Формування характеристик робочих режимів вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням

Метою статті є формування залежностей ККД від корисної потужності за зміни напруги живлення і кутів комутації, пульсацій частоти обертання ротора від моменту інерції приводу та механічних характеристик вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням, розроблення рекомендацій щодо забезпеч...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Електротехніка і електромеханіка
Date:	2019
Main Authors:	Бібік, О.В., Мазуренко, Л.І., Шихненко, М.О.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України 2019
Subjects:	Електричні машини та апарати
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159074
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:	Формування характеристик робочих режимів вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням / О.В. Бібік, Л.І. Мазуренко, М.О. Шихненко // Електротехніка і електромеханіка. — 2019. — № 4. — С. 12-16. — Бібліогр.: 10 назв. — укр., англ.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859585660717891584
author	Бібік, О.В. Мазуренко, Л.І. Шихненко, М.О.
author_facet	Бібік, О.В. Мазуренко, Л.І. Шихненко, М.О.
citation_txt	Формування характеристик робочих режимів вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням / О.В. Бібік, Л.І. Мазуренко, М.О. Шихненко // Електротехніка і електромеханіка. — 2019. — № 4. — С. 12-16. — Бібліогр.: 10 назв. — укр., англ.
collection	DSpace DC
container_title	Електротехніка і електромеханіка
description	Метою статті є формування залежностей ККД від корисної потужності за зміни напруги живлення і кутів комутації, пульсацій частоти обертання ротора від моменту інерції приводу та механічних характеристик вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням, розроблення рекомендацій щодо забезпечення їх ефективних і надійних робочих режимів у складі одноциліндрових поршневих компресорів. Целью статьи является формирование зависимостей КПД от полезной мощности при изменении напряжения питания и углов коммутации, пульсаций частоты вращения ротора от момента инерции привода и механических характеристик вентильно-индукторных двигателей с периодической нагрузкой, разработка рекомендаций по обеспечению их эффективных и надежных рабочих режимов в составе одноцилиндровых поршневых компрессоров. The purpose of the article is to create dependencies of efficiency on effective power when changing the supply voltage and switching angles, pulsation speeds of the rotor from the moment of inertia of the drive and mechanical characteristics of switched-reluctance motors with a periodic load, developing recommendations to ensure their effective and reliable operating modes in single-cylinder piston compressors.
first_indexed	2025-11-27T09:36:54Z
format	Article
fulltext	Електричні машини та апарати 12 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2019. №4 © О.В. Бібік, Л.І. Мазуренко, М.О. Шихненко УДК 621.313 doi: 10.20998/2074-272X.2019.4.02 О.В. Бібік, Л.І. Мазуренко, М.О. Шихненко ФОРМУВАННЯ ХАРАКТЕРИСТИК РОБОЧИХ РЕЖИМІВ ВЕНТИЛЬНО- ІНДУКТОРНИХ ДВИГУНІВ З ПЕРІОДИЧНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ Мета. Метою статті є формування залежностей ККД від корисної потужності за зміни напруги живлення і кутів комутації, пульсацій частоти обертання ротора від моменту інерції приводу та механічних характеристик венти- льно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням, розроблення рекомендацій щодо забезпечення їх ефектив- них і надійних робочих режимів у складі одноциліндрових поршневих компресорів. Методика. Для проведення дослі- джень використано імітаційне математичне моделювання, для розрахунку нелінійної залежності індуктивності від струму і кута повороту ротора – метод скінченних елементів. Результати. Запропоновано заходи по підвищенню ефективності і надійності приводів одноциліндрових поршневих компресорів та основі ВІД. Наукова новизна. Розроб- лено підходи, що забезпечують максимальні значення ККД і регламентований рівень пульсацій частоти обертання роторів ВІД одноциліндрових поршневих компресорів у робочому діапазоні регулювання частоти обертання з враху- ванням періодичного навантаження. Практичне значення. Розроблено алгоритм зміни напруги живлення і кутів комутації ВІД одноциліндрових компресорів одинарної дії, що забезпечують максимальні значення ККД при регулю- ванні частоти обертання в межах діапазону 1:6. Визначено мінімальні значення моментів інерції приводу одноцилін- дрових компресорів з ВІД потужністю 100 Вт, що забезпечують регламентований рівень пульсацій частоти обер- тання ротора ВІД при її регулюванні. Бібл. 10, рис. 5. Ключові слова: вентильно-індукторний двигун, періодичне навантаження, характеристики, коефіцієнт корисної дії, пульса- ції частоти обертання. Цель. Целью статьи является формирование зависимостей КПД от полезной мощности при изменении напряже- ния питания и углов коммутации, пульсаций частоты вращения ротора от момента инерции привода и механиче- ских характеристик вентильно-индукторных двигателей с периодической нагрузкой, разработка рекомендаций по обеспечению их эффективных и надежных рабочих режимов в составе одноцилиндровых поршневых компрессоров. Методика. Для проведения исследований использовано имитационное математическое моделирование, для расче- та нелинейной зависимости индуктивности от тока и угла поворота ротора – метод конечных элементов. Ре- зультаты. Предложены меры по повышению эффективности и надежности приводов одноцилиндровых поршне- вых компрессоров и основе ВИД. Научная новизна. Разработаны подходы, которые обеспечивают максимальные значения КПД и регламентированный уровень пульсаций частоты вращения роторов ВИД одноцилиндровых порш- невых компрессоров в рабочем диапазоне регулирования частоты вращения с учетом периодической нагрузки. Практическое значение. Разработан алгоритм изменения напряжения питания и углов коммутации ВИД одноци- линдровых компрессоров, который обеспечивает максимальные значения КПД при регулировании частоты враще- ния в пределах диапазона 1:6. Определены минимальные значения моментов инерции привода одноцилиндровых компрессоров с ВИД мощностью 100 Вт, обеспечивающие регламентированный уровень пульсаций частоты вра- щения ротора ВИД при ее регулировании. Библ. 10, рис. 5. Ключевые слова: вентильно-индукторный двигатель, периодическая нагрузка, характеристики, коэффициент полез- ного действия, пульсации частоты вращения. Постановка проблеми. Особливості експлуата- ції компресорних установок потребують використан- ня регульованого електроприводу, який забезпечує енергоефективні робочі режими [1-4]. Перспективни- ми є асинхронні двигуни з короткозамкненим рото- ром і перетворювачами частоти, які здійснюють плав- не регулювання частоти обертання ротора. Альтерна- тиву їм створюють керовані синхронні двигуни з еле- ктромагнітним збудженням або із збудженням від постійних магнітів, а також вентильно-індукторні двигуни з реактивним ротором [5]. Використання регульованих вентильно-індукторних двигунів завдя- ки їх високим енергетичним показникам, пусковим та регулювальним властивостям забезпечує вирішення проблеми підвищення ефективності і надійності елек- тромеханічного обладнання, що працює в умовах змінного навантаження. Для створення конкурентоспроможного венти- льно-індукторного привода герметичних поршневих компресорів (ГПК), зазвичай одноциліндрових ком- пресорів потужністю до 500 Вт, зі значною переван- тажувальною здатністю (до 3,0) необхідно забезпе- чити ефективні режими їх роботи із максимальними значеннями ККД в діапазоні регулювання частоти обертання компресорів 1:6 з допустимим рівнем пульсацій частоти обертання ротора та зменшити масо-габаритні показники і затрати на основні вузли машини. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Енер- гетичні показники електроприводів з періодичним навантаженням оцінюють за допомогою циклового ККД, який визначається за період одного циклу зміни навантаження. Довготривалий період роботи асинх- ронного електроприводу з періодичним навантажен- ням зі значними величинами максимального і пуско- вого моментів, в режимі недовантаження призводить до зниження енергоефективності і неоптимального використання енергоресурсів [6]. Рівень пульсацій частоти обертання ротора дви- гунів, традиційно асинхронних, герметичних поршне- вих компресорів жорстко регламентований стандар- тами і не може перебільшувати 20 %. Для зниження амплітуди цих пульсацій на ротор двигуна встанов- люють додаткову інерційну масу – маховик [7]. Важ- ливим кроком до підвищення надійності приводу ГПК ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2019. №4 13 є зниження пульсацій частоти обертання ротора до заданого рівня при її регулюванні в необхідному діа- пазоні. Аналіз досліджень вентильно-індукторного приводу [8] свідчить, що у сталих режимах його ККД знижується на 4 % при зменшенні навантаження у два рази, що підтверджено результатами [9]. В цій роботі [9] наведено характеристики ВІД з комутатором із С-скиданням і коливальним поверненням енергії за зміни напруги живлення і кутів комутації при сталому навантаженні. Комутатор і його схема керування до- статньо прості, що важливо для масового виробницт- ва компресорів, насосів тощо. Дослідження в даному напрямку потребують продовження з метою оцінки ККД і пульсацій частоти обертання ротора ВІД за зміни кутів комутації, напру- ги та моменту інерції привода з врахуванням періоди- чного навантаження. Це дозволить розробити заходи щодо регулювання частоти обертання ротора ВІД у складі компресорного обладнання та знизити затрати при розробці двигуна. Метою роботи є формування залежностей ККД від корисної потужності за зміни напруги живлення і кутів комутації, пульсацій частоти обертання ротора від моменту інерції приводу та механічних характе- ристик вентильно-індукторних двигунів з періодич- ним навантаженням, розроблення рекомендацій що- до забезпечення їх ефективних і надійних робочих режимів у складі одноциліндрових поршневих комп- ресорів. Математична модель вентильно-індукторного привода. Об’єктом дослідження є ВІД, який розроб- лено на базі асинхронного двигуна 4АА56А4У3 (но- мінальні потужність 120 Вт і частота обертання 3000 об/хв) з числом полюсів 6/4 і фаз m=3 з комутатором із С-скиданням і коливальним поверненням енергії [9]. Для дослідження режимів роботи використана математична модель [9], адекватність якої підтвер- джена порівнянням результатів чисельних та експе- риментальних досліджень. Її рівняння описують стру- ктурні елементи двигуна і враховують їх взаємний вплив. Для фази вентильно-індукторної машини право- мірне рівняння ,phphph ph Riu dt d   де uph, Rph, iph, ph – напруга на виході комутатора; опір, струм і потокозчеплення фази статора відповід- но. Фазний струм визначається як ),( 1 ph ph ph ph ph ph L i dt d Ldt di       де Lph – індуктивність фази статора, яка розрахована методом скінчених елементів [9] і представлена у вигляді функції струму та кута повороту ротора від- носно фази статора Lph = f(θph, iph); ph phL   – часткова похідна табличної функції Lph за кутом θph; ω – кутова частота обертання ротора; θph – кут повороту ротора відносно фази статора. Електромагнітний момент утворений однією фа- зою ВІД , 2 1 2 ph ph phph L iM    а сумарний момент М вентильно-індукторного двигу- на від дії m фаз . 1 )(   m k kphMM Диференціальне рівняння руху ),( 1 cMM Jdt d   де J – момент інерції компресора; Мc – момент наван- таження. Кут повороту ротора отримуємо з рівняння .  dt d Цей кут відносно фази статора ), 2 ;mod( R ph Z   де ZR – число зубців ротора Математичне моделювання ВІД виконано у сере- довищі MATLAB – Simulink з використанням бібліо- теки SymPowerSystems. В якості вхідних параметрів математичної моделі використано кути вмикання θon і вимикання θoff, напругу ланки постійного струму Ud та залежності індуктивності фази від кута повороту ро- тора і фазного струму. Математична модель враховує залежність моме- нту навантаження одноциліндрового ГПК одинарної дії від кута повороту ротора двигуна Mc = f(θ), який прикладений у діапазоні 7π/9 на періоді 2π, часова залежність якого представлена на рис. 1. Для порів- няння розрахунків робочих режимів зі сталим і пері- одичним навантаженням використовується середнє значення Мс(mean) останнього за період навантаження. Для рис. 1 – 0,33 Нм. Рис. 1. Часова залежність моменту навантаження одноциліндрового компресора Чисельний експеримент. За допомогою мате- матичної моделі ВІД розраховано його коефіцієнти корисної дії з врахуванням втрат в міді, магнітних та механічних втрат в робочих режимах з періодичним навантаженням. Розрахунок магнітних втрат, що складаються з втрат на гістерезис та на вихрові стру- ми, виконано на основі підходу [10]. Механічні втра- ти визначено з урахуванням зміни частоти обертання ротора і моменту від тертя в підшипниках [9]. Вико- ристано спосіб керування ВІД, що базується на зміні кута вмикання (θon = var) у межах θon = 36°…51° за сталого тактового кута (θk = 30°) і симетричній комутації. Залежності ККД від корисної потужності P2 за змі- ни напруги живлення та кутів комутації при сталому 14 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2019. №4 і періодичному навантаженні, коли Мc(mean) = 0,33 Нм, показані на рис. 2. Кожна залежність отримана при сталих кутах вмикання і вимикання і зміні напруги. Потужності 103 Вт відповідає частота обертання 3000 об/хв, 52 Вт – 1500 об/хв. Отримані залежності ККД з періодичним навантаженням з моментом інерції J = 0,510–3 кгм2 практично не відрізняються від ККД двигуна зі сталим навантаженням при J = 110–4 кгм2. (сталий момент дорівнює середньому значенню пері- одичного навантаження). а б Рис. 2. Залежності ККД від корисної потужності за зміни напруги живлення для різних кутів комутації при сталому Mc=const (а) і періодичному Mc=f(θ) (б) навантаженні для моментів інерції J=110–4 кгм2 та J=110–3 кгм2 відповідно. Зсув зони комутації в сторону зниження кутів вмикання та вимикання призводить до підвищення ККД двигуна, однак зростання ефективності спостері- гається не на всьому діапазоні навантажень. Це до- зволяє сформулювати алгоритм зміни кутів комутації, який забезпечує максимальні значення ККД вентиль- но-індукторних двигунів одноциліндрових компресо- рів одинарної дії на всьому інтервалі регулювання частоти обертання ротора:  в діапазоні 3000…1500 об/хв ВІД повинні пра- цювати з кутами комутації θon = 36°, θoff = 66° і напру- гою Ud = 133…77 В;  від 1500 до 1000 об/хв – за кутів θon = 39°, θoff = 69°, Ud = 185…137 В;  від 1000 до 500 об/хв – за θon = 42°, θoff = 72°, Ud = 149…88 В. Досліджено вплив моменту інерції приводу гер- метичного поршневого одноциліндрового компресора на пульсації частоти обертання ротора ВІД для діапа- зону регулювання частоти обертання 1:6 за постійних кутів комутації. Показано, що регламентований рівень пульсацій (δn = 20 %) при регулюванні частоти у діа- пазоні 1:3 (3000…1000 об/хв) можна забезпечити за моменту інерції приводу 510–4 кгм2, у діапазоні 1:4 (3000…750 об/хв) – 11-–3 кгм2 (рис. 3). Збільшення моменту інерції призводить до зменшення пульсацій і розширення діапазону регулювання. Рис. 3. Залежності пульсацій частоти обертання ротора ВІД від моменту інерції приводу одноциліндрового ГПК за сталих кутів θon = 42°, θoff = 72°. Розширення діапазону (до 1:6) за даної умови може бути реалізовано:  для пульсуючого навантаження двоциліндрового компресора (Мc(mean) = 0,33 Нм, момент інерції приво- ду J=11-–3 кгм2), що забезпечує пульсації частоти у межах 0,3…12,8 %,  для меншого у два рази навантаження за сталих кутів комутації за рахунок зміни напруги живлення. На рис. 4 зображені механічні характеристики ВІД при постійних кутах комутації (θon = 42°, θoff = 72°) за зміни напруги живлення у діапазоні 31…121 В, що дає можливість регулювати частоту обертання ротора у діапазоні 1:6 з періодичним навантаженням Мc(mean) = 0,165 Нм. Проведено дослідження впливу зменшення моме- нту навантаження у два рази на ККД двигуна за зміни кутів комутації (рис. 5). Показано, що при зниженні частоти обертання двигуна від 3000 до 500 об/хв. для кутів θon = 36° і θoff = 66° та Мc(mean) = 0,165 Нм його ККД зменшується на 1…5 % в порівнянні з Мc(mean) = 0,33 Нм. З’ясовано, що при номінальній частоті обертання для Мc(mean) = 0,165 Нм найбільший ККД забезпечують кути комутації θon = 36°, θoff = 66°, при частотах обертання у діапазоні 750…500 об/хв – кути θon = 42°, θoff = 72°, які дозволяють збільшити ККД на 2..5 % в порівнянні з кутами θon = 36° і θoff = 66°. ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2019. №4 15 Рис. 4. Механічні характеристики ВІД за різних значень напруги живлення (θon = 42°, θoff = 72°). Рис. 5. Залежності ККД від частоти обертання ротора ВІД при регулюванні частоти обертання ротора зміною напруги живлення та сталих кутах: а) Мc(mean) = 0,33 Нм; б) Мc(mean) = 0,165 Нм Висновки. 1. З використанням математичної моделі дослідже- но робочі режими вентильно-індукторних двигунів з комутатором із С-скиданням і коливальним повер- ненням енергії одноциліндрових поршневих компре- сорів за зміни напруги живлення, кутів комутації та моменту інерції з врахуванням періодичного наван- таження, що дозволило сформувати характеристики двигунів, які забезпечують підвищення їх енергоефе- ктивності і надійності. 2. Запропоновано алгоритм зміни напруги жив- лення і кутів комутації ВІД, який забезпечує макси- мальні значення ККД за зміни частоти обертання в діапазоні 1:6. 3. Визначено значення моментів інерції ВІД герме- тичних поршневих компресорів, які забезпечують рекомендований рівень пульсацій частоти обертання ротора 20 % в діапазонах: 1:4 – для одноциліндрових компресорів, 1:6 – двоциліндрових. 4. Результати досліджень можуть бути використані при створенні ВІД, що працюють у складі компресо- рів і насосів у сферах комунального і промислового призначення. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Живица В.И., Онищенко О.А., Радимов И.Н., Шевчен- ко В.Б. Современный электропривод холодильных устано- вок // Холодильная техника и технология. – 1999. – №64. – С. 112-116 2. Andersen H.R. Motor drives for variable speed compressors: Introduction and state of the art analysis: PhD Thesis. Aalborg University. – 1996. – vol.1. – 62 p. 3. Jakobsen A., Rasmussen B. Energy optimization of domes- tic refrigerators Major energy saving by use of variable speed compressors and evaporator fans // International Appliance Manufacturing. – 1998. – pp. 105-109. 4. Monasry J.F., Hirayama T., Aoki T., Shida S., Hatayama M., Okada M. Development of large capacity and high effi- ciency rotary compressor // 24th International Compressor Engi- neering Conference at Purdue, July 9-12, 2018. – paper 2576. 5. Бібік О.В. Аналіз і основні тенденції розвитку електроме- ханічних перетворювачів енергії для систем з періодичним навантаженням // Праці Інституту електродинаміки Націона- льної академії наук України. – 2016. – №43. – С. 37-43. 6. Бібік О.В. Обґрунтування підходів до проектування асинхронних двигунів зі змінним навантаженням // Вісник НТУ «Харківський політехнічний інститут». Серія: Елект- ричні машині та електромеханічне перетворення енергії. – 2019. – №4(1329). – С. 94-98. doi: 10.20998/2409- 9295.2019.4.14. 7. Морозюк Л.И., Морозюк Т.В., Ястребова Л.В. Проекти- рование поршневого компрессора холодильных машин и тепловых насосов. – Одесса: ОГАХ, 2003. – 75 с. 8. Andrada P., Blanque B., Perat J.I., Torrent M., Martinez E., Sanchez J.A. Comparative efficiency of switched reluctance and induction motor drives for slowly varying loads // International Conference on Renewable Energies and Power Quality (ICREPQ’06). – 2007. 9. Мазуренко Л.І., Бібік О.В., Білик О. А., Шихненко М. О. Моделювання режимів та регулювання частоти обертання вентильно-індукторного двигуна з перетворювачем із С– скиданням і коливальним поверненням енергії при зміні кутів комутації // Вісник НТУ «Харківський політехнічний інститут». Серія: Електричні машині та електромеханічне перетворення енергії. – 2016. – №11(1183). – С. 64-69. 10. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические ма- шины. В 2-х. ч. Ч.1. – Машины постоянного тока. Транс- форматоры. Учебник для студентов высш. техн. учеб. заве- дений. – Л.: «Энергия», 1972. – 544 с. REFERENCES 1. Zhivitsa V.I., Onischenko O.A., Radimov I.N., Shevchenko V.B. Modern electric drive of refrigeration units. Refrigeration Engineering and Technology, 1999, iss.64, pp. 112-116. (Rus). 2. Andersen H.R. Motor drives for variable speed compres- sors: Introduction and state of the art analysis. PhD Thesis. Aalborg University Publ., 1996, vol.1, 62 p. 3. Jakobsen A., Rasmussen B. Energy optimization of domes- tic refrigerators Major energy saving by use of variable speed compressors and evaporator fans. International Appliance Manufacturing, 1998, pp. 105-109. 4. Monasry J.F., Hirayama T., Aoki T., Shida S., Hatayama M., Okada M. Development of large capacity and high effi- ciency rotary compressor. 24th International Compressor Engi- neering Conference at Purdue, July 9-12, 2018, paper 2576. 5. Bibik O.V. Analysis and main trends of electromechanical energy converters for systems with periodic load. Works of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sci- ences of Ukraine, 2016, no.43, pp. 37-43. (Ukr). 6. Bibik O.V. Rationale approaches to designing asynchronous motors with variable load. Bulletin of the National Technical 16 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2019. №4 University «KhPI». Series: Electrical Machines and Electrome- chanical Energy Conversion, 2019, no.4(1329), pp. 94-98. (Ukr). doi: 10.20998/2409-9295.2019.4.14. 7. Morozyuk L.I., Morozyuk T.V., Iastrebova L.V. Proektiro- vanie porshnevogo kompressora holodilnyih mashin i teplovyih nasosov [Designing a piston compressor for refrigerating ma- chines and heat pumps]. Odessa, OGAH Publ., 2003. 75 p. (Rus). 8. Andrada P., Blanque B., Perat J.I., Torrent M., Martinez E., Sanchez J.A. Comparative efficiency of switched reluctance and induction motor drives for slowly varying loads. International Conference on Renewable Energies and Power Quality (ICREPQ’06), 2007. 9. Mazurenko L.I., Bibik O.V., Bilyk O.A., Shihnenko M.O. Simulation mode and speed control of switched reluctance motor using a converter with the C-dump and the oscillation return of energy at changing switching angles. Bulletin of the National Technical University «KhPI». Series: Electrical Ma- chines and Electromechanical Energy Conversion, 2016, no.11(1183), p. 64-69. (Ukr). 10. Kostenko M.P. Piotrovsky L.M. Elektricheskie mashinyi. V 2-h. ch. Ch.1. – Mashinyi postoyannogo toka. Transformatoryi. Uchebnik dlya studentov vyisshih tehnicheskih uchebnyih zave- deniy [Electric machines. In 2 parts. Рart 1. – DC machines. Transformers. Textbook for students of higher technical educa- tional institutions]. Leningrad, Energy Publ., 1972. 544 p. (Rus). Надійшла (received) 11.06.2019 Бібік Олена Василівна1, к.т.н., доц., Мазуренко Леонід Іванович1, д.т.н., проф., Шихненко Максим Олегович1, м.н.с., 1 Інститут електродинаміки НАН України, 03057, Київ, пр. Перемоги, 56, тел/phone +380 44 3662491, e-mail: bibik@ied.org.ua; mlins@ied.org.ua O.V. Bibik1, L.I. Mazurenko1, M.O. Shykhnenko1 1 The Institute of Electrodynamics of the NAS of Ukraine, 56, prospekt Peremogy, Kiev, 03057, Ukraine. Formation of characteristics of operating modes of switched reluctance motors with periodic load. Purpose. The purpose of the article is to create dependencies of efficiency on effective power when changing the supply voltage and switching angles, pulsation speeds of the rotor from the moment of inertia of the drive and mechanical characteristics of switched-reluctance motors with a periodic load, developing recommendations to ensure their effective and reliable operat- ing modes in single-cylinder piston compressors. Methodology. To carry out research simulation mathematic modeling was used, to calculate the nonlinear inductance dependence on current and rotor angle, the finite element method. Results. The measures of improve the efficiency and reliability of drives single-cylinder piston compressors on the basis of the SRM has been proposed. Originality. Approaches that provide maximum efficiency values and a regulated level of ripple speeds of rotors SRM of single-cylinder reciprocating compressors in the operat- ing frequency control range, with periodic load have been de- veloped. Practical value. Algorithm for changing the supply voltage and switching angles of the SRM of single-cylinder compressors, which provides maximum efficiency values SRM when the rotational speed changes within the 1:6 range, has been developed. The minimum values of the moments of inertia of the drive of single-cylinder compressors, providing a regu- lated level of pulsations of the rotational speed of the rotor SRM with its regulation, were determined. References 10, figures 5. Key words: switched reluctance motor, periodic load, charac- teristics, efficiency, rotation frequency ripples.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-159074
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	2074-272X
language	Ukrainian
last_indexed	2025-11-27T09:36:54Z
publishDate	2019
publisher	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
record_format	dspace
spelling	Бібік, О.В. Мазуренко, Л.І. Шихненко, М.О. 2019-09-22T10:06:20Z 2019-09-22T10:06:20Z 2019 Формування характеристик робочих режимів вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням / О.В. Бібік, Л.І. Мазуренко, М.О. Шихненко // Електротехніка і електромеханіка. — 2019. — № 4. — С. 12-16. — Бібліогр.: 10 назв. — укр., англ. 2074-272X DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2019.4.02 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159074 621.313 Метою статті є формування залежностей ККД від корисної потужності за зміни напруги живлення і кутів комутації, пульсацій частоти обертання ротора від моменту інерції приводу та механічних характеристик вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням, розроблення рекомендацій щодо забезпечення їх ефективних і надійних робочих режимів у складі одноциліндрових поршневих компресорів. Целью статьи является формирование зависимостей КПД от полезной мощности при изменении напряжения питания и углов коммутации, пульсаций частоты вращения ротора от момента инерции привода и механических характеристик вентильно-индукторных двигателей с периодической нагрузкой, разработка рекомендаций по обеспечению их эффективных и надежных рабочих режимов в составе одноцилиндровых поршневых компрессоров. The purpose of the article is to create dependencies of efficiency on effective power when changing the supply voltage and switching angles, pulsation speeds of the rotor from the moment of inertia of the drive and mechanical characteristics of switched-reluctance motors with a periodic load, developing recommendations to ensure their effective and reliable operating modes in single-cylinder piston compressors. uk Інститут технічних проблем магнетизму НАН України Електротехніка і електромеханіка Електричні машини та апарати Формування характеристик робочих режимів вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням Formation of characteristics of operating modes of switched reluctance motors with periodic load Article published earlier
spellingShingle	Формування характеристик робочих режимів вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням Бібік, О.В. Мазуренко, Л.І. Шихненко, М.О. Електричні машини та апарати
title	Формування характеристик робочих режимів вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням
title_alt	Formation of characteristics of operating modes of switched reluctance motors with periodic load
title_full	Формування характеристик робочих режимів вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням
title_fullStr	Формування характеристик робочих режимів вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням
title_full_unstemmed	Формування характеристик робочих режимів вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням
title_short	Формування характеристик робочих режимів вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням
title_sort	формування характеристик робочих режимів вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням
topic	Електричні машини та апарати
topic_facet	Електричні машини та апарати
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159074
work_keys_str_mv	AT bíbíkov formuvannâharakteristikrobočihrežimívventilʹnoínduktornihdvigunívzperíodičnimnavantažennâm AT mazurenkolí formuvannâharakteristikrobočihrežimívventilʹnoínduktornihdvigunívzperíodičnimnavantažennâm AT šihnenkomo formuvannâharakteristikrobočihrežimívventilʹnoínduktornihdvigunívzperíodičnimnavantažennâm AT bíbíkov formationofcharacteristicsofoperatingmodesofswitchedreluctancemotorswithperiodicload AT mazurenkolí formationofcharacteristicsofoperatingmodesofswitchedreluctancemotorswithperiodicload AT šihnenkomo formationofcharacteristicsofoperatingmodesofswitchedreluctancemotorswithperiodicload

Формування характеристик робочих режимів вентильно-індукторних двигунів з періодичним навантаженням

Institution

Similar Items