Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Исследование и разработка электроприводов с цилиндрическим линейным асинхронным двигателем

Диссертация: Исследование и разработка электроприводов с цилиндрическим линейным асинхронным двигателем
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Известно, что практически каждому типу вращающейся электрической машины соответствует подобный тип линейной машины. Поэтому использование в приводах с поступательным движением рабочего органа вместо двигателя с вращающимся ротором соответствующего ему линейного аналога, который дает непосредственное прямолинейное движение, позволяет исключить передаточный механизм в механической части… Читать ещё >

Исследование и разработка электроприводов с цилиндрическим линейным асинхронным двигателем (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ГЛАВА 1. ОБОСНОВАНИЕ ПОСТАНОВКИ ЗАДАЧ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
    • 1. 1. Расчет статических характеристик ЦЛАД с использованием уравнений Максвелла (метод аналогового моделирования многослойных структур)
    • 1. 2. Развитие безредукторных приводов дверей кабины лифта
    • 1. 3. Цель и задачи исследований
  • ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЦЛАД
    • 2. 1. Предлагаемая методика расчета электроприводов с ЦЛАД
    • 2. 2. Расчет параметров и характеристик ЦЛАД с составными ВЭ
    • 2. 3. Выбор числа витков обмотки индуктора ЦЛАД
    • 2. 4. Выводы по главе
  • ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВРАЩАЮЩИХСЯ И ЛИНЕЙНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
    • 3. 1. Способ экспериментального определения параметров
  • АД и ЦЛАД
    • 3. 2. Математическое описание ЦЛАД, включенного по схеме проведения опыта для определения его параметров
    • 3. 3. Вычисление обобщенных параметров АД и ЦЛАД по экспериментальной кривой спадания тока
    • 3. 4. Результаты экспериментов по определению обобщенных параметров АД и ЦЛАД
    • 3. 5. Выводы по главе
  • ГЛАВА 4. РАСЧЕТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С ЦЛАД
    • 4. 1. Особенности динамических свойств электроприводов с ЦЛАД
    • 4. 2. Применение ЦЛАД для безредукторного привода дверей лифта
    • 4. 3. Особенности численного решения системы дифференциальных уравнений ЦЛАД методом Рунге-Кутты 4-го порядка точности
    • 4. 4. Выводы по главе
  • ГЛАВА 5. ПРИВОД ДВЕРЕЙ С ЦЛАД
    • 5. 1. Обзор приводов раздвижных дверей кабины лифта
    • 5. 2. Безредукторный электропривод дверей кабины лифта с цилиндрическим линейным асинхронным двигателем
    • 5. 3. Выводы по главе

Согласно ряду публикаций [9, 62] 40 — 50% производственных механизмов имеют рабочие органы с поступательным или возвратно-поступательным движением. Несмотря на это, на сегодняшний день наибольшее применение в приводах таких механизмов имеют электродвигатели вращательного типа, при использовании которых требуется наличие дополнительных механических устройств, осуществляющих преобразование вращательного движения в поступательное: кривошипно-шатунный механизм, винт и гайка, шестерня и рейка и т. п. Во многих случаях данные устройства представляют собой сложные узлы кинематической цепи, характеризующиеся значительными потерями энергии, что усложняет и удорожает привод.

Известно [51], что практически каждому типу вращающейся электрической машины соответствует подобный тип линейной машины. Поэтому использование в приводах с поступательным движением рабочего органа вместо двигателя с вращающимся ротором соответствующего ему линейного аналога, который дает непосредственное прямолинейное движение, позволяет исключить передаточный механизм в механической части электропривода. Это решает задачу максимального сближения источника механической энергии — электродвигателя и исполнительного механизма.

Примерами промышленных механизмов, в которых в настоящее время могут быть использованы линейные двигатели, являются: подъемно-транспортные машины, устройства возвратно-поступательного движения, например, насосы, коммутационные аппараты, тележки кранов, двери лифтов и др [9, 38, 39, 52, 60, 62, 70].

Среди линейных двигателей наиболее простыми по конструкции можно считать линейные асинхронные двигатели (ЛАД), особенно цилиндрического типа (ЦЛАД), которым посвящено много публикаций. По сравнению с вращающимися асинхронными двигателями (АД) ЦЛАД характеризуются следующими особенностями [52, 80]: разомкнутостью магнитной цепи, приводящей к возникновению продольных краевых эффектов, и значительной сложностью теории, связанной с наличием краевых эффектов.

Для детального исследования влияния разомкнутого магнитопровода на характеристики ЛАД необходимо анализировать его магнитные поля с помощью методик, основанных на теории поля. В [26, 64], например, для этих целей применяются численные методы конечных разностей и конечных элементов, требующие детального представления конструкции ЛАД.

Применение ЛАД в электроприводах требует знания их теории, которая позволила бы рассчитывать как статические режимы, так и переходные процессы. Однако, к настоящему времени из-за отмеченных особенностей их математическое описание имеет весьма сложный вид, что приводит к значительным трудностям при необходимости проведения ряда расчетов. Поэтому целесообразно использовать упрощенные подходы к анализу электромеханических свойств ЛАД, разработке которых уделено большое внимание. Нередко для расчетов электроприводов с ЛАД без доказательств используют теорию, которая свойственна обычным АД [70, 71]. В этих случаях расчеты часто связаны со значительными погрешностями.

Для расчетов электромагнитных жидкометаллических насосов Вольде-ком А.И. была разработана теория [11], основанная на решении уравнений Максвелла. Эта теория послужила основой для появления различных методик расчета статических характеристик плоских ЛАД (ПЛАД) и цилиндрических ЛАД, среди которых можно выделить широко известный метод аналогового моделирования многослойных структур [7, 8, 9, 60].

В связи со сказанным настоящая диссертационная работа посвящена дальнейшему развитию теории цилиндрических линейных асинхронных двигателей с использованием метода аналогового моделирования многослойных структур и ее приложению к расчетам статических и динамических характеристик электроприводов, а также разработке частотно-управляемого безре-дукторного электропривода с ЦЛАД для широко распространенных в промышленности автоматических дверей.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1) Разработана методика определения обобщенных параметров, входящих в дифференциальные уравнения ЦЛАД, которая основана на расчетах с использованием метода аналогового моделирования многослойных структур и способа определения переменных АД по показателям двух его установившихся режимов.

2) С помощью разработанного способа определения обобщенных параметров низкоскоростного ЦЛАД обосновано его математическое описание в виде системы уравнений, что дает возможность производить различные расчеты статических и динамических характеристик электропривода с ЦЛАД.

3) Использование низкочастотного ЦЛАД в безредукторном электроприводе позволяет минимизировать требуемую мощность преобразователя частоты, что улучшает технико-экономические показатели электропривода.

4) Предложен способ экспериментального определения обобщенных параметров ЦЛАД, характеризующийся повышенной точностью обработки результатов экспериментов.

5) Использование ЦЛАД для безредукторного привода дверей лифта позволяет при простом управлении в системе ПЧ-ЦЛАД формировать плавные процессы открывания и закрывания дверей. Для реализации желаемых процессов необходимо применение относительно недорогого преобразователя частоты, обладающего минимальным набором требуемых функциональных возможностей.

6) При использовании ЦЛАД, подключенного к сети через преобразователь частоты, для привода дверей лифта не требуется тормозной резистор и тормозной ключ, так как у ЦЛАД в используемой для работы привода зоне частот отсутствует режим рекуперативного торможения. Отсутствие тормозного резистора и тормозного ключа позволяет снизить стоимость привода дверей лифта с ЦЛАД.

7) Для одностворчатых и двухстворчатых раздвижных дверей, преимущественно, кабины лифта разработана схема механизма безредукторного привода, которая выгодно отличается применением цилиндрического линейного асинхронного двигателя, характеризующегося поступательным движением подвижного элемента, для осуществления поступательного движения створок дверей. По предложенным вариантам безредукторных приводов одностворчатых и двухстворчатых раздвижных дверей с ЦЛАД получен патент на полезную модель № 127 056.

Показать весь текст

Список литературы

  1. А.Х. Исследование электропривода тиристорный преобразователь напряжения линейный асинхронный двигатель при фазовом и квазичастотном управлениях. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. — М.: МЭИ, 1991. — 139 с.
  2. A.A., Дубинский Ю. А., Копченова Н. В. Вычислительные методы для инженеров: Учеб. пособие. М.: Высш. шк., 1994. — 544 с.
  3. И.Г., Лунц Г. Л., Эльсгольц Л. Э. Функции комплексного переменного. Операционное исчисление. Теория устойчивости. М.: Наука, 1968.-416 с.
  4. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/ А. Э. Кравчик, М. М. Шлаф, В. И. Афонин, Е. А. Соболенская. М.: Энергоиздат, 1982. — 504 с.
  5. Г. А., Глухих В. А., Кириллов И. Р. Расчет и проектирование индукционных МГД-машин с жидкометаллическим рабочим телом. М.: Атомиздат, 1978, 248 с.
  6. О.Н. Низкоскоростные линейные электродвигатели. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Ночвосибирск. 1979. 366 с.
  7. О.Н. Цилиндрический линейный асинхронный двигатель и его аналоговая модель// Изв. Сиб. Отделения АН СССР, Сер. техн. наук. 1980. Вып. 1. № 3. С. 138−144.
  8. О.Н., Коняев А. Ю., Сарапулов Ф. Н. Линейные асинхронные двигатели. М.: Энергоатомиздат, 1991. 256 с.
  9. С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе.
  10. Изд. 6-е, исправленное. М., «Энергия», 1977. 432 с.
  11. А.И. Индукционные магнитогидродинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом. JL, «Энергия», 1970. 272 с.
  12. А.И. Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. 3-е изд., перераб. — Д.: Энергия, 1978. — 832 с.
  13. М.Я. Справочник по высшей математике. М.: ACT: Астрель, 2006.-991 с.
  14. A.A. Исследование безредукторного электропривода лифта с низкоскоростным асинхронным двигателем. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МЭИ, 2011. — 142 с.
  15. Д. Новая продукция Щербинского лифтостроительного завода // Лифт. № 8. 2010 г. С. 49- 53.
  16. ГОСТ Р 53 388−2009. Лифты. Устройства управления, сигнализации и дополнительное оборудование. Введен 01.07.2010.
  17. ГОСТ Р 53 780−2010. Лифты. Общие требования безопасности к устройству и установке. Введен 14.10.2010.
  18. Э., Мэтьюз Г. Б. Функции Бесселя и их приложения к физике и механике (пер. с англ.). Изд-е 2-е. М., Изд-во иностр. лит., 1953. 372 с.
  19. Я.Б., Домбровский В. В., Казовский Е. Я. Параметры электрических машин переменного тока. Л.: Наука, 1965. — 340 с.
  20. Джабер M.A.K. Динамические режимы электропривода с цилиндрическим линейным асинхронным двигателем. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МЭИ, 1985. — 198 с.
  21. Джендубаев А-З.Р. Основные уравнения асинхронного двигателя с двумя статорными обмотками // Электричество. 1990. № 1. С. 51−54.
  22. Джендубаев А-З.Р., Шапиро Л. Я. Схемы замещения асинхронной машины с двумя статорными обмотками // Электромеханика. 1990. № 8. С. 71−74.
  23. В.Г. Техническое обслуживание лифтов. М., «Недра». 1977. 326 с.
  24. И.С., Макаров JI.H., Масандилов Л. Б., Фумм Г. Я. Без-редукторный лифтовый привод // Лифтинформ. 2008. № 10(133).С.75−79.
  25. Иванов-Смоленский A.B. Электрические машины: учебник для вузов. В двух томах. Том 1 / A.B. Иванов-Смоленский 3-е изд., стереот. -М.: Издательский дом МЭИ, 2006. — 652 с.
  26. Иванов-Смоленский A.B. Электромагнитные поля и процессы в электрических машинах и их физическое моделирование. М.: Энергия, 1969. -304 с.
  27. В.А., Сарапулов Ф. Н., Шымчак П. Структурное моделирование электромеханических систем и их элементов. Щецин: 2000. -310с.
  28. Н.Ф. Основы электропривода: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. — М: Издательство МЭИ, 2003. — 224 с.
  29. Э.П. Электрооборудование лифтов, перспективы развития и применения // Электротехника. 2001. — № 1. — С. 43 — 46.
  30. И. Разработка методик расчета электропривода тиристорный преобразователь напряжения асинхронный двигатель с квазичастотным управлением. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. — М.: МЭИ, 1988. — 208 с.
  31. В.И. Теория электропривода: Учеб. для вузов. 2-е изд. перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 2001. — 704 с.
  32. В.И., Терехов В. М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. -М.: Энергия, 1980. 360 с.
  33. И.П. и др. Проектирование электрических машин: Учебное пособие для вузов. М. Энергия, 1980. 496 с.
  34. И.П. Математическое моделирование электрических машин: Учеб. для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2001. — 327 с.
  35. Краново-металлургические электродвигатели / Н. М. Баталов, В. А. Белый, А. Б. Иоффе и др. М.: Энергия, 1967. — 230 с.
  36. Крановое электрооборудование: Справочник/ Алексеев Ю. В., Богословский А. П., Певзнер Е. М. и др.- Под ред. A.A. Рабиновича. М.: Энергия, 1979.-240 с.
  37. Курс высшей математики. Кратные интегралы. Векторный анализ: Лекции и практические занятия / И. М. Петрушко, H.B. Гуличев, Л. Г. Попов, А .Я. Янченко. М.: Издательство МЭИ, 2004. — 292 с.
  38. Линейные асинхронные двигатели. Ижеля Г. И., Ребров С. А., Ша-поваленко А.Г. «Техніка», 1975, 136 с.
  39. Линейные индукционные электрические машины. Г. С. Тамоян. М.: Изд-во МЭИ. 1994. — 51 с.
  40. Лифты. Учебник для вузов / под общей ред. Д. П. Волкова М.: Изд-во АСВ, 1999.-480 с.
  41. Макаров Е.Г. Mathcad: Учебный курс. СПб.: Питер, 2009. — 384 с.
  42. А.И. Основы линейной алгебры. М.: Наука, 1970. — 400 с.
  43. Л.Б. Динамические свойства и возможности регулирования скорости цилиндрического линейного асинхронного двигателя. В кн. Автоматизированный электропривод / Под общ. ред. Н. Ф. Ильинского и М. Г. Юнькова. М.: Энергоатомиздат, 1990. — 544 с.
  44. Л.Б. Теория, исследование и разработка асинхронного электропривода со специальными режимами работы. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М.: МЭИ, 1992. — 436 с.
  45. Л.Б., Гетман Ю. И., Мелихов В. Л. Особенности квазичастотного управления АД// Электротехника. 1994. № 5−6. С. 16−20.
  46. Л.Б., Кузиков C.B., Кураев Н. М. Расчет параметров схем замещения и характеристик цилиндрических линейных асинхронных и МГД-двигателей // Электропривод и системы управления // Труды МЭИ. Вып. 688. М.: Издательство МЭИ, 2012. — С. 4−16.
  47. Л.Б., Кураев Н. М. Особенности выбора расчетных параметров асинхронного двигателя при частотном управлении // Электропривод и системы управления // Труды МЭИ. Вып. 683. М.: Издательский дом МЭИ, 2007. — С. 24−30.
  48. Л.Б., Кураев Н. М. Расчет параметров Т-образной схемы замещения и характеристик цилиндрических линейных асинхронных двигателей // Электропривод и системы управления // Труды МЭИ. Вып. 687. М.: Издательский дом МЭИ, 2011. — С. 14−26.
  49. Л.Б., Новиков С. Е., Кураев Н. М. Особенности определения параметров асинхронного двигателя при частотном управлении. // Вестник МЭИ, № 2. М.: Издательский дом МЭИ, 2011. — С. 54−60.
  50. Л.Б., Ташлицкий М. М. Определение обобщенных параметров асинхронного двигателя по измеренным переменным двух установившихся режимов // Труды МЭИ. Вып. 679. М. ¡-Издательство МЭИ, 2003.-С. 38−42.
  51. Машиностроение. Энциклопедия / ред. совет: К. В. Фролов (пред.) и др. М.: Машиностроение. Электроприводы. Т. IV-2 / Л. Б. Масандилов, Ю. Н. Сергиевский, С. К. Козырев и др.- под общ. ред. Л. Б. Масандилова, 2012. 520 с.
  52. С.А., Болдеа И. Линейные тяговые электрические машины: Пер. с англ. / Под ред. д-ра техн. наук A.C. Курбасова. М.: Транспорт, 1981. 176 с.
  53. С.Е. Исследование безредукторных электроприводов с частотно-управляемыми низкоскоростными асинхронными двигателями. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МЭИ, 2011.- 143 с.
  54. О.И. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод: Учебное пособие по курсу «Типовые решения и техника современного электропривода» М.: Издательство МЭИ, 2004. — 80 с.
  55. Основы теории цепей. Учебник для вузов. Изд. 4-е, переработанное. М., «Энергия», 1975. 752 с.
  56. Г. П. Математическая модель шестифазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором // Электричество, 1998, № 9. С. 33−39.
  57. А.Д. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1988. — 172 с.
  58. Правила устройства и безопасной эксплуатации лифтов. Утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 16 мая 2003 г. N31. 164 с.
  59. Р.В. Разработка и исследование промышленных электроприводов с линейными асинхронными двигателями. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МЭИ, 1984. — 226 с.
  60. Ф.Н., Сарапулов С. Ф., Шымчак П. Математические модели линейных индукционных машин на основе схем замещения: учебное пособие. Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2001. 236 с.
  61. Д.В. Линейный электропривод. М.: Энергия, 1979.152 с.
  62. Д.В. Электрические машины непосредственного привода: Безредукторный электропривод. М.: Энергоатомиздат, 1988. — 208 с.
  63. Г. Т. Проектирование трехфазных МГД-насосов. Препринт А-0232. Л., Изд-во НИИЭФА им. Д. В. Ефремова, 1975.
  64. О.Ю., Сарапулов Ф. Н., Сарапулов С. Ф. Методы конечных элементов и конечных разностей в электромеханике и электротехнологии. М.: Энергоатомиздат, 2010.-331 с.
  65. Г. А. и др. Электрические машины (специальный курс): Учеб. для вузов по спец. «Электрические машины"/ Г. А. Сипайлов, Е.В. Ко-ноненко, К. А. Хорьков 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1987. -287 с.
  66. Г. А., Лоос A.B. Математическое моделирование электрических машин. М.: Высшая школа, 1980. — 176 с.
  67. А.Г. Радиолюбительская мастерская, М., «Энергия», 1972.-64 с.
  68. М.М., Масандилов Л. Б., Грасевич В. Н. Метод экспериментального определения параметров асинхронного двигателя. Электротехника № 12, 1975.-С. 26−29.
  69. М.М., Петров Л. П., Масандилов Л. Б., Ладензон В. А. Электромагнитные переходные процессы в асинхронном электроприводе. -М., Энергия, 1967. 200 с.
  70. М.М., Сорокин Л. К. Электропривод с линейными асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1974. — 136 с.
  71. Е.М., Мощинский Ю. А. Цилиндрические линейные асинхронные двигатели. М.: Изд-во МЭИ, 1998. — 26 с.
  72. Г. С. Магнитогидродинамические электрические машины и устройства. М.: Изд-во МЭИ, 2000. — 52 с.
  73. М.М. Разработка способов экспериментального определения параметров и механических характеристик асинхронных двигателей. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МЭИ, 2005.-167 с.
  74. Теория автоматического управления. Под ред. A.B. Нетушила. Учебник для вузов. Изд. 2-е, доп. и перераб. М., «Высшая школа». 1976. -400 с.
  75. Технический каталог Владимирского электромоторного завода. 2008 г. 116 с.
  76. Х.А., Лаугис Ю. А. Автоматизированный МГД-привод. -М.: Энергия, 1980.- 160 с.
  77. Устройство сбора данных L-791 (Версия 1.26). Руководство пользователя. Фирма L-CARD. Версия 1.27, май 2010 г.
  78. С.А. Требование к энергоэффективности лифтов и энергосберегающие технологии в мировом и отечественном лифтостроении // Реформа ЖКХ. № 6. 2010 г.
  79. В.П. Расчет электрических машин (перевод с немецкого). Л.: «Энергия», 1968. — 732 с.
  80. С. Теория линейных асинхронных двигателей: Пер. с англ. Д.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1983. — 180 с.
  81. Л. Проектирование механического оборудования лифтов. Третье издание: М.: Монография. Издательство АСВ, 2005. — 336 с.
  82. A.c. СССР № 240 969. Кабина лифта с автоматическим приводом дверей /И.П.Алейник, В. Г. Дьяков, М. Г. Бродский, А. М. Радовский и Э. А. Толкачев. Открытие изобр., 1969. -№ 13.
  83. A.c. СССР № 541 766. Устройство для открывания и закрывания дверей кабины лифта /Ю.М.Блажко, Н. Г. Касьян и И. А. Шкабура. Открытие изобр., 1977. -№ 1.
  84. A.c. СССР № 765 180. Привод раздвижной двери кабины лифта /З.Р. Донадзе. Открытие изобр., 1980. № 35.
  85. A.c. СССР № 872 427. Устройство для открывания и закрывания дверей кабины лифта /А.А.Камрат, В. С. Попков, Н. В. Богаенко и В. И. Григоренко. Открытие изобр., 1981. -№ 38.
  86. A.c. СССР № 1 648 877. Привод раздвижных дверей кабины лифта /М.Д. Богородицкий, A.M. Демкин, А. Д. Шкрябко и B.C. Шеборшин. Открытие изобр., 1991.-№ 18
  87. Патент на полезную модель № 55 224. Масандилов Л. Б., Фумм Г. Я., Жолудев И. С. Асинхронный двигатель для безредукторного электропривода // БИ № 21, 2006.
  88. Патент на полезную модель № 127 056. Масандилов Л. Б., Кураев Н. М., Фумм Г. Я., Жолудев И. С. Привод раздвижной двери кабины лифта (варианты) // БИ № 11, 2013.
  89. Патент РФ № 2 084 391. Система привода двери кабины лифта / Д. Ф. Джаминет, Т. М. Ковальчик и др. Открытие изобр., 1997.
  90. Патент РФ № 2 103 219. Узел кабины лифта (варианты) / Д. Ф. Джаминет, З. Пех и др. Открытие изобр. 1998.
  91. E4 Energy Efficient Elevators and Escalators, «WP3 D3.2-Country Reports with the Results of the Monitoring Campaign», Report elaborated for the EC, December 2009, E4 project 2009, D3.2, www. e4project.eu (doc. section).
  92. Siemens micromaster 420/440 inverters 0.12 kW to 90 kW. Catalog DA.51.2, 2001.-54 p.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!