Покращення експлуатаційних властивостй трифазно-однофазних асинхронних електроприводів в пускових режимах
Предложен способ улучшения эксплуатационных свойств трехфазно-однофазных асинхронных электроприводов за счет использования комбинированных схем, разработана математическая модель для анализа динамических процессов, возникающих в таких электроприводах вследствие схемных переключений. Запропоновано за...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Електротехніка і електромеханіка |
|---|---|
| Datum: | 2007 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
2007
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142876 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Покращення експлуатаційних властивостй трифазно-однофазних асинхронних електроприводів в пускових режимах / Ю.В. Шуруб // Електротехніка і електромеханіка. — 2007. — № 3. — С. 64-65. — Бібліогр.: 1 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-142876 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Шуруб, Ю.В. 2018-10-18T15:03:53Z 2018-10-18T15:03:53Z 2007 Покращення експлуатаційних властивостй трифазно-однофазних асинхронних електроприводів в пускових режимах / Ю.В. Шуруб // Електротехніка і електромеханіка. — 2007. — № 3. — С. 64-65. — Бібліогр.: 1 назв. — укр. 2074-272X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142876 621.313 Предложен способ улучшения эксплуатационных свойств трехфазно-однофазных асинхронных электроприводов за счет использования комбинированных схем, разработана математическая модель для анализа динамических процессов, возникающих в таких электроприводах вследствие схемных переключений. Запропоновано засіб покращення експлуатаційних властивостей трифазно-однофазних асинхронних електроприводів за рахунок використання комбінованих схем, розроблено математичну модель для аналізу динамічних процесів, що виникають в таких електроприводах внаслідок схемних перемикань. A way of improvement of operational properties of three-single-phase induction electric drives through application of combination cirсuits is introduced, a mathematical model is developed to analyze dynamic processes resulting from circuit switching in such electric drives. uk Інститут технічних проблем магнетизму НАН України Електротехніка і електромеханіка Електричні машини та апарати Покращення експлуатаційних властивостй трифазно-однофазних асинхронних електроприводів в пускових режимах Improvement of operational properties of three-single-phase induction electric drives in starting modes Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Покращення експлуатаційних властивостй трифазно-однофазних асинхронних електроприводів в пускових режимах |
| spellingShingle |
Покращення експлуатаційних властивостй трифазно-однофазних асинхронних електроприводів в пускових режимах Шуруб, Ю.В. Електричні машини та апарати |
| title_short |
Покращення експлуатаційних властивостй трифазно-однофазних асинхронних електроприводів в пускових режимах |
| title_full |
Покращення експлуатаційних властивостй трифазно-однофазних асинхронних електроприводів в пускових режимах |
| title_fullStr |
Покращення експлуатаційних властивостй трифазно-однофазних асинхронних електроприводів в пускових режимах |
| title_full_unstemmed |
Покращення експлуатаційних властивостй трифазно-однофазних асинхронних електроприводів в пускових режимах |
| title_sort |
покращення експлуатаційних властивостй трифазно-однофазних асинхронних електроприводів в пускових режимах |
| author |
Шуруб, Ю.В. |
| author_facet |
Шуруб, Ю.В. |
| topic |
Електричні машини та апарати |
| topic_facet |
Електричні машини та апарати |
| publishDate |
2007 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Електротехніка і електромеханіка |
| publisher |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Improvement of operational properties of three-single-phase induction electric drives in starting modes |
| description |
Предложен способ улучшения эксплуатационных свойств трехфазно-однофазных асинхронных электроприводов за счет использования комбинированных схем, разработана математическая модель для анализа динамических процессов, возникающих в таких электроприводах вследствие схемных переключений.
Запропоновано засіб покращення експлуатаційних властивостей трифазно-однофазних асинхронних електроприводів за рахунок використання комбінованих схем, розроблено математичну модель для аналізу динамічних процесів, що виникають в таких електроприводах внаслідок схемних перемикань.
A way of improvement of operational properties of three-single-phase induction electric drives through application of combination cirсuits is introduced, a mathematical model is developed to analyze dynamic processes resulting from circuit switching in such electric drives.
|
| issn |
2074-272X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142876 |
| citation_txt |
Покращення експлуатаційних властивостй трифазно-однофазних асинхронних електроприводів в пускових режимах / Ю.В. Шуруб // Електротехніка і електромеханіка. — 2007. — № 3. — С. 64-65. — Бібліогр.: 1 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT šurubûv pokraŝennâekspluatacíinihvlastivostitrifaznoodnofaznihasinhronnihelektroprivodívvpuskovihrežimah AT šurubûv improvementofoperationalpropertiesofthreesinglephaseinductionelectricdrivesinstartingmodes |
| first_indexed |
2025-11-26T22:57:18Z |
| last_indexed |
2025-11-26T22:57:18Z |
| _version_ |
1850779279416098816 |
| fulltext |
64 Електротехніка і Електромеханіка. 2007. №3
УДК 621.313
ПОКРАЩЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТРИФАЗНО-
ОДНОФАЗНИХ АСИНХРОННИХ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ В ПУСКОВИХ РЕЖИМАХ
Шуруб Ю.В., к.т.н.
Інститут електродинаміки НАН України
Україна, 03680, Київ, пр-кт Перемоги, 56
тел. (044) 454-26-37
Запропоновано засіб покращення експлуатаційних властивостей трифазно-однофазних асинхронних електроприводів
за рахунок використання комбінованих схем, розроблено математичну модель для аналізу динамічних процесів, що
виникають в таких електроприводах внаслідок схемних перемикань.
Предложен способ улучшения эксплуатационных свойств трехфазно-однофазных асинхронных электроприводов за
счет использования комбинированных схем, разработана математическая модель для анализа динамических процес-
сов, возникающих в таких электроприводах вследствие схемных переключений.
Актуальним є питання підвищення експлуата-
ційних властивостей трифазних асинхронних двигу-
нів (АД) з фазозсуваючими конденсаторами, що жив-
ляться від однофазної мережі – трифазно-однофазних
електроприводів (ЕП). Такі електроприводи мають
досить низьку кратність пускового моменту (0,3-0,5).
Для отримання задовільного пускового моменту на
період пуску паралельно робочому додають пусковий
конденсатор, що знижує надійність електромеханічної
системи, підвищує її вартість та масо-габаритні пока-
зники. Перехідні процеси при комутаціях пускового
конденсатора супроводжуються появою екстрастру-
мів в колі конденсаторів з великою швидкістю зрос-
тання струму, що призводить до зносу контактної
апаратури та перешкоджає використанню в якості
комутаторів напівпроводникових вентилів. В деяких
випадках проблема може бути вирішена шляхом за-
стосування комбінованої схеми включення ЕП, де
використовується один (робочий) конденсатор, але
різні схем вмикання силової частини ЕП (обмоток АД
і конденсатора) в пусковому та робочому режимах [1].
Один із варіантів схеми такого комбінованого
включення приведений на рис. 1. Пуск двигуна здійс-
нюється при послідовно-паралельному включенні
його обмоток (положення контактора К - 2), що має
більший пусковий момент, ніж схема Штейнметца
(положення контактора К – 1). Тоді як в робочому
режимі обмотки двигуна вмикаються по схемі Штей-
нметца, що має кращі енергетичні показники в області
номінальних ковзань. Така комбінована схема дозво-
ляє отримати кратність пускового моменту 0,4-0,8.
Додатковий тиристорний регулятор VS дозволяє ре-
гулювати швидкість двигуна в робочому режимі і ве-
личину пускового момента.
Зацікавленість викликає перехідний процес,
обумовлений комутацією силової частини системи в
процесі пуску, оскільки в момент комутації виникає
можливість значних динамічних поштовхів електро-
магнітного моменту двигуна та короткочасних кидків
струму. Мінімізація цих факторів через вибір оптима-
льного закону керування перекомутацією силових
схем сприятиме підвищенню експлуатаційних харак-
теристик трифазно-однофазного електроприводу. Ві-
домо, що максимальна амплітуда перехідного струму,
що виникає внаслідок зміни структури силової схеми,
залежить від початкового значення струмів в колі ста-
тора, від фазового кута ϕ в момент комутації (кут
комутації), що відраховується від моменту переходу
кривої напруги через нуль, та фазового кута наванта-
ження. Останній залежить від швидкості двигуна в
момент комутації. Причому, в момент комутації дже-
релом зовнішньої енергії для силових кіл статора є не
тільки мережа живлення, а й ЕРС обертання, обумов-
лене незатухшим полем ротора, що теж залежить від
швидкості обертання двигуна. Отже, оптимальний
закон керування перекомутацією силових схем визна-
чається для заздалегідь вибраного значення швидкості
моментом комутації, тобто фазовим кутом ϕ , при
якому миттєвий кидок струму буде мінімальним, що
через складність електромагнітних процесів в комбі-
нованій схемі може бути визначений тільки методом
математичного моделювання.
Рис. 1. Схема комбінованого включення
трифазно-однофазного асинхронного електроприводу
Для аналізу перехідних процесів, що виникають
при схемних перемиканнях, розроблена узагальнена
математична модель трифазно-однофазного електро-
привода, де структура матричних диференційних рів-
нянь електричної рівноваги незалежно від схеми
з`єднання силової частини системи залишалась незмін-
Електротехніка і Електромеханіка. 2007. №3 65
ною, а зміна структури силового кола супроводжува-
лась тільки зміною коефіцієнтів диференційних рів-
нянь, не порушуючи при цьому закони безперервності
потокозчеплень двигуна та зарядів конденсатора.
В системі координат статора 0,,βα електромеха-
нічні процеси в АД описуються наступною системою
рівнянь в матричній формі:
r
r
m
sssss D
L
L
iDLiRu
−−−−
ψ+σ+= ;
′ψω+′ψ+′ψ+−=
−−−−−
rrr
r
rs
r
m
r D
L
Ri
L
L
R0 ; (1)
( )srsr
r
m ii
L
L
M αββα ψ−ψ=
2
3 ; cMM
dt
dJ −=
ω ,
де
tss
s uuu βα
−
= , - вектор напруг статора,
tss
s iii βα
−
= , -
вектор струмів статора,
trr
r βα
−
ψψ=′ψ , - вектор пото-
козчеплень ротора, sms LLL σ+= , rmr LLL σ+= -
повні індуктивності статора і ротора; mL - індуктив-
ність намагнічуючого конура; sLσ - індуктивність
розсіювання статора; rLσ - індуктивність розсіюван-
ня ротора, rs RR , - активні опори статора і ротора;
sr
m
LL
L2
1−=σ - коефіцієнт розсіювання; J - момент
інерції
0
0
ω−
ω
=ω
−
- матриця, що визначає ЕРС обер-
тання, D - символ диференціювання по часу.
Для вирішення системи (1) необхідно виразити ве-
ктор напруг статора
tss
s uuu βα
−
= , через параметри
зовнішнього кола двигуна і змінні стану, за які при-
ймаються струми статора
tss
s iii βα
−
= , та потокозчеп-
лення ротора
trr
r βα
−
ψψ=′ψ , . Опираючись на рівнян-
ня Кірхгофа та відомі співвідношення між електрома-
гнітними змінними в ортогональній системі коорди-
нат 0,,βα і в природній системі координат CBA ,, ,
можливо визначити, що в загальному випадку вектор
напруг статора для досліджуваних схем (Штейнметца
і послідовно-паралельної) є функцією напруги мережі
u , вектора струму статора
−
si , вектора потокозчеп-
лень ротора r
−
ψ і напруги на конденсаторі Cu , яка в
свою чергу може бути визначена через складові век-
тора
−
si . Тоді загальний вираз для визначення вектора
напруг статора буде мати вигляд:
.
11
1
1
4
321
′ψ+
+⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−+++=
−−
−−−−−−
r
r
m
s
r
m
mss
Dk
L
L
iDk
L
L
Li
D
k
C
uku
(2)
У правій частині виразу (2) перша складова обумов-
лена дією напруги мережі, друга – напругою на кон-
денсаторі, третя – дією протиЕРС від струмів нульо-
вої послідовності, четверта – протиЕРС обертання.
Числові значення матриць коефіцієнтів 41
−−
− kk , що
дозволяють зв`язати вектор напруги статора двофаз-
ної моделі АД в координатах статора 0,,βα , з параме-
трами зовнішнього кола двигуна (напруга мережі,
ємність конденсатора) і змінними стану (вектори
струму статора і потокозчеплення ротора) залежать
від положення комутатора К і приведені в роботі [1].
Таким чином, зміна структури силового кола не
вимагає зміни системи диференційних рівнянь, а су-
проводжується тільки зміною коефіцієнтів 41
−−
− kk в
рівнянні (2).
Математичне моделювання динамічних процесів,
що виникають внаслідок схемних перемикань в три-
фазно-однофазних електроприводах з комбінованою
схемою включення дозволило провести оптимізацію
моменту перемикання силових схем включення по
критерію мінімального кидка струмів в комутуємих
силових колах. Аналіз перехідних процесів, що відбу-
ваються в таких електроприводах, показав, що макси-
мальне миттєве значення струму в момент комутації в
комбінованій схемі не перевищує п`ятикратного но-
мінального. Тоді як при застосуванні пускового кон-
денсатора короткочасні стрибки струму можуть в де-
сятки раз перевищувати його номінальне значення. В
залежності від фазового кута ϕ в момент комутації
кратність максимального кидка струму до його номі-
нального значення коливалась від 1,5 до 5. Отже ви-
бором оптимального значення моменту комутації мо-
жливо значно зменшити максимальні кидки струму в
колі статора та покращити експлуатаційні властивості
електроприводу.
ЛІТЕРАТУРА
[1] Шуруб Ю.В. Аналіз динамічних процесів в трифазно-
однофазних асинхронних електроприводах із схемою
комбінованого включення. Вісник Кременчуцького
державного політехнічного університету: Наукові праці
КДПУ. – Кременчук: КДПУ, 2005. – Вип.4/2005(33) –
С. 33-35.
Надійшла 30.08.2006
|