Сравнение эксплуатационных характеристик многофазных регулируемых асинхронных двигателей
Обоснована возможность создания модификаций многофазных асинхронных двигателей на базе серийных трехфазных. Рассмотрен ряд силовых схем регулируемых электроприводов, в которых обеспечивается многофазное питание асинхронных двигателей. Анализируется работа приводов на определенную по величине и хара...
Saved in:
| Published in: | Електротехніка і електромеханіка |
|---|---|
| Date: | 2016 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
2016
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147037 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Сравнение эксплуатационных характеристик многофазных регулируемых асинхронных двигателей / В.С. Петрушин, Л.Я. Беликова, Ю.Р. Плоткин, Р.Н. Еноктаев // Електротехніка і електромеханіка. — 2016. — № 1. — С. 38-41. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-147037 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Петрушин, В.С. Беликова, Л.Я. Плоткин, Ю.Р. Еноктаев, Р.Н. 2019-02-13T11:53:54Z 2019-02-13T11:53:54Z 2016 Сравнение эксплуатационных характеристик многофазных регулируемых асинхронных двигателей / В.С. Петрушин, Л.Я. Беликова, Ю.Р. Плоткин, Р.Н. Еноктаев // Електротехніка і електромеханіка. — 2016. — № 1. — С. 38-41. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 2074-272X DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2016.1.07 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147037 621.313.333.2 Обоснована возможность создания модификаций многофазных асинхронных двигателей на базе серийных трехфазных. Рассмотрен ряд силовых схем регулируемых электроприводов, в которых обеспечивается многофазное питание асинхронных двигателей. Анализируется работа приводов на определенную по величине и характеру нагрузку и заданным диапазоном регулирования. В результате математического моделирования определено, что температуры перегревов обмоток статоров рассматриваемых двигателей не превышают допустимых значений соответственно классу нагревостойкости изоляции. Выполнено сравнение технико-экономических показателей рассматриваемых схем и двигателей, дающее возможность осуществить приемлемый выбор варианта. Установлены закономерности изменения фазных токов многофазных двигателей в диапазоне регулирования. Исследовано изменение виброакустических показателей в статических и динамических режимах. Определено снижение этих показателей в двигателях с числом фаз, превышающим три Обґрунтовано можливість створення модифікацій багатофазних асинхронних двигунів на базі серійних. Розглянуто ряд силових схем регульованих електроприводів, в яких забезпечується багатофазне живлення асинхронних двигунів. Аналізується робота приводів на визначене за величиною і характером навантаження і заданим діапазоном регулювання. В результаті математичного моделювання визначено, що температури прогріву обмоток статорів розглянутих двигунів не перевищують допустимих значень відповідно до класу ізоляції. Виконано порівняння технікоекономічних показників розглянутих схем і двигунів, що дає можливість здійснити прийнятний вибір варіанта. Встановлено закономірності зміни фазних струмів багатофазних двигунів в діапазоні регулювання. Досліджено зміну віброакустичних показників у статичних та динамічних режимах. Визначено зниження цих показників в двигунах з числом фаз, що перевищує три Purpose. Development of mathematical models of adjustable electrical drives with high-phase order induction motors for their merits analysis at static and dynamical modes. Methodology. At the mathematical modeling main kinds of physical processes taking place in the high-phase order induction motors are considered: electromagnetic, electromechanical, energetic, thermal, mechanical, vibroacoustic ones. Besides, functional as well as mass, frame and value indicators of frequency converters are taking into account which permits to consider technical and economical aspects of the adjustable induction electrical drives. Creation of high-phase order induction motors’ modifications in possible on the base of a stock 3-phase motors of basic design. Polyphase supply of induction motors is guaranteed by a number of the adjustable electrical drives’ power circuits. Results. Modelling of a number of adjustable electrical drives with induction motors of different phase number working on the same load by its character, value and required adjustment range is carried out. At the utilization of the family of characteristics including mechanical ones at different adjustment parameters on which loading mechanism’s characteristics are superimposed regulation curves representing dependences of electrical, energetic, thermal, mechanical, vibroacoustic quantities on the motors’ number of revolutions are obtained. Originality. The proposed complex models of adjustable electrical drives with high-phase order induction motors give a possibility to carry out the grounded choice of the drive’s acceptable variant. Besides, they can be used as design models at the development of adjustable high-phase order induction motors. Practical value. The investigated change of vibroacoustic indicators at static and dynamical modes has been determined decrease of these indicators in the drives with number of phase exceeding 3. ru Інститут технічних проблем магнетизму НАН України Електротехніка і електромеханіка Електричні машини та апарати Сравнение эксплуатационных характеристик многофазных регулируемых асинхронных двигателей Comparison of adjustable high-phase order induction motors’ merits Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Сравнение эксплуатационных характеристик многофазных регулируемых асинхронных двигателей |
| spellingShingle |
Сравнение эксплуатационных характеристик многофазных регулируемых асинхронных двигателей Петрушин, В.С. Беликова, Л.Я. Плоткин, Ю.Р. Еноктаев, Р.Н. Електричні машини та апарати |
| title_short |
Сравнение эксплуатационных характеристик многофазных регулируемых асинхронных двигателей |
| title_full |
Сравнение эксплуатационных характеристик многофазных регулируемых асинхронных двигателей |
| title_fullStr |
Сравнение эксплуатационных характеристик многофазных регулируемых асинхронных двигателей |
| title_full_unstemmed |
Сравнение эксплуатационных характеристик многофазных регулируемых асинхронных двигателей |
| title_sort |
сравнение эксплуатационных характеристик многофазных регулируемых асинхронных двигателей |
| author |
Петрушин, В.С. Беликова, Л.Я. Плоткин, Ю.Р. Еноктаев, Р.Н. |
| author_facet |
Петрушин, В.С. Беликова, Л.Я. Плоткин, Ю.Р. Еноктаев, Р.Н. |
| topic |
Електричні машини та апарати |
| topic_facet |
Електричні машини та апарати |
| publishDate |
2016 |
| language |
Russian |
| container_title |
Електротехніка і електромеханіка |
| publisher |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Comparison of adjustable high-phase order induction motors’ merits |
| description |
Обоснована возможность создания модификаций многофазных асинхронных двигателей на базе серийных трехфазных. Рассмотрен ряд силовых схем регулируемых электроприводов, в которых обеспечивается многофазное питание
асинхронных двигателей. Анализируется работа приводов на определенную по величине и характеру нагрузку и заданным диапазоном регулирования. В результате математического моделирования определено, что температуры перегревов обмоток статоров рассматриваемых двигателей не превышают допустимых значений соответственно классу нагревостойкости изоляции. Выполнено сравнение технико-экономических показателей рассматриваемых схем и
двигателей, дающее возможность осуществить приемлемый выбор варианта. Установлены закономерности изменения фазных токов многофазных двигателей в диапазоне регулирования. Исследовано изменение виброакустических
показателей в статических и динамических режимах. Определено снижение этих показателей в двигателях с числом
фаз, превышающим три
Обґрунтовано можливість створення модифікацій багатофазних асинхронних двигунів на базі серійних. Розглянуто
ряд силових схем регульованих електроприводів, в яких забезпечується багатофазне живлення асинхронних двигунів.
Аналізується робота приводів на визначене за величиною і характером навантаження і заданим діапазоном регулювання. В результаті математичного моделювання визначено, що температури прогріву обмоток статорів розглянутих двигунів не перевищують допустимих значень відповідно до класу ізоляції. Виконано порівняння технікоекономічних показників розглянутих схем і двигунів, що дає можливість здійснити прийнятний вибір варіанта.
Встановлено закономірності зміни фазних струмів багатофазних двигунів в діапазоні регулювання. Досліджено зміну
віброакустичних показників у статичних та динамічних режимах. Визначено зниження цих показників в двигунах з
числом фаз, що перевищує три
Purpose. Development of mathematical models of adjustable
electrical drives with high-phase order induction motors for their
merits analysis at static and dynamical modes. Methodology. At
the mathematical modeling main kinds of physical processes taking place in the high-phase order induction motors are considered: electromagnetic, electromechanical, energetic, thermal,
mechanical, vibroacoustic ones. Besides, functional as well as
mass, frame and value indicators of frequency converters are
taking into account which permits to consider technical and economical aspects of the adjustable induction electrical drives.
Creation of high-phase order induction motors’ modifications in
possible on the base of a stock 3-phase motors of basic design.
Polyphase supply of induction motors is guaranteed by a number
of the adjustable electrical drives’ power circuits. Results. Modelling of a number of adjustable electrical drives with induction
motors of different phase number working on the same load by its
character, value and required adjustment range is carried out. At
the utilization of the family of characteristics including mechanical ones at different adjustment parameters on which loading
mechanism’s characteristics are superimposed regulation curves
representing dependences of electrical, energetic, thermal, mechanical, vibroacoustic quantities on the motors’ number of revolutions are obtained. Originality. The proposed complex models
of adjustable electrical drives with high-phase order induction
motors give a possibility to carry out the grounded choice of the
drive’s acceptable variant. Besides, they can be used as design
models at the development of adjustable high-phase order induction motors. Practical value. The investigated change of vibroacoustic indicators at static and dynamical modes has been
determined decrease of these indicators in the drives with number
of phase exceeding 3.
|
| issn |
2074-272X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147037 |
| citation_txt |
Сравнение эксплуатационных характеристик многофазных регулируемых асинхронных двигателей / В.С. Петрушин, Л.Я. Беликова, Ю.Р. Плоткин, Р.Н. Еноктаев // Електротехніка і електромеханіка. — 2016. — № 1. — С. 38-41. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT petrušinvs sravnenieékspluatacionnyhharakteristikmnogofaznyhreguliruemyhasinhronnyhdvigatelei AT belikovalâ sravnenieékspluatacionnyhharakteristikmnogofaznyhreguliruemyhasinhronnyhdvigatelei AT plotkinûr sravnenieékspluatacionnyhharakteristikmnogofaznyhreguliruemyhasinhronnyhdvigatelei AT enoktaevrn sravnenieékspluatacionnyhharakteristikmnogofaznyhreguliruemyhasinhronnyhdvigatelei AT petrušinvs comparisonofadjustablehighphaseorderinductionmotorsmerits AT belikovalâ comparisonofadjustablehighphaseorderinductionmotorsmerits AT plotkinûr comparisonofadjustablehighphaseorderinductionmotorsmerits AT enoktaevrn comparisonofadjustablehighphaseorderinductionmotorsmerits |
| first_indexed |
2025-11-27T03:15:41Z |
| last_indexed |
2025-11-27T03:15:41Z |
| _version_ |
1850794301869522944 |
| fulltext |
38 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №1
© В.С. Петрушин, Л.Я. Беликова, Ю.Р. Плоткин, Р.Н. Еноктаев
УДК 621.313.333.2 doi: 10.20998/2074-272X.2016.1.07
В.С. Петрушин, Л.Я. Беликова, Ю.Р. Плоткин, Р.Н. Еноктаев
СРАВНЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МНОГОФАЗНЫХ
РЕГУЛИРУЕМЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Обґрунтовано можливість створення модифікацій багатофазних асинхронних двигунів на базі серійних. Розглянуто
ряд силових схем регульованих електроприводів, в яких забезпечується багатофазне живлення асинхронних двигунів.
Аналізується робота приводів на визначене за величиною і характером навантаження і заданим діапазоном регулю-
вання. В результаті математичного моделювання визначено, що температури прогріву обмоток статорів розгляну-
тих двигунів не перевищують допустимих значень відповідно до класу ізоляції. Виконано порівняння техніко-
економічних показників розглянутих схем і двигунів, що дає можливість здійснити прийнятний вибір варіанта.
Встановлено закономірності зміни фазних струмів багатофазних двигунів в діапазоні регулювання. Досліджено зміну
віброакустичних показників у статичних та динамічних режимах. Визначено зниження цих показників в двигунах з
числом фаз, що перевищує три. Бібл. 10, табл. 2, рис. 4.
Ключові слова: багатофазний регульований асинхронний двигун, напівпровідниковий перетворювач частоти, мате-
матичне моделювання, регулювальні характеристики, обмотка статора, віброакустичні показники.
Обоснована возможность создания модификаций многофазных асинхронных двигателей на базе серийных трехфаз-
ных. Рассмотрен ряд силовых схем регулируемых электроприводов, в которых обеспечивается многофазное питание
асинхронных двигателей. Анализируется работа приводов на определенную по величине и характеру нагрузку и задан-
ным диапазоном регулирования. В результате математического моделирования определено, что температуры пере-
гревов обмоток статоров рассматриваемых двигателей не превышают допустимых значений соответственно клас-
су нагревостойкости изоляции. Выполнено сравнение технико-экономических показателей рассматриваемых схем и
двигателей, дающее возможность осуществить приемлемый выбор варианта. Установлены закономерности измене-
ния фазных токов многофазных двигателей в диапазоне регулирования. Исследовано изменение виброакустических
показателей в статических и динамических режимах. Определено снижение этих показателей в двигателях с числом
фаз, превышающим три. Библ. 10, табл. 2, рис. 4.
Ключевые слова: многофазный регулируемый асинхронный двигатель, полупроводниковый преобразователь частоты,
математическое моделирование, регулировочные характеристики, обмотка статора, виброакустические показатели.
Введение. Многофазные регулируемых асин-
хронные двигатели (РАД) находят применение в меди-
цинской и бытовой технике, в электромобилестроени-
ии, в текстильной промышленности, в системах элек-
тродвижения судов [1, 2]. Перспективно их использо-
вание в специальных вентиляционных системах и ком-
плексах, где требуется повышенная надёжность двига-
теля при низком уровне шума и вибрации [3]. У мно-
гофазных РАД наблюдается снижение пульсаций мо-
мента и скорости на валу двигателя, повышение на-
дежности при уменьшенных уровнях шума и вибрации.
Кроме того, дробление электрической мощности по
фазам делает регулировочные характеристики РАД
менее критичными к асимметрии по амплитуде и фазе
питающего напряжения, что с увеличением числа фаз
(m), в конечном итоге, упрощает систему управления и
повышает надежность [4, 5]. Системы электропривода
(ЭП) с многофазными РАД реализуются при использо-
вании преобразователя частоты c несколькими авто-
номными инверторами напряжения (АИН), создающе-
го симметричную систему напряжений, имеющую
временной сдвиг, равный пространственному сдвигу
фаз многофазных двигателей (рис. 1).
Многофазные асинхронные двигатели могут
быть созданы на базе серийных трехфазных основно-
го исполнения. В некоторых случаях это реализуется
при наличии в трехфазных нескольких параллельных
ветвей. Уменьшая их число, получаем многофазную
модификацию (вдвое – шестифазную, втрое - девяти-
фазную и т.д.). При этом геометрия активной части,
число витков в фазе и сечение обмоточного провода
не меняется. Также следует учитывать число пазов на
полюс и фазу.
Рис. 1. Схемы регулируемых ЭП с многофазными РАД
В случае невозможности такого решения задачи
необходимо менять число эффективных витков в фазе
wф и сечение провода dw. Используя выражение
a
U
m
Z
w п
ф
2
1 за счет варьирования числа парал-
лельных ветвей (а), количества проводников в пазу
(Uп) и числа витков добиваются сохранения значения
магнитного потока. При этом следует выполнять про-
верку коэффициента заполнения паза [6].
Постановка задачи. Для формирования моделей
электроприводов с многофазными РАД следует вве-
сти ряд исходных данных, определяющих как функ-
циональные свойства, так и массогабаритностоимост-
ные показатели. Последние дают возможность рас-
смотреть экономические аспекты различных вариан-
тов ЭП. Массогабаритностоимостные показатели
многофазных преобразователей частоты условно уве-
личиваются на 30 % при переходе от трехфазного к
шестифазному исполнению, на 60 % при переходе к
девятифазному и т.д. За счет увеличения затрат на
ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №1 39
производство учитывается изменение стоимостей
многофазных двигателей.
Для сопоставления вариантов ЭП необходимо
использовать определенные показатели, в том числе
среднедиапазонный КПД [7], который отражает энер-
гетику РАД во всем заданном диапазоне регулирова-
ния от n1 до n2 и определяется как эквивалентный ус-
редненный для этого диапазона.
2
1
.
1
12
n
n
АДсдАД dnn
nn
Обобщенный критерий приведенных затрат при-
вода (ПЗ) учитывает стоимость изготовления и затра-
ты на эксплуатацию. В связи с тем, что затраты зави-
сят от КПД и коэффициента мощности, обобщенный
критерий приведенных затрат имеет различные зна-
чения в разных точках диапазона и целесообразно
определять диапазонное значение этого критерия, т.е.
эквивалентное усредненное для всего диапазона.
Следует отметить, что при работе РАД в составе
современных частотно-регулируемых электроприво-
дов из-за близости коэффициента мощности привода
к 1 из выражения критерия ПЗ электропривода может
быть исключена составляющая, соответствующая
стоимости компенсации реактивной энергии. Тогда
ПЗЭП = сер [1 + Tн(kа + kо)] + CаЭП,
где сер – полная стоимость электропривода, которая
складывается из стоимости РАД и преобразователя,
у.е.; CаЭП = CсаеP1ЭП(1,04 сдЭП) – стоимость потерь
электроэнергии за год, у.е.; Tн – нормативный срок
окупаемости двигателя, лет; kа – доля затрат на амор-
тизационные отчисления; kо – доля затрат на обслу-
живание при эксплуатации двигателя; Cсае – коэффи-
циент, учитывающий стоимость потерь активной
энергии, представляющий собой произведение стои-
мости 1 кВтч электроэнергии в течении срока служ-
бы двигателя (0,1 у.е. за кВтч), числа часов работы
двигателя в течении года (2100), числа лет работы до
капитального ремонта (5 лет) и коэффициента отно-
сительной загрузки двигателя (принято 1); P1ЭП – по-
требляемая приводом активная мощность, кВт, сдЭП –
среднедиапазонный КПД привода. Для регулируемых
асинхронных двигателей значения Tн = 5 лет, kа =
= 0,065, kо = 0,069 принимаются такими же, что и для
общепромышленных АД [8].
Результаты исследований. Моделирование ре-
гулируемых электроприводов (РЭП) с совместным
рассмотрением преобразователей, двигателей и на-
грузок [9] позволяет осуществлять программный про-
дукт DimasDrive [10], разработанный на кафедре
электрических машин Одесского национального по-
литехнического университета.
В качестве базового двигателя выбран трехфаз-
ный двигатель 4А200М6, работающий с частотным
преобразователем Altivar 58HD33N4 (3650 у.е., 34 кг,
ηпр = 0,94). За счет изменения обмоточных данных вы-
полнены шестифазная (число витков w1 = 114, число
параллельных ветвей а = 2, сечение эффективного про-
водника qэф = 1,76 мм2, диаметр изолированного обмо-
точного провода dпр = 1,585 мм) и двенадцатифазная
(число параллельных ветвей а = 1, при остальных дан-
ных одинаковых с шестифазной) модификации.
Рассматривался закон частотного управления U/f =
= const. В качестве нагрузки использовалась тяговая на-
грузка, Рнагр = 18 кВт с максимальным моментом 140
Н·м. При заданной постоянной по величине нагрузке,
требуемый диапазон регулирования (200 – 1600 об/мин)
в системах РЭП может быть обеспечен рассматривае-
мыми двигателями.
Регулировочные характеристики, представляю-
щие собой зависимости изменения электрических,
энергетических, тепловых, механических, виброаку-
стических величин от числа оборотов, могут быть
получены при использовании семейств характери-
стик, в том числе и механических, при различных па-
раметрах регулирования, на которые накладываются
характеристики нагрузочного механизма. На рис. 2
представлено семейство механических характеристик
и заданной нагрузки, соответствующие РЭП с трех-
фазным РАД. Семейства механических характеристик
для РЭП с шести и двенадцати фазными двигателями
имеют аналогичный вид.
Рис. 2. Семейство механических характеристик
При данном сочетании механических характери-
стик и нагрузки наблюдается трехзонность. В пределах
каждой зоны имеет место однообразное изменение
механических характеристик и характеристики нагруз-
ки. Температуры перегревов обмоток статоров рас-
сматриваемых двигателей не превышают допустимых
классом нагревостойкости F значений, при выбранной
нагрузке в заданном диапазоне регулирования.
На рис. 3 представлены некоторые регулировоч-
ные характеристики рассматриваемых РЭП, представ-
ляющие собой зависимости изменения потребляемого
двигателями тока и виброакустических показателей
электромагнитной природы от числа оборотов.
В табл. 1 приведены значения показателей рас-
смотренных РЭП, к числу которых относятся средне-
диапазонные КПД (ηсд) и приведенные затраты (ПЗсд),
а также массогабаритостоимостные показатели как
двигателей, так и приводов.
Может быть выполнен расчет стоимости потерь
активной энергии за год.
Ca = ЦaTгодKЗPмех(1 + 0,04 – ηРЭП) / ηРЭП,
где Ца = 0,1 у.е. – цена за 1 кВт·ч; Tгод = 2100 – число
часов работы РЭП в году; KЗ – коэффициент загрузки
(принимается равным 1,0); 0,04 – относительная вели-
чина потерь в распределительной сети потребителя.
40 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №1
a б в
Рис. 3. Изменение потребляемого тока (а), виброскорости (б) и шума электромагнитной природы (в) в диапазоне регулиро-
вания: 1 – РЭП с серийным трехфазным АД, 2 – РЭП с шестифазным АД, 3 – РЭП с двенадцатифазным АД
Таблица 1
Сравнение показателей различных РЭП
РЭП
Показатели и
параметры
С 3-х фаз-
ным РАД
С 6-ти
фазным
РАД
С 12-ти
фазным
РАД
ηсд АД, % 82.97 82.41 81.70
ηсд РЭП, % 81.34 80.79 80.10
ПЗсд АД, у.е. 5729 5844 6034
ПЗсд РЭП, у.е. 11991 13935 17779
Стоимость АД, у.е. 1994 2016 2069
Масса АД, кг 254 254 254
Объем АД, дм3 19 19 19
Масса РЭП, кг 288 298 318
Объем РЭП, дм3 56 101 275
Стоимость РЭП, у.е. 5644 6761 9004
Выполнено сопоставление рассмотренных вари-
антов РЭП по стоимости потерь активной энергии за
год (табл. 2).
Таблица 2
Сравнение стоимостей потерь активной энергии
различных РЭП
РЭП
Показатели и
параметры
С 3-х фаз-
ным РАД
С 6-ти
фазным
РАД
С 12-ти
фазным
РАД
ηсд РЭП, % 81.34 80.79 80.10
Стоимость потерь
активной энергии
за год, у.е.
1001
1036
1073
Также выполнено моделирование для каждого
схемного решения РЭП при работе на заданную тахо-
грамму (2 с. – 200 об/мин, 2 с. – 600 об/мин, 2 с. –
1200 об/мин) с учетом переходных процессов.
На рис. 4 показаны изменения токов, виброско-
ростей и шумов электромагнитной природы при рабо-
те рассматриваемых двигателей на заданную тахо-
грамму.
а б в
Рис. 4. Изменение потребляемого тока (а), виброскорости (б) и шума электромагнитной природы (в) в диапазоне
регулирования: 1 – РЭП с серийным трехфазным АД, 2 – РЭП с шестифазным АД, 3 – РЭП с двенадцатифазным АД
Выводы.
1. Потребляемый ток многофазных РАД уменьша-
ется пропорционально числу фаз по сравнению с то-
ком трехфазного двигателя.
2. Значительное снижение виброакустических по-
казателей электромагнитной природы наблюдается
при переходе от трёхфазного к многофазным РАД.
Это снижение неравномерно и в начальной части
диапазона минимально, а также наблюдаются резо-
нансные явления. Кроме того, для рассматриваемых
РЭП разница между этими показателями шести и две-
надцатифазных РАД не столь существенна. В силу
этого при данной проектной задаче следует отдать
предпочтение шестифазному РЭП, так как двенадца-
тифазный значительно дороже, тяжелее и объёмней
при практически равных энергетических показателях.
3. Сравнение стоимостей потерь активной энергии
за год рассматриваемых РЭП позволило сделать вы-
вод, что РЭП с трехфазным АД имеет несколько луч-
шие показатели относительно других рассматривае-
мых вариантов.
ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №1 41
4. Результаты моделирования динамических зави-
симостей потребляемого тока, виброскорости и шума
электромагнитного происхождения подтверждают
закономерности, выявленные в статических режимах.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дацковский Л.X., Роговой В.И. Современное состояние
и тенденции в асинхронном частотно-регулируемом элек-
троприводе // Электротехника. – 1996. – №10. – С. 20-24.
2. Соустин Б.П. Многофазный инверторный асинхрон-
ный электропривод // Наука производству. – 2000. – №3. –
С. 10-16.
3. Сидельников Б.В. Шестифазные частотно-регулируемые
асинхронные двигатели большой мощности // Известия
РАН. Энергетика. – 2000. – №3. – С. 31-38.
4. Мустафа Т.М., Волков С.В., Ершов А.М., Сенцов Ю.М.,
Минаев Г.М. Преобразователь частоты для гребного элек-
тродвигателя // Электротехника. – 2014. – №1. – С. 46-54.
5. Голубев А.Н., Игнатенко C.B. Влияние числа фаз статор-
ной обмотки асинхронного двигателя на его виброшумовые
характеристики // Электротехника. – 2000. – №6. – С. 28-31.
6. Голубев А.Н., Зыков В.В. Математическая модель асин-
хронного двигателя с многофазными обмотками статора и
ротора // Электротехника. – 2003. – №7. – С. 35-40.
7. Петрушин В.С. Диапазонные критерии оптимальности
при проектировании регулируемых асинхронных двигате-
лей // Труды Одесского политехнического университета. –
2001. – №1(13). – С. 81-86.
8. Петрушин В.С. Приведенные затраты асинхронных дви-
гателей в частотном электроприводе при различных законах
управления // Електpомашинобудування та електрооблад-
нання. – 2001. – №56. – С. 51-54.
9. Петрушин В.С. Асинхронные двигатели в регулируемом
электроприводе: Учебное пособие. – Одесса: Наука и тех-
ника, 2006. – 320 с.
10. Петрушин В.С., Рябинин С.В., Якимец А.М. Программный
продукт «DIMASDrive». Программа анализа работы, выбора и
проектирования асинхронных короткозамкнутых двигателей
систем регулируемого электропривода (свидетельство о реги-
страции программы ПА№4065). – К.: Государственный депар-
тамент интеллектуальной собственности, 26.03.2001.
REFERENCES
1. Datskovskii L.X., Rogovoi V.I. Current status and trends in
asynchronous variable frequency drives. Elektrotekhnika – Elec-
trical Engineering, 1996, no.10, pp. 20-24. (Rus).
2. Soustin B.P. Single-phase inverter asynchronous electric. Nauka
proizvodstva – Science production, 2000, no.3, pp. 10-16. (Rus).
3. Sidelnikov B.V. Six-phase variable-frequency high power
asynchronous motors. Izvestiya RAN. Energetika – News Russian
Academy of Sciences. Energetics, 2000, no.3, pp. 31-38. (Rus).
4. Mustafa T.M., Volkov S.V., Ershov A.M., Sentsov Yu.M.,
Minaev G.M. Frequency converter for the propeller motor.
Elektrotekhnika – Electrical Engineering, 2014, no.1, pp. 46-54.
(Rus).
5. Golubev A.N., Ignatenko C.B. Influence of the number of
phases of the stator winding of the induction motor on its vibro-
noise characteristics. Elektrotekhnika – Electrical Engineering,
2000, no.1, pp. 28-31. (Rus).
6. Golubev A.N., Zykov V.V. A mathematical model of a multi-
phase induction motor stator and rotor windings. Elektrotekhnika
– Electrical Engineering, 2003, no.7, pp. 35-40. (Rus).
7. Petrushin V.S. Range of optimality criteria for the design of
controlled asynchronous motors. Trudy Odesskogo
politekhnicheskogo universiteta – Proceedings of Odessa Poly-
technic University, 2001, no.1(13), pp. 81-86. (Rus).
8. Petrushin V.S. These costs asynchronous motors in the drive
frequency for different control laws. Elektromashinostoenie i
elektrooborudovanie – Electrical Engineering and Electric
Equipment, 2001, no.56, pp. 51-54. (Rus).
9. Petrushin V.S. Asinhronnye dvigateli v reguliruemom elektro-
privode: Uchebnoe posobie [Induction motors in adjustable electric:
Textbook]. Odessa, Nauka i tehnika Publ., 2006. 320 p. (Rus).
10. Petrushin V.S., Rjabinin S.V., Jakimec A.M. Programmnyj
produkt «DIMASDrive». Programma analiza raboty, vybora i
proektirovanija asinhronnyh korotkozamknutyh dvigatelej sis-
tem reguliruemogo elektroprivoda [Program performance analy-
sis, selection and design of asynchronous cage motors controlled
drive systems]. Patent UA, no.4065. (Ukr).
Поступила (received) 27.11.2015
Петрушин Виктор Сергеевич1, д.т.н., проф.,
Беликова Людмила Яковлевна1, к.т.н., доц.,
Плоткин Юрий Романович2, к.т.н., проф.,
Еноктаев Ростислав Николаевич1, аспирант,
1 Одесский национальный политехнический университет,
65044, Одесса, пр. Шевченко, 1,
тел/phone +380 048 7058494,
e-mail: victor_petrushin@ukr.net, Conda@ukr.net,
rostik-enok@inbox.ru
2 HWR Berlin,
Alt Friedrichsfelde 60, 10315 Berlin, Germany,
тел/phone +49 (0)30 30877-2443,
e-mail: juriy.plotkin@hwr-berlin.de
V.S. Petrushin1, L.Y. Bielikova1, Y.R. Plotkin2, R.N. Yenoktaiev1
1 Оdessa National Polytechnic University,
1, Shevchenko Avenue, Odessa, 65044, Ukraine.
2 HWR Berlin,
Alt Friedrichsfelde 60, 10315 Berlin, Germany.
Comparison of adjustable high-phase order induction
motors’ merits.
Purpose. Development of mathematical models of adjustable
electrical drives with high-phase order induction motors for their
merits analysis at static and dynamical modes. Methodology. At
the mathematical modeling main kinds of physical processes tak-
ing place in the high-phase order induction motors are consid-
ered: electromagnetic, electromechanical, energetic, thermal,
mechanical, vibroacoustic ones. Besides, functional as well as
mass, frame and value indicators of frequency converters are
taking into account which permits to consider technical and eco-
nomical aspects of the adjustable induction electrical drives.
Creation of high-phase order induction motors’ modifications in
possible on the base of a stock 3-phase motors of basic design.
Polyphase supply of induction motors is guaranteed by a number
of the adjustable electrical drives’ power circuits. Results. Model-
ling of a number of adjustable electrical drives with induction
motors of different phase number working on the same load by its
character, value and required adjustment range is carried out. At
the utilization of the family of characteristics including mechani-
cal ones at different adjustment parameters on which loading
mechanism’s characteristics are superimposed regulation curves
representing dependences of electrical, energetic, thermal, me-
chanical, vibroacoustic quantities on the motors’ number of revo-
lutions are obtained. Originality. The proposed complex models
of adjustable electrical drives with high-phase order induction
motors give a possibility to carry out the grounded choice of the
drive’s acceptable variant. Besides, they can be used as design
models at the development of adjustable high-phase order induc-
tion motors. Practical value. The investigated change of vi-
broacoustic indicators at static and dynamical modes has been
determined decrease of these indicators in the drives with number
of phase exceeding 3. References 10, tables 2, figures 4.
Key words: adjustable high-order induction motor, semicon-
ductor frequency converter, mathematical modelling, regu-
lation curves, stator winding, vibroacoustic indicators.
|