) - ножевая.

Анализ задания на курсовой проект (работу). Составление технического описания центрифуги. Составление краткого описания технологического процесса. Определение требований к электроприводу

 


На главную