Повышение энергоэффективности и демпфирующей способности асинхронных электроприводов механизмов передвижения кранов и транспортных тележек

Объект исследования: электромеханические системы с однодвигательными и двухдвигательными частотными и частотно-каскадными асинхронными электроприводами, используемыми на крановых механизмах и транспортных тележках. Цель работы: повышение энергоэффективности и улучшение динамических свойств однодвигательных и упруго связанных 2-х двигательных частотно регулируемых асинхронных электроприводов на базе короткозамкнутого двигателя и двигателя с фазным ротором с каскадным блоком для использования на механизмах передвижения кранов и транспортных тележек. Методы исследования и использованная аппаратура: методы теории электропривода, теории графов и анализа устойчивости систем автоматического управления; компьютерного моделирования в программной оболочке MatLAB/Simulink; экспериментального подтверждения результатов на мостовом кране и на испытательных стендах, с использованием тензодатчиков, усилителя «Топаз», измерительных приборов, осциллографа. Полученные результаты и новизна: установлено, что демпфирующая способность 2-х двигательного упруго связанного электропривода повышается при введении в систему управления отрицательной обратной связи по разности отклонений скоростей вращения двигателей от одинаковой для обоих двигателей скорости идеального холостого хода, действие этой обратной связи имеет такой же характер, как и действие отрицательной обратной связи по разности скоростей двигателей; разработана система коррекции намагничивающей составляющей тока статора в частотном асинхронном электроприводе с векторным управлением, повышающая его энергоэффективность, отличающаяся учетом нагрузки на валу двигателя и нелинейности его кривой намагничивания с помощью блока кусочно-линейной аппроксимации; разработана система частотно-токового управления 2-х двигательным частотно-каскадным электроприводом с общими преобразователем частоты и каскадным блоком, передающим энергию скольжения асинхронных двигателей с фазным ротором в звено постоянного тока преобразователя частоты и осуществляющим выравнивание ЭДС и скоростей вращения роторов двигателей, отличающаяся наличием системы коррекции, изменяющей сигнал задания частоты ЭДС роторов в зависимости от величины выпрямленного выходного напряжения каскадного блока. Основные конструктивные и технико-экономические показатели: обеспечение регулирования и стабилизации намагничивающей составляющей тока статора в частотном асинхронном электроприводе с векторным управлением с уменьшением потребляемого двигателем тока до 6% при снижении нагрузки на валу двигателя ниже номинального значения; передача энергии из цепи обмотки ротора в звено постоянного тока в системе частотно-каскадного электропривода с обеспечением заданного значения скольжения и уменьшения потребляемого обмоткой статора двигателя тока в среднем на 4%; снижение на 25-30% максимальных динамических нагрузок в электромеханической системе механизма передвижения мостового крана с двухдвигательным электроприводом на базе асинхронных двигателей с фазным ротором за счет применения корректирующих средств. Степень внедрения и эффективность: Результаты, полученные в диссертации, используются в проектной деятельности ООО «Липецкий Гипромез», производственной деятельности ООО «НПП Система 48» г. Липецк. Область применения: на подъемно-транспортных механизмах промышленных предприятий, особенно на механизмах передвижения кранов и транспортных тележек, с асинхронными электроприводами на базе короткозамкнутого двигателя и двигателя с фазным ротором, работающих в повторно-кратковременном режиме.