Файл: Разработка модели вентильного двигателя.docx

Тогда максимальные потери мощности транзистора исходя из :


Т.к. выбор транзистора произведен верно.
Определим параметры конденсатора – фильтра:

Uc - расчетное значение на обкладках конденсатора.



Сc- расчетное значение емкости конденсатора.



Kn- коэффициент пульсаций. Примем Kn=0.95.

- частота пульсаций. Определяется из выражения:





Расчет величины С3:



Тогда будет выбран конденсатор К73-1-М75-0.15 мкФ ±5%.

Для унификации выбран диод BAT54S, SOT23 со следующими параметрами:

- максимальное постоянное обратное напряжение 30 В;

- максимальный прямой ток 0,5 А;

- максимальное время обратного восстановления 0,005 мкс;

- максимально допустимый прямой импульсный ток 0,6А;

- максимальный обратный ток 25 мкА;

В качестве компаратора DA1 выберем компаратор К521СА1 со следующими параметрами:

- коэффициент усиления 750;

- напряжение смещения нуля 7,5 мВ;

- входной ток 75 мА;

- величина предельного дифференциального напряжения 5 В;

- величина предельного синфазного напряжения 4 В;

- напряжения питания +12 В, -6 В.

Производим расчет дифференцирующей цепочки R8-C2 стоящей на выходе компаратора DA1.



где - напряжение на выходе компаратора, - падение напряжения на диоде, - ток, необходимый для открытия транзистора.

---

Таким образом будет выбран резистор МЛТ-0,125-360 Ом±5%.

Расчет емкость конденсатора С2:



где - время включения силового тиристора.

Таким образом, выбран конденсатор К73-1-М75-0.27 мкФ +5%.

В качестве резистора R9 выбран резистор МЛТ-0,125-20 кОм±5%.

Резистор (R3) должен быть установлен в контур +Uп-R3-VT1-0 с целью ограничения тока. Принимаем падения напряжения на эммитерно - коллекторном переходе в открытом состоянии равным 0.5 В. Рассчитаем необходимое сопротивление ограничивающего резистора.

Подставив значения получим:



Таким образом выбран резистор МЛТ-0,125-75 Ом±5%.

Производим расчет входного резистора (R5) компаратора DA1:



где - входной ток компаратора.

Таким образом, выбран резистор МЛТ-0,125-130 Ом±5%.

В качестве конденсатора С1 выбран конденсатор К73-1-М75-1 мкФ±5%.

В качестве согласующего трансформатора TV1 выбран трансформатор ТПК-1 со следующими параметрами:

- напряжение на первичной обмотке 220 В/50 Гц;

- напряжение на вторичной обмотке 12В;

- номинальный ток обмотки 0,125 А;

- максимальная выходная мощность 9 Вт;

- тип магнитопровода ШI-10б×12 5,5;

- габаритные размеры, мм 27×32×25;

- производитель Транслед.

Производим расчет резистора R1:



Таким образом, выбран резистор МЛТ-0,125-2,4 кОм±5%.

В качестве резистора R2 выбран резистор МЛТ-0,125-20 кОм±5%.

Таким образом, была разработана система для питания вентильных двигателей.

Данная система управления построена по классической схеме управления электроприводом переменного тока с применением неуправляемого выпрямителя и автономного инвертора напряжения. Управление скоростью двигателя осуществляется изменением частоты питающего напряжения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вентильно–индукторный двигатель – это относительно новый тип электромеханического преобразователя энергии, который сочетает в себе свойства и электрической машины, и интегрированной системы регулируемого электропривода.

В данной работе рассмотрена математическая модель полумостовой схемы, включающей транзисторы и диоды на диагонали.

---

При построении модели вентильного двигателя целесообразно выбрать класс модели, ориентированный на общие функции или компоненты. Характерными особенностями локальных динамических процессов являются их причины обособленности на участках в результате действия сильных сил или же слияния одного и того же процесса с общими процессами. Эти отношения, как правило, характеризуются небольшим влиянием обобщения на производительность локальных процессов и пренебрежимо малым влиянием обратной связи от локальных процессов на общую производительность ЭМС.

Был проведен анализ литературы по тематике исследования.В ходе выполнения произведена разработка конкретной системы вентильно-индукторного двигателя.

Математическое моделирование вентильно-индукторного двигателя охватывает основные разделы электромагнитного расчёта, такие как выбор основных параметров, магнитов, ротора, статора и расчёт магнитной цепи.

Разработан алгоритм математического моделирования вентильного двигателя.

При имитационном моделировании вентильно-индукторного двигателя в среде MatLab можно исследовать рабочие характеристики двигателя до производства, на этапе проектирования. Такое моделирование копирует качество и характеристики реальных систем. Электромеханические характеристики двигателя соответствуют традиционным машинам постоянного тока с магнитоэлектрическим или независимым возбуждением, потому системы управления вентильным двигателем и строятся по классическому принципу подчиненного регулирования координат привода постоянного тока с контурами частоты вращения ротора и тока статора.

Таким образом, была разработана система для питания вентильных двигателей.

Данная система управления построена по классической схеме управления электроприводом переменного тока с применением неуправляемого выпрямителя и автономного инвертора напряжения. Управление скоростью двигателя осуществляется изменением частоты питающего напряжения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Miller, T. J. E. Switched Reluctance Motor and Their Control / T. J. E. Miller. – Oxford: Magna Physics Publishing and Clarendon Press, 1993. – 205p.

2. Ахунов, Т.А. Вентильно-индукторный электропривод – перспективы

---

применения / Т.А. Ахунов, Л.Н. Макаров, М.Г. Бычков, Н.Ф. Ильинский // Приводная техника. – 2001. – № 2. – С. 14–17.

3. Ильинский, Н.Ф. Тепловые модели вентильно-индукторного электропривода / Н.Ф. Ильинский, А.Л. Докукин, В.А. Кузьмичев // Электричество. – 2005. – № 8. – С. 27–33.

4. Козаченко, В.Ф. Вентильно-индукторный электропривод с независимым возбуждением для тягового применения / В.Ф. Козаченко, М.М. Лашкевич // Электротехнические и компьютерные системы. – 2011. – № 3. – С. 138–139.

5. Поверенов, Ю.В. Перспективы и барьеры применения вентильноиндукторных двигателей в составе регулируемого электропривода / Ю.В. Поверенов // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2016. – № 3. – С. 110–113.

6. Ващук, Н.А. Повышение энергетической эффективности автономных транспортных средств / Н.А. Ващук // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2018. – № 1. – С. 126–131. 7. Герасимов, В.А. применение вентильно-индукторных двигателей для электродвижения подводных аппаратов / В.А. Герасимов, Г.Е. Кувшинов, Л.А. Наумов // Технические проблемы освоения мирового океана. – 2015. – Т.6 – С. 84–87.

8. Ptakh, G.K. Switched reluctance drive medium and high power: foreign and domestic experience / G.K. Ptakh // Internet Journal of Electrical Engineering. – 2015. – V.2, №3. P. 23–33.

9. Осин И. Л., Колесников В. П., Юферов Ф. М. Синхронные микродвигатели с постоянными магнитами. — М. : Энергия, 2019. — 231 с.

10. Балагуров В. А., Галтеев Ф. Ф., Ларионов А. Н. Электрические машины с постоянными магнитами . — М. ; Л. : Энергия, 2018. — 480 с.

11. Бут Д. А. Бесконтактные электрические машины.— М. : Высшая школа, 2019. — 255 с.

12. Копылов И. П.,. Клоков Б. К, Морозкин В. П., Токарев Б. Ф. Проектирование электрических машин: учебник для вузов. Под ред. И. П. Копылова. — М. : Высшая школа, 2018. — 767 с.

13. Сергеев П. С., Виноградов Н. В., Горяинов Ф. А. Проектирование электрических машин.— М. : Энергия, 2020. — 632 с.

14.Вольдек А. И. Электрические машины. — Л. : Энергия, 2014. — 823 с.

15. ГОСТ Р 52956-2008 Материалы магнитотвердые спеченные на основе сплава неодим-железо-бор. Классификация. Основные параметры. Стандартинформ 2014.-7с.

16. Овчинников И. Е. Вентильные электрические двигатели и привод на их основе (малая и средняя мощность). — СПб. : Корона-Век, 20106. — 333 с.

17.Кацман М. М. Электрический привод. — М. : Академия, 2005. — 384 с.

18. http://www.kamkabel.ru/

19. http://www.kubtrade.ru/

---