Экспериментальное исследование электропривода на основе двухроторной электрической машины с дифференциальным управлением

Статья посвящена развитию теоретических представлений элементов и систем управления. Практическая реализация современных систем автоматического управления на базе единых модулей требует использования альтернативных конструкций функционирования механических узлов, в частности в двухроторном исполнении. Это позволит реализовать адаптивное поведение машины в технологическом процессе, перемещение рабочих органов по сложным контурам с различной скоростью, высокой надежностью и безопасностью. Совокупность математического и экспериментального исследования является одним из перспективных и наиболее распространенных методов изучения объектов исследования, позволяет изучить его функционирование, научиться эффективно управлять объектом.
Целью работы является экспериментальное исследование электропривода двухроторной электрической машины с дифференциальным управлением путем натурного эксперимента и получение его переходных характеристик.
Для проведения натурного эксперимента разработана и изготовлена экспериментальная установка электропривода на основе двухроторной электрической машины с дифференциальным управлением, которая содержит механическую нагрузку, управляемую электрическую нагрузку, блок управления электрической нагрузкой, терминальную компьютерную управляющую систему. Экспериментальное исследование электропривода заключалось в регистрации частот вращения роторов двухроторной электрической машины с дифференциальным управлением в различных режимах работы при изменении входных нагрузок: механической и электрической. В ходе проведения эксперимента получены данные, отражающие переходные процессы электропривода по частотам вращения роторов, а также суммарную частоту вращения роторов. Проведена статистическая обработка данных полученных результатов и последующий сравнительный анализ результатов полученных ранее имитационных экспериментов и натурных данных установившихся значений частот вращения роторов в различных режимах работы электропривода.
Анализ представленных данных моделирования показывает качественное и количественное (в пределах 10 %) соответствие имитационного эксперимента натурному. Это означает, что разработанная математическая модель двухроторной электрической машины с дифференциальным управлением адекватна, отражает реальные физические процессы, протекающие в разработанной электрической машине и позволяет исследовать параметры и получать характеристики электропривода на ее основе в различных режимах работы.

1. Колесников А. А. Синергетические методы управления сложными системами: теория системного синтеза. М.: КомКнига, 2005.

2. Nasar S. A. Schaum’s Outline of Electric Machines & Electromechanics (Schaum’s Outline series). McGraw-Hill. 2007.

3. Макаров В. Г. Анализ современного состояния теории и практики асинхронного электропривода // Вестник Казанского технологического университета. 2011. No 6. С. 109—120.

4. Самарский А. А., Михайлов А. П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. М.: Физматлит, 2002.

5. Krause P. C., Wasynczuk O., Sudhoff S. D. Analysis of Electric Machinery and Drive Systems. Wiley-IEEE Press. 2002.

6. Krishnan R. Electric Motor Drives: Modeling, Analysis, and Control. Prentice Hall. 2001.

7. Патент 2400006 Российская Федерация, МПК7 H 02К 16/02 Электрическая машина / Савиных А. Б., Буканова Т. С.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Марийский государственный технический университет. No 2009104680/28; заявл. 11.02.2009; опубл. 20.09.2010, Бюл. No 26. 8 с.

8. Буканова Т. С., Алиев М. Т. Микpопpоцессоpная система электpопpивода на основе двухpотоpной электpической машины с диффеpенциальным упpавлением // Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. No 2. С. 106—110.

9. Буканова Т. С. Способ управления и модель электрической машины с дифференциальным торможением // Мехатроника, автоматизация, управление. 2011. No 10. С. 21—27.

10. Буканова Т. С., Савиных А. Б., Алиев М. Т. Алгоритм управления электропривода с дифференциальным торможением // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 5. Тула: Изд-во ТулГУ. 2012. C. 120—129.