Search

Актуальность: В большинстве производственных процессов нефтедобывающей, горнорудной, угольной и других отраслях промышленности используются электрические машины постоянного тока. Надежность их работы в значительной степени зависит от состояния изоляции, роль которой играет эмалевая изоляция обмоточных проводов и главная изоляция стержней крупных электрических машин. Дефекты изоляции приводят к неожиданным отказам в работе электрических машин и, как следствие, к аварийным ситуациям, к простою и к высоким экономическим потерям из-за недоотпуска продукции и затрат на ликвидацию отказа машины. Причин выхода из строя электродвигателей постоянного тока достаточно много, большинство из них связанно с повреждением изоляции из-за воздействия на нее частичных разрядов. Для своевременного предупреждения выхода из строя машин постоянного тока и снижения затрат на неплановые остановки, по замене вышедшего из строя электродвигателя, необходимо выявлять частичные разряды на ранней стадии, чтобы выводить оборудование в ремонт в плановом порядке. Исследованию появления и влияния частичных разрядов на изоляцию уделяется много внимания начиная с начала ХХ в. Основная часть исследований относится к оборудованию, работающему на переменном напряжении. Для оборудования, работающего на постоянном напряжении, надежных методов обнаружения частичных разрядов пока не разработано. Поэтому в настоящее время тема выявления частичных разрядов в машинах постоянного тока является достаточно актуальной. Перспективным способом обнаружения частичных разрядов является применение импульсного метода. Метод основан на диагностике переходного процесса в системе обмотка-изоляция электрической машины при подаче высоковольтного диагностического импульса на вход обмотки машины. По отклику от диагностического импульса можно судить о наличии частичных разрядов в изоляции и уровне напряжения, при котором они возникают. Для детального понимания переходных процессов в системе обмотка-изоляция с учетом частичных разрядов требуется создание схемотехнической электрической модели, так как не все состояния обмотки можно воспроизвести в реальной изоляции машины. Цель работы: создание электротехнической модели для демонстрации и исследования метода обнаружения частичных разрядов при помощи подаваемого импульсного напряжения на испытуемый объект. Методы исследования: схемотехническое моделирование процессов проявления частичных разрядов, наблюдаемых в эксперименте, при помощи разработанной модели в среде Micro-Cap. Результаты. Создана электротехническая модель экспериментальной установки, в которой искусственно и контролируемо создаются условия для возникновения частичных разрядов. Модель отображает проявление частичных разрядов идентично наблюдаемым в эксперименте. Это позволило выявить связь между формой наблюдаемых в эксперименте осциллограмм и наличием или отсутствием частичных разрядов в изоляции испытуемых объектов. The DC motors are used in most production processes of oil, mining, coal and other industries. Reliability of their operation largely depends on the state of insulation such as enamel wire insulation and the main insulation of large electrical machines. Insulation defects lead to unexpected failure of electrical machines and, as a consequence, to emergencies, downtime and high economic losses due to undersupply of products and costs of machine failure liquidation. There are a lot of reasons for DC motors failure; most of them are associated with insulation damage due to exposure by partial discharges. It is necessary to identify partial discharges at the early stage to be repaired in time; it will reduce unplanned stops and expenses to replace a failed motor. Since the beginning of the twentieth century a lot of attention is payed to investigation of occurrence and impact of partial discharges on insulation. The bulk of the research refers to the equipment operating on alternating voltage. For the equipment operating at constant voltage the reliable methods for detecting partial discharges have not been developed yet. So, the theme of identifying partial discharges in DC machines is quite urgent. A promising method for detecting partial discharges is the use of the pulsed method. The method is based on the diagnosis of the transition process in the winding-insulation system of the electrical machine when applying a high-voltage pulse to the input of a diagnostic windingmachine. According to the response from the diagnostic pulse it is possible to judge on the partial discharges presence in insulation and the voltage level at which they occur. For the detailed understanding of the transition process a circuit electric model is required to be developed in the winding insulation system based on partial discharges, since not all the winding states can be reproduced in real insulation machines. The aim of the research is to develop the electrical model to demonstrate and to study the method of detecting partial discharges with the aid of the supplied pulse voltage on the test object. Methods: circuit simulation of partial discharges manifestation observed in the experiment using the developed model in Micro-Cap. Results. The authors have developed the electrical model of the experimental setup in which the conditions for the occurrence of partial discharges are artificially created and controlled. The model allows showing the appearance of partial discharges identical to the ones observed in the experiment. This helped to identify the relationship between the form of the oscillograms observed in the experiment with the presence or absence of partial discharges in the test object.

Даная работа посвящена разработке системы управления электроприводом оси подвижности манипулятора Электроника НЦТМ-01. В работе представлено поэтапное проектирование аппаратной и программной части системы с учетом требуемых функциональных возможностей. При разработке системы управления подбирались наиболее простые и дешевые аппаратные решения, а также были предусмотрены все возможные варианты работы системы в штатных и нештатных ситуациях. Также для разработанной системы подробно описаны алгоритмы программных модулей для управления спроектированной системой, соответствующих заданному функционалу. На основе описания системы была выполнена программная инициализация микроконтроллера для корректной работы и выполнения всех поставленных задач., This work is devoted to the development of electric drive control system of the axis of mobility of the manipulator electronics NCTM-01. The paper presents the stepwise design of the hardware and software parts of the system with the required functionality. When developing the management system, identify the simple and cheap hardware solutions, but also provided all possible variants of the system in normal and emergency situations. For the developed system described in detail the algorithms and software modules designed to control system corresponding to a given functionality. Based on the description of the system was completed software initialization of the microcontroller for the correct operation and execution of all tasks.

Проведён обзор электродвигателей, применяемых в робототехнике. Приведён сравнительный анализ способов управления двигателем постоянного тока. Подробно рассмотрено импульсное управление двигателем постоянного тока. Проведён структурный синтез импульсной системы управления электропривода. Рассмотрено оптимальное управление двигателем постоянного тока с учётом ограничений по нагреву. Приведена методика синтеза оптимального импульсного управления электроприводом. Разработана компьютерная модель системы импульсного управления электропривода. Приведены результаты компьютерного моделирования данной системы управления. Представлены результаты натурного эксперимента., The review of the electric motors used in robotics is carried out. The comparative analysis of ways of engine management of a direct current is provided. Pulse engine management of a direct current is in detail considered. Structural synthesis of a pulse control system of the electric drive is carried out. Optimum control of the engine of a direct current taking into account restrictions on heating is considered. The technique of synthesis of optimum pulse control of the electric drive is given. The computer model of system of pulse management of the electric drive is developed. Results of computer modeling of this control system are given. Results of natural experiment are presented.

Целью магистерской диссертацией было исследование модели сервопривода с двигателем постоянного тока. Объект исследования - сервопривод с двигателем постоянного тока. Во введении обоснована актуальность темы, поставлена цель написания дипломного проекта, определены объект исследования, задачи. В первой главе производится обзор методов идентификации систем. Во второй главе приведено математическое описание сервопривода. Составлена компьютерная модель привода. В третьей главе происходит идентификация параметров методами прямых и косвенных измерений, а также методом частотной идентификации. Специально для удобства идентификации построен стенд для идентификации, для сбора данных используются датчик усилия и энкодер. Проведена оценка модели сервопривода. В результате проделанной работы было составлено математическое описание сервопривода и на основании чего, разработана компьютерная модель сервопривода. Произведено сравнение модели с реальным сервоприводом.

Электрические машины постоянного тока находят свое применение во всех отраслях современного производства: в металлообрабатывающем оборудовании, горнодобывающей промышленности, при производстве строительных материалов, в качестве приводов разнообразных транспортных средств, а также во многих других областях человеческой деятельности. Надежность электрических машин постоянного тока во многом определяется надежностью щеточно-коллекторного узла, являющегося самым сложным и ответственным узлом коллекторных машин.