Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 12
1.1 Перспективы развития современного электропривода сельскохозяйственных механизмов 12
1.2 Актуальность исследования и разработки индукторных электроприводов для сельскохозяйственных механизмов 15
1.3 Определение областей применения вентильно-индукторного электропривода в сельскохозяйственном оборудовании 22
1.3.1 Сельскохозяйственные механизмы с низкой частотой вращения выходного вала электропривода 25
1.3.2 Сельскохозяйственные механизмы с высокой частотой вращения выходного вала электропривода 33
1.4 Цели и задачи исследования 40
1.5 Выводы 43
2. Математическая модель вентильно-индукторного электропривода для сельскохозяйственных механизмов 44
2.1 Особенности вентильно-индукторного двигателя и методов его исследования. Принятые допущения 44
2.2 Функциональная схема и принцип действия вентильно-индукторного электропривода 47
2.3 Уравнения электромеханического преобразования энергии 49
2.4 Условия формирования момента двигателя 55
2.5 Математическое описание процесса коммутации обмотки вентильно-индукторного двигателя 60
2.5.1 Переходный процесс тока на участке постоянной индуктивности обмотки 63
2.5.2 Переходный процесе тока на участке линейного изменения индуктивности обмотки 64
2.6 Общее описание такта коммутации фазы вентильно-индукторного двигателя 67
2.6.1. Включение фазы и формирование переднего фронта тока 70
2.6.2 Рабочий этап цикла коммутации 71
2.6.3 Этап отключения фазы 71
2.7 Влияние скоростных показателей вентильно-индукторного электропривода сельскохозяйственных механизмов на формирование процессов коммутации 75
2.7.1. Режимы работы вентильно-индукторного двигателя. Зависимость управляющих воздействий от режима работы 76
2.7.2 Способы увеличения темпа изменения тока в обмотках 78
2.7.3 Критерий перехода вентильно-индукторного двигателя из одного скоростного режима работы в другой 81
2.8 Выводы 85
3 Определение параметров вентильно-индукторного электропривода сельскохозяйственного оборудования 86
3.1 Коммутаторы. Влияние коммутации на характер протекания электромагнитных процессов 86
3.1.1 Вентильный коммутатор, выполненный по нулевой схеме 87
3.1.2 Вентильный коммутатор, выполненный по схеме асимметричного моста 88
3.2 Синтез контура регулирования тока 90
3.2.1 Постановка задачи 90
3.2.2 Синтез контура регулирования тока с последовательной коррекцией .91
3.2.2.1 Обоснование необходимости реализации регулятора при широтно-импульсной модуляции 1-го рода 91
3.2.2.2 Допущения при синтезе цифрового регулятора последовательной коррекции тока вентильно-индукторного двигателя. Структурная схема контура регулирования 92
3.2.2.3 Синтез контура тока для высокоскоростных сельскохозяйственных механизмов 97
3.2.2.4 Особенности регулирования тока вентильно-индукторных электроприводов сельскохозяйственных механизмов, работающих в низкоскоростном режиме 102
3.2.2.5 Синтез контура тока для низкоскоростных сельскохозяйственных механизмов 103
3.2.3 Релейное регулирование тока с зоной нечувствительности 113
3.3 Синтез контура регулирования углов включения и отключения обмотки .117
3.3.1 Определение зависимости индуктивности обмоток опытного вентильно-индукторного двигателя от углового положения ротора... 118
3.3.2 Определение оптимального угла включения 120
3.3.3 Определение оптимального угла отключения 122
3.3.3.1 Постановка задачи определения оптимального угла отключения 122
3.3.3.2 Поиск оптимального угла отключения 123
3.4 Выводы 130
4 Имитационное математическое моделирование вентильно-индукторного электропривода сельскохозяйственных механизмов 131
4.1 Общий вид модели вентильно-индукторного электропривода сельскохозяйственных механизмов 132
4.2 Модель вентильно-индукторного двигателя 136
4.3 Модель коммутатора 138
4.4 Модель микропроцессорной системы управления 139
4.5 Результаты моделирования режимов работы вентильно-индукторного электропривода 142
4.6 Выводы 147
5 Разработка стенда для экспериментальных исследований . 148
5.1 Постановка задачи 148
5.2 В ентильно-индукторный двигатель 148
5.3 Датчик положения ротора 149
5.4 Вентильный коммутатор 151
5.5 Микропроцессорная система управления 153
5.6 Программатор для микроконтроллеров PICmicro 154
5.7 Индикатор частоты вращения ротора 154
5.8 Программное обеспечение контроллера управления вентильно-индукторным электроприводом 158
5.9 Выводы 162
Общие выводы 163
Литература 166
Приложение 178
