БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНФЕРЕНЦИИ

<< ГЛАВНАЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 34 |

«ЭЛЕКТРОМЕХАНОТРОНИКА И УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГИЯ-2014 ДЕВЯТАЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ г. Иваново, 15-17 апреля 2014 года ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и наук

и Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Ивановский государственный энергетический

университет имени В.И. Ленина»

Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук

Российский национальный комитет СИГРЭ (Молодежная секция)

Академия электротехнических наук РФ

_ ЭЛЕКТРОМЕХАНОТРОНИКА И УПРАВЛЕНИЕ «ЭНЕРГИЯ-2014»

ДЕВЯТАЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ г. Иваново, 15-17 апреля 2014 года

МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ

ТОМ 4 _ ИВАНОВО ИГЭУ ЭНЕРГИЯ-2014. Материалы конференции УДК 62-1 + 62-5 + 620 + ББК 30.1 + 30.2-5-05 + 34. ЭЛЕКТРОМЕХАНОТРОНИКА И УПРАВЛЕНИЕ // Девятая международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Энергия-2014»: Материалы конференции. В 7 т. Т. – Иваново: ФГБОУ ВПО Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина, 2014. – 356 с.

Доклады студентов, аспирантов и молодых учёных, помещенные в сборник материалов конференции, отражают основные направления научной деятельности в области электромеханотроники и управления.

Сборник предназначен для студентов, аспирантов и преподавателей вузов, интересующихся вопросами электромеханотроники и управления.

Тексты докладов представлены авторами в виде файлов, сверстаны и при необходимости сокращены. Авторская редакция сохранена, за исключением наиболее грубых ошибок оформления.

ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ КОМИТЕТ

Председатель оргкомитета: ТЮТИКОВ В.В., проректор по научной работе.

Зам. председателя: Макаров А.В., начальник управления НИРС и ТМ.

Члены научного комитета: Плетников С.Б. – декан ТЭФ;

Андрианов С.Г. – декан ИФФ;

Сорокин А.Ф. – декан ЭЭФ;

Егоров В.Н. – декан ЭМФ;

Кокин В.М. – декан ИВТФ;

Карякин А.М. – декан ФЭУ;

Гофман А.В. – рук. МС РНК СИГРЭ;

Попель О.С. – заведующий лабораторией ОИВТ РАН.

Ответственный секретарь: Маршалов Е.Д. – зам. декана ИВТФ.

Секретарь: Вольман М.А. – ассистент кафедры АЭС.

Координационная группа: Смирнов Н.Н., Иванова О.Е., Ильченко А.Г., Ведерникова И.И., Филатова Г.А.

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

СЕКЦИЯ

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

Председатель – к.т.н., доцент Чистосердов В.Л.

Секретарь – старший преподаватель Репин А.А.

В.В. Гуляев, С.С. Котов, студ.;

рук. И.С. Саватеева, к.т.н., доц.

(Филиал МЭИ в г. Смоленске)

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК

ВЕНТИЛЬНО-ЕМКОСТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

Электропривод постоянного тока, при котором питание якоря происходит от устройства, обладающего свойствами источника тока (ИТ), обладает рядом весьма полезных качеств: позволяет регулировать в широких пределах момент, скорость, мощность, а также формировать механические характеристики практически любого вида, обеспечивает ограничение механических перегрузок оборудования, дает возможность построить рациональные структуры многодвигательного привода и т.д. Вместе с тем, технические возможности привода ограничены способом управления по инерционному каналу – цепи возбуждения, а также относительно невысоким значением предельного момента двигателя при неуправляемом ИТ [1].

Очевидно, что реализация полезных свойств привода по системе ИТ-Д в многочисленных случаях, где присущие ему ограничения несущественны, возможна при наличии технически и экономически совершенных источников тока. Наиболее предпочтительными являются параметрические источники тока, к которым относятся вентильноемкостные преобразователи (ВЕП).

ВЕП представляют собой диодно-конденсаторные схемы, работающие в режиме, близком к короткому замыканию цепи нагрузки.

Широкому применению ВЕП в качестве параметрического источника тока для питания машин постоянного тока способствует предельная простота исполнения, высокий КПД, емкостной коэффициент мощности, что позволяет использовать ВЕП помимо выполнения основной функции – стабилизации тока в нагрузке, также и в качестве компенсаторов реактивной мощности.

В настоящее время известно большое многообразие трехфазных схем ВЕП. На рис.1 приведены варианты схем для анализа [2].

Целью данной работы является анализ различных вариантов схем трехфазных ВЕП, их стабилизирующих свойств, массогабаритных и энергетических показателей, пульсаций выпрямленного тока в нагрузке.

В пакете прикладных программ Matlab Simulink с использованием пакета расширения SimPowerSystems разработаны модели схем рис.1.

На рис.2 в качестве примера представлена схема модели для ВЕП рис.1,в.

ABC A B C

График тока в нагрузке приведен на рис.3.

Из графиков тока следует, что схема б в отличие от мостовой схемы а обладает большими пульсациями выпрямленного тока в нагрузке за счет меньшего количества элементов (три диода вместо шести) и Секция 20. Анализ и синтез систем электроприводов составляют 25% от установившегося значения. Схема в, имея наибольшее число элементов, имеет пульсации выпрямленного тока около 7%. Однако данная схема обеспечивает наибольший уровень тока в нагрузке, в 3,2 раза превышающий таковой для схемы а и в 2,4 раза – для схемы б, при одинаковых параметрах установленных элементов и том же напряжении сети.

Для анализа стабилизирующих свойств были сняты внешние характеристики преобразователей рис.4.

Как видно из графиков, наибольший диапазон изменения нагрузки, при котором погрешность стабилизации тока не превышает 20 %, обеспечивается в первой схеме.

Коэффициент мощности во всех схемах является емкостным.

Рис.3. График тока в нагрузке для трехфазных схем ВЕП Рис.4. Внешние характеристики трехфазных ВЕП Исследования, проведенные на модели, показали, что наиболее предпочтительной является схема ВЕП с тремя включенными в фазы конденсаторами и мостовым выпрямителем на выходе (схема а). Она обладает наименьшими пульсациями тока в нагрузке, обеспечивает хорошие стабилизирующие свойства и выигрывает по массогабаритным показателям.

1. Ильинский Н.Ф. Электропривод в современном мире: В кн. Труды V международной конференции по автоматизированному электроприводу. – СПб, 2007. с.17-19.

2. Системы стабилизации в электроприводах с источниками тока. Петров В.П., Лабовский В.И./Под ред. П.Е. Данилова. – М.: Моск. энерг. ин-т, 1986. – 80 с.

ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

И ХАРАКТЕРИСТИК LEGO MINDSTORMS NXT 2.

Использование интеллектуального конструктора Lego Mindstorms NXT 2.0 в лабораторном практикуме по робототехнике при подготовке по профилю «Электропривод и автоматика» позволит дополнить палитру компетенций знаниями и навыками работы с программными, аппаратными и конструктивными компонентами, достаточно приближенными к компонентам, применяемым в промышленных роботах и манипуляторах. В пользу внедрения конструктора в учебный процесс говорит его экономические показатели на фоне образцов лабораторных стендов отечественной разработки.

Авторы детально изучили возможности конструктора и его компоненты на практике, выполнили поиск материалов в Internet, что позволило не только детально описать робототехнические компоненты конструктора для методического обеспечения лабораторного практикума, но и реализовать на базе конструктора оригинальный проект робота, автоматически собирающего известную головоломку «Кубик Рубика».

Приводятся конструктивные особенности интерактивного сервопривода, которых в составе конструктора имеется три штуки, что позволяет реализовать широкий спектр механических конструкций. Описываются механические характеристики сервопривода при питании, как от батарей, так и аккумуляторов.

Секция 20. Анализ и синтез систем электроприводов Рассмотрены все датчики, которые используются в конструкторе:

сенсор нажатия (тактильный датчик);

сенсор цвета, обеспечивающий распознавание цветов;

может работать в режиме датчика освещенности и цветовой сигнализации;

ультразвуковой сенсор позволяет измерять расстояния до предмета и реализовать на движение объектов.

Представлены видеоматериалы, описывающие основные фазы создания, загрузки программ в контроллер NTX, тестирование исполнения и успешного функционирования робота по автоматической сборке «Кубика Рубика».

Планируется развертывание на основе Lego Mindstorms лабораторный практикум по основам робототехники, который входит в состав дисциплины «Управление движением промышленных манипуляторов»

профиля подготовки «Электропривод и автоматика» бакалавриата по направлению «Электроэнергетика и электротехника».

И.Ю. Баганов, студент;

рук. С.К. Лебедев, к.т.н., доц.

НАБЛЮДАТЕЛИ МЕХАНИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

ДЛЯ ЭЛЕКТРОМЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ

Электромеханотронные системы с двигателями переменного тока, преобразователями частоты и микропроцессорным управлением позволяют задать статику и динамику процессов, широкую полосу пропускания, обеспечить технологическое оборудование конкурентоспособными характеристиками Особенно актуально применение систем с электромеханотронными модулями в системах позиционирования для станков и промышленных роботов. В этом случае характерным фактором влияния на характеристики каждой оси является наличие существенных кинематических и динамических связей между осями в виде механических нагрузок различной природы.

Традиционно системы управления электроприводом формировались преимущественно с использованием принципа регулирования по отклонению. В рамках этого принципа снижения слияния возмущений на характеристики добивались введением с помощью структуры и параметров регулятора выходной переменной астатизма, то есть отсутствия установившейся ошибки регулирования при той или иной форме возмущения. Такой подход к построению систем управления требовал повышения порядка астатизма для достижения высокого качества хаЭНЕРГИЯ-2014. Материалы конференции рактеристик по возмущению и приводил к весьма сложным в реализации структурам регуляторов. Альтернативой является принцип регулирования по возмущению и построение комбинированных систем управления. Но на практике этот принцип не применялся из-за сложности реализации связи по возмущению, необходимости измерения мгновенных значений механических нагрузок, действующих на электромеханотронный модуль системы.

Реализация компенсирующей связи по возмущению на основе использования наблюдателей нагрузки с микропроцессорной реализацией на DSP контроллерах позволяет перейти к практическому использованию комбинированного управления в электромеханотронных системах.

Предлагается структура электромеханотронной системы с комбинированным управлением, в которой максимальным образом задействованы оба принципа управления. Применяем астатические регуляторы положения для обеспечения качества регулирования по управлению и отсутствия статической ошибки по возмущению. Вместе с этим применяем наблюдатели нагрузки для компенсации возмущений произвольной формы в структуре комбинированной системы.

Рассмотрены варианты построения комбинированной системы позиционирования с регуляторами положения различного типа (статические, астатические, с астатизмом второго порядка, модифицированные). В качестве наблюдателей нагрузки предлагается использование астатических наблюдателей состояния механической части электропривода с фильтрацией сигнала нагрузки и использованием оценки скорости изменения нагрузки.

Выполнен теоретический анализ динамики вариантов построения комбинированной системы по каналу возмущения при различных формах изменения механической нагрузки: постоянная нагрузка, линейное, параболическое изменение. С использованием инструментов линейного анализа Simulink получены логарифмические характеристики системы между возмущением и ошибкой регулирования, позволившие выполнить количественное сравнение вариантов системы по степени снижения влияния возмущения на качество характеристик позиционирования. Получены соотношения, позволяющие выполнить инженерный расчет основных элементов комбинированной системы:

регуляторов положения различного вида и наблюдателей нагрузки.

Даны практические рекомендации по использованию при синтезе распределений корней характеристического уравнения по Бесселю и биному Ньютона. Выполнено сравнение переходных процессов при позиционировании при разных формах распределений корней.

Секция 20. Анализ и синтез систем электроприводов Теоретические положения, принятые за основу при построении систем, прошли проверку средствами имитационного моделирования.

Основные результаты предполагается использовать в учебном процессе при подготовке магистров по направлению 140400, профиль «Электропривод и автоматика». В дальнейшем планируется работа по изучению возможности реализации предложенных структур систем с наблюдателями нагрузки в DSP контроллерах и введения в контур компенсации производных механической нагрузки.

Ю.А. Родионов, студент;

рук. А.А. Репин, ст. преп.

ПРОЕКТ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

«ЭЛЕКТРОПРИВОД И АВТОМАТИКА

СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ»

Автоматизация систем вентиляции чрезвычайно важна как для производственных зданий, так и для бизнес-центров, развлекательных и торговых центров, и других помещений с высокой посещаемостью и проходимостью. В настоящее время элементы систем автоматики кондиционирования и вентиляции воздуха широко применяют также в современных жилых многоквартирных комплексах и индивидуальных коттеджах. Качество, надежность и безопасность работы системы вентиляции зависят в первую очередь от уровня подготовки специалистов, отвечающих за правильный выбор оборудования, его грамотную установку и ввод в эксплуатацию.

Анализ результатов распределения выпускников профиля «Электропривод и автоматика» позволяет сделать вывод о том, что инженерам-приводчикам очень часто приходится решать задачи монтажа и пуско-наладки современного вентиляционного оборудования. В этой связи актуальной является разработка лабораторного оборудования, позволяющего будущим специалистам в рамках преподаваемых учебных дисциплин «Элементы систем автоматики», «Электропривод типовых производственных механизмов», «SCADA-системы» освоить принципы функционирования как отдельных узлов электрооборудования и вентиляционной автоматики, так и общие алгоритмы управления системами вентиляции и кондиционирования воздуха.

Проект разрабатываемого нами лабораторного стенда, общий вид которого представлен на рис. 1., предполагает знакомство со следующими элементами систем автоматики:

– электродвигатель АДЧР63 специального исполнения, предназначенный для питания от преобразователя частоты;

– преобразователь частоты Vesper E2-8300, регулирующий скорость вращения рабочего колеса вентилятора;

– программируемый логический контроллер Pixel, выступающий в роли контроллера верхнего уровня, обеспечивающего требуемые режимы работы вентиляционной установки;

– импульсный датчик скорости вращения вала электродвигателя ЛИР-285A;

– электропривод воздушной заслонки Belimo LM230A;

1 – Вентилятор типа ВО-14-320-4;

2 – Измерительный трубопровод Ду=200 мм;

3 – Заслонка с электроприводом BELIMO LM230A;

5 – Узел крепления расходомера;

6 – Штуцер для установки прибора контроля скорости потока;

7 – Струевыпрямительная решетка «УПП ЭМИС-ВЕКТА 1200 200/200-Н»;

Рис. 1. Общий вид и конструкция лабораторного стенда – расходомер газа массовый СУРГ 1.000, используемый для определения скорости потока и объёмного расхода воздуха в вентиляционном канале Основными экспериментами, позволяющими изучить взаимодействие перечисленных выше узлов системы вентиляции, являются:

– моделирование режимов плавного пуска вентилятора;

– исследование способов регулирования скорости вращения рабочего колеса вентилятора;

– обеспечение работы системы по заданному временному алгоритму;

– поддержание и контроль заданного расхода воздуха;

Секция 20. Анализ и синтез систем электроприводов – контроль и диагностика состояния и работы составляющих системы вентиляции;

– остановка работы системы вентиляции при аварийной ситуации.

В результате прохождения лабораторного практикума на разрабатываемом стенде бакалавры-инженеры профиля «Электропривод и автоматика» приобретут следующие профессиональные компетенции:



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 34 |
 


Похожие материалы:

«XX МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ: СОДЕРЖАНИЕ, ТЕХНОЛОГИИ, КАЧЕСТВО 23 апреля 2014 г. Том 1 Санкт-Петербург 2014 УДК 378.1 ББК Ч 484 С56 На конференции обсуждаются: задачи и проблемы современного профессионального обра- зования, связанные с введением с 1 сентября 2013 года нового Федерального закона Об образо- вании в Российской Федерации, вопросы развития системы поддержки талантливой молодежи, современных технологий обучения, сетевых образовательных ...»

«КУЛЬТУРА НАУКА ОБРАЗОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ Материалы II Всероссийской научно-практической конференции г.Нижневартовск, 8 февраля 2013 года Часть V Издательство Нижневартовского государственного университета 2013 ББК 72я43 К 90 Печатается по постановлению Редакционно-издательского совета Нижневартовского государственного университета Культура, наука, образование: проблемы и перспективы: Материалы II Всероссийской научно- К 90 практической конференции (г.Нижневартовск, 8 февраля 2013 года) ...»

«Материалы научно-практической педагогической конференции по проблеме Информационные вызовы XXI века и современный урок Мичуринск, 2011 1 Содержание Введение……………………………………………………………………………………………4 Использование современных информационных технологий на уроках электротехники Автор проекта: преподаватель спецдисциплин Андреев О. Н Компьютерные программы и современный урок Автор проекта: преподаватель спецдисциплин Бегунова Л.Е……………………………….9 Применение информационно – коммуникационных технологий на ...»

«ТЕПЛОВЫЕ И ЯДЕРНЫЕ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИИ ЭНЕРГИЯ-2014 ДЕВЯТАЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ г. Иваново, 15-17 апреля 2014 г. МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ ТОМ 2 _ ИВАНОВО ИГЭУ 2014 Материалы МНТК ЭНЕРГИЯ-2014 _ УДК 621 + 62.7 + 53 ББК 31 + 22.3 + 20.1 ТЕПЛОВЫЕ И ЯДЕРНЫЕ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИИ //Девятая международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных Энергия-2014: Материалы конференции. В 7 т. Т. 2 – Иваново: ФГБОУ ВПО ...»






 
© 2013 www.kon.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»