Федеральное агентство по образованию

Высшего профессионального образования

Государственное образовательное учреждение

Ульяновский Государственный Технический университет

Кафедра «Электропривод»

Реферат

Тема: «Вентильно-индукторный электропривод»

Выполнил

Студент группы Эд – 41

Бубнов А.Д.

Проверил преподаватель

Петрова М.В.

Ульяновск 2012

Содержание

Y

Введение 3

1.Определение и структурная схема вентильно–индукторного электропривода 5

2.Принцип действия ВИП 10

3.Области применение ВИП 15

4.Преимущества 21

5.Недостатки 24

Заключение 27

Список литературы 30

Введение

Электрические приводы потребляют более половины всей производимой в мире электроэнергии и постоянно расширяют сферу своего применения. Все известные типы электрических машин, составляющих основу электроприводов, были изобретены еще в XIX веке, но к середине XX века широкое распространение получили только те, которые могли подключаться непосредственно к питающей сети. Это традиционные коллекторные двигатели постоянного тока, асинхронные и синхронные двигатели. Достижения в силовой и управляющей электронике привели к созданию в конце XX века надежных статических электрических преобразователей, обеспечивающих возможность плавного регулирования выходных координат электропривода и получения требуемого по технологии режима движения

Сегодня в мире ежегодно выпускается порядка семи миллиардов электродвигателей. Электродвигатели потребляют около 70% общего количества произведенной электроэнергии и, соответственно, являются основными потребителями электроэнергии. Поэтому в настоящее время достаточно остро стоит задача оптимального управления электродвигателями не только с технологической точки зрения, но и с точки зрения экономии электроэнергии.

Особый интерес в промышленно развитых странах на сегодняшний день вызывает перспективный тип электропривода на основе вентильного индукторного двигателя, известного в иностранной литературе как Switched Reluctance Motor. Ведущими электротехническими компаниями за последние два с половиной десятилетия освоен выпуск вентильных индукторных двигателей (от единиц ватт до сотен киловатт) для различных областей. К настоящему времени решены первоочередные задачи: обоснован функциональный состав привода и сформулированы требования к его элементам; проанализированы физические особенности функционирования вентильного индукторного двигателя при представлении его различными математическими моделями; намечены и частично реализованы подходы к формированию алгоритмов управления.

Одним из наиболее важных звеньев в технологическом процессе на ряде производств, в том числе и в металлургии являются цеха водоснабжения, содержащие большое количество насосных установок, электропривод которых построен на основе широко распространенного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Проведенные исследования показывают, что в настоящее время наиболее конкурентоспособным по технологичности, ремонтопригодности и энергетическим характеристикам является электропривод, выполненный на основе вентильного индукторного электродвигателя.

1.Определение и структурная схема вентильно–индукторного электропривода

В ентильно-индукторный электропривод - это электропривод, содержащий индукторную машину с неодинаковым числом явно выраженных полюсов на статоре и роторе и электронный коммутатор, управляемый в функции положения ротора. Под вентильным режимом работы этого электропривода подразумевается синхронная с изменением положения ротора коммутация тока в фазах электрической машины. Для этого обычно используется связанный с валом двигателя датчик положения, в качестве которого применяются датчики Холла, оптические датчики вместе с щелевым диском или кодовыми шкалами, сельсины, револьверы и др.

Рис. 1. Вентильно-индукторный электропривод

Вентильно-индукторный электропривод (рис. 1) состоит из собственно двигателя — вентильно-индукторной машины (ВИМ), электронного коммутатора К, подключенного к выпрямителю В параллельно с конденсатором С, и управляемого обычно датчиком положения ротора Д через схему управления СУ. ВИМ имеет явно полюсный статор, например с n = 6 полюсами, несущий сосредоточенные обмотки (катушки), и явнополюсный пассивный ротор, число полюсов которого отличается от числа полюсов статора, например m = 4. Катушки связаны с электронным коммутатором, на каждую из n/2 фаз которого приходятся в рассматриваемом примере два ключа — транзистора — и два диода (на рис. 1 показана только одна фаза АХ).

Рис.2. Структурная схема ВИП.

   В  ее  состав  входят  индукторная  машина (ИМ),  преобразователь  частоты,  система  управления   и  датчик  положе­ния  ротора (ДПР).  Функциональное  назначение  этих  элементов  ВИП  очевидно:  преобразователь  частоты  обеспечивает  питание  фаз  ИМ  однополярными  импульсами напряжения прямоугольной формы; ИМ осуществляет электромеханическое преобразование энергии, а система управления  в соответствии с заложенным в нее алгоритмом и сигналами обратной связи,  поступающими  от  датчика  положения  ротора,  управляет  данным  процессом.

  По  своей  структуре  ВИП  ничем  не  отличается  от  классической  системы регулируемого электропривода. Именно поэтому он и обладает  всеми  ее  свойствами.  Однако  в  отличие  от  регулируемого  электропривода, например с асинхронным двигателем, ИМ в ВИП не является  самодостаточной.  Это  означает,  что  она  принципиально  не  способна  работать без преобразователя частоты и системы управления.

  Преобразователь  частоты  и  система  управления  являются  неотъемлемыми  частями  ИМ,  необходимыми  для  осуществления  электромеханического преобразования энергии.

  Это  дает  право  утверждать,  что  совокупность  структурных  элементов, представленных на рис.2, является не только системой регулируемого электропривода, но и электромеханическим преобразователем энергии.

Особенности конструкции индукторной машины.

ИМ, входящая в состав ВИД, может иметь различные конструктивные исполнения. На рис.1 для примера, приведено поперечное сечение 4^х–фазной ИМ конфигурации 8/6. При обозначении конфигурации ИМ первая цифра указывает число полюсов статора, вторая – ротора.

Рис. 2.1. Поперечное сечение 4^х–фазной ИМ конфигурации 8/6.

Анализ рис. 2.1. показывает, что ИМ имеет следующие конструктивные особенности.

1. Сердечники статора и ротора имеют явнополюсную структуру.

2. Число полюсов относительно невелико. При этом число полюсов статора больше числа полюсов ротора.

3. Сердечники статора и ротора выполняются шихтованными.

4. Обмотка статора – сосредоточенная катушечная. Она может быть одно- или многофазной.

5. Фаза ИМ, как правило, состоит из двух катушек, расположенных на диаметрально противоположных полюсах статора. Известны ИМ с удвоенным числом полюсов статора и ротора. В 4^х–фазном исполнении они имеют конфигурацию 16/12. Фаза такой ИМ состоит из двух пар катушек, которые располагаются на полюсах статора таким образом, что их оси ортогональны.

6. Катушки фазы могут быть соединены в электрическом отношении параллельно или последовательно; в магнитном – согласно или встречно.

7. Обмотка на роторе ИМ отсутствует.