Науковий вісник НГУ

Розрахунково-експериментальне визначення параметрів схем заміщення та характеристик асинхронних двигунів

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 1

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Електротехнічні комплекси та системи

Останнє оновлення: 11 листопада 2014

Опубліковано: 11 листопада 2014

Перегляди: 5074

Автори:

В.Ф. Сивокобиленко, доктор технічних наук, професор, Державний вищий навчальний заклад „Донецький національний технічний університет“, завідувач кафедри електричних станцій, м.Донецьк, Україна

С.В. Василець, кандидат технічних наук, Державний вищий навчальний заклад „Донецький національний технічний університет“, доцент кафедри гірничої електротехніки та автоматики ім. Р.М. Лейбова, м.Донецьк, Україна

Реферат:

Мета. Розробка методу, що дозволяє за даними експлуатаційних режимів пуска та роботи з навантаженням асинхронного електродвигуна визначити параметри схеми заміщення, яка враховує втрати у сталі та вплив ефекту витіснення струмів у роторі, а також алгоритму розрахунку за визначеними параметрами двигуна усталених та перехідних режимів роботи привода.

Методика. Включає визначення параметрів статорного кола, обчислення, за даними двох дослідів з різними коефіцієнтами завантаження механізму, вхідних активного та індуктивного опорів двигуна. Визначаються різниці провідностей роторних кіл для двох дослідів навантаження, відношення яких дозволяє скласти квадратне рівняння, та з його рішення знайти сталу часу та параметри ротора для області робочих ковзань. Після цього обчислюються параметри контура втрат у сталі та індуктивного опору взаємоіндукції, а також еквівалентного двокліткового ротора з параметрами, що не залежать від ковзання. Статичні характеристики двигуна можуть бути отримані на основі розрахунків безпосередньо за схемою заміщення. Для розрахунку динамічних характеристик двигуна складені диференційні рівняння в нерухомій  відносно статора системі координат.

Результати. Розроблено метод експериментального визначення параметрів Т-подібної схеми заміщення асинхронного електропривода, що відрізняється простотою реалізації, оскільки не потребує спеціалізованого обладнання та проведення досліду неробочого ходу, а використовує дані з нормальних експлуатаційних режимів роботи привода при навантаженні та в режимі пуску. Показано, що за даними двох дослідів навантаження при різних ковзаннях можуть бути визначені параметри гілки намагнічування для врахування втрат у сталі, струм неробочого хода, номінальне ковзання, а також значення параметрів ротора в області номінальних ковзань. Наведено спосіб урахування впливу витіснення струму на параметри ротора шляхом представлення його у вигляді двох паралельно включених гілок, параметри яких визначають за значеннями вхідних опорів у дослідах навантаження та в режимі пуску при одиничному ковзанні.

Наукова новизна. Показано, що на основі вимірювання параметрів пускового режиму та режимів роботи під навантаженням є можливим визначити втрати, струм неробочого хода та номінальне ковзання асинхронного двигуна, а також параметри контурів ротора, які враховують ефект витіснення струму, що дозволяє уточнити каталожні дані.

Практична значимість. Полягає у зниженні витрат на визначення параметрів схеми заміщення асинхронного двигуна завдяки зменшенню кількості необхідних дослідів. 

Список літератури / References:

1. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины / Иванов-Смоленский А.В. – [3-е изд., стереот.]. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006. – Т. 1. – 2006. – 652 с.

Ivanov-Smolenskiy, A.V. (2006), Electricheskie mashiny [Electrical Machines], Vol.1, Izdatelskiy dom MEI, Moscow, Russia.

2. Saffet Ayasun and Chika O. (2005), “Induction motor tests using MATLAB/Simulink and their Integration into undergraduate electric machinery courses”, IEEE Transactions on education, Vol. 48, no. 1, pp. 37–46.

3. Сивокобыленко В.Ф. Определение параметров схем замещения глубокопазных асинхронных электродвигателей на основе экспериментальных данных / В.Ф. Сивокобыленко, С.Н. Ткаченко // Електромеханічні та енергозберігаючі системи. Тематичний випуск „Проблеми автоматизованого електроприводу. Теорія і практика“. – 2012. – Вип. 3/2012 (19). – C. 562–565.

Sivokobylenko, V.F. and Tkachenko, S.N. (2012), “Determation of equivalent schemes of deep-bar induction motors parameters using experimental data”, Electromekhanichni ta energozerigayuchi systemy. Tematichniy vypusk “Problemy avtomatyzovanogo electropryvoda. Teoriia i praktyka”, no. 3/2012(9), pp. 562–565.

4. Мощинский Ю.А. Определение параметров схемы замещения асинхронной машины по каталожным данным /Ю.А. Мощинский, В.Я. Беспалов, А.А. Корякин // Электричество. – 1998. – № 4. – С. 38–42.

Moshinskiy, Yu.A. (1998), “Parameters of induction motor equivalent circuit estimation using catalogue data”, Elektrichestvo, no. 4, pp. 38–42.

5. Zhi Gao, Larry A. Turner and Roy S. (2012), Colby Patent 2012/0098477 (US), H02P 23/14 Methods and devices for estimation of induction motor inductance parameters, Appl. No.: 12/909.589. Filed: 21.10.2010. Pub. Date: 26.04.2012.

6. Бешта А.С. Особенность применения Т-образной схемы замещения асинхронного двигателя для задач идентификации параметров / А.С. Бешта, А.А. Семин // Енергомеханічні та енергозберігаючі системи. – 2012. – Вип. 3/2012 (19). –C. 553–555.

Beshta, A.S. and Semin, A.A. (2012), “Special feature of using of T-shaped induction motor equivalent circuit for problems of parameters identification”, Energomekhanichni i energozberigayuchi systemy, no. 3/2012 (19), pp. 553–555.

7. Benecke, M., Doebbelin, R., Griepentrog, G. and Lindemann, A. (2011), “Skin effect in squirrel cage rotor bars and its consideration in simulation of non-steady-state operation of induction machines”, Progress in electromagnetics research symposium proceedings, Marrakesh, Morocco: Mar. 20–23, pp. 1451–1455.

8. Сивокобиленко В.Ф. Математичне моделювання в електротехниці та енергетиці / Сивокобиленко В.Ф. – Донецьк: РВА ДонНТУ, 2005. – 350 с.

Sivokobylenko, V.F. (2005), Matematichne modeliuvannia v elektrotekhnytsi i energetytsi [Mathematical Modelling in Electrical and Power Engineering], RVA DonNTU, Donetsk, Ukraine.

9. Семин А.А. Оценка эффективноcти экспериментального определения параметров схем замещения асинхронных двигателей с учетом потерь в стали / А.А. Семин // Вісник національного університета „ХПІ“. – 2013. – № 36(1009). – С. 149–151.

Semin, A.A. (2013), “The efficiency estimation of parameters experimental determining for induction motor equivalent circuit with iron loss”, Visnyk natsionalnogo universytetu “KhPI”, no. 36(1009), pp. 149–151.

10. Теоретические основы электротехники: в 3-х томах / [Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л.] – СПб.: „Питер“, 2003.

Demirchan, K.S., Neyman, L.R., Korovkin, N.V. and Chechurin, V.L. (2003), Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki [Theory of Electrical Engineering], Piter, Saint-Petersburg, Russia.

2014_5_sivokobylenko
2014-11-10  511.8 KB  1037

• < Попередня