Дослідження та оптимізація алгоритму широтно-імпульсної модуляції перетворювача трифазного двигуна в системі автоматизації

Abstract

Кваліфікаційна магістерська робота із спеціальності 151 Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології. – Чорноморський національний університет імені Петра Могили, 2019. Асинхронні електродвигуни широко використовуються у сучасних системах автоматизації. Асинхронні двигуни мають певні недоліки, які значно звужували сферу їх можливого керування. А саме, складність керування швидкістю та погані пускові характеристики. Для усунення цих недоліків для живлення асинхронних двигунів в сучасних системах автоматизації використовуються частотні перетворювачі. Такі перетворювачі дозволяють гнучко керувати як швидкістю так і пусковими характеристиками електродвигуна. Від якості роботи перетворювача залежить надійність та ефективність системи електроприводу. В частотних перетворювачах використовуються різноманітні алгоритми та схеми формування вихідних послідовностей імпульсів – простіші і, відповідно, дешевші, та більш складні – більш дорожчі. Для того, щоб мати можливість оцінки доцільності конкретного рішення у кожному конкретному випадку бажано мати інструментарій для досліджень та порівняння різних імпульсних послідовностей частотних перетворювачів. В ідеальному випадку рівномірного обертання ротора електродвигуна з постійним навантаженням магнітне поле статора відповідає обертанню вектора магнітного поля. Кінець вектора рухається вздовж кола з постійною швидкістю. Це відповідає найбільш ефективним умовам роботи електродвигуна. В умовах імпульсного живлення обмоток статора траєкторія вектору магнітного поля може суттєво відхилятися від кола, і магнітне поле може змінюватися стрибками. А це може приводити до нерівномірного руху ротора, що небажано через виникнення вібрацій у системі електроприводу. Окрім того це зменшує коефіцієнт потужності електричної мережі, та збільшує рівень електричних завад обумовлених гармоніками струму. Пояснювальна записка бакалаврської роботи складається зі вступу, трьох розділів, висновків, переліку джерел посилання, 2 додатків та спеціальної частини з охорони праці. У вступі визначається актуальність теми, наведені задачі, які заплановано вирішити для досягнення поставленої мети. У першому розділі проводиться аналіз використання асинхронних двигунів в сучасних системах автоматизації. У другому розділі проведено аналітичний огляд методів побудови систем автоматизації з використанням перетворювачів частоти для асинхронних двигунів. У третьому розділі розроблено програмне забезпечення віртуальної системи частотного перетворювача та асинхронного двигуна. У спеціальній частині з охорони праці та безпеки у надзвичайних ситуаціях проаналізовано систему заходів і засобів по запобіганню впливу на людину несприятливих факторів, які супроводжують роботу працівника Інженерних технологій. Виконано аналіз освітлення та мікрокліматичних умов на робочому місці, управління цивільним захистом на підприємстві у разі виникнення пожежі. Магістерська робота містить 95 с. (без додатків), 27 рис., 4 табл., 25 джерел посилання та 2 додатки.