Науковий вісник НГУ

Вплив неспіввісності з’єднання валів електричних машин на характер електричної потужності асинхронного двигуна

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №6 2022

Останнє оновлення: 28 грудня 2022

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1799

Authors:

О.В.Бялобржеський*, orcid.org/0000-0003-1669-4580, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, м. Кременчук, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В.Ю.Ноженко, orcid.org/0000-0003-0126-6970, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, м. Кременчук, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О.В.Тодоров, orcid.org/0000-0001-5703-6790, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, м. Кременчук, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2022, (6): 090 - 096

https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-6/090

Abstract:

Мета. Виявлення складових потужності вібрації, викликаної неспіввісністю з’єднання валів електричних машин у миттєвій потужності асинхронного двигуна.

Методика. Аналітично визначені складові потужності асинхронного двигуна з урахуванням потужності, що спричинена коливаннями моменту на валу. На підставі цього з використанням методів математичного моделювання в середовищі візуального програмування складена відома модель трифазного асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором. Додатково введено елементи та зв’язки, що реалізують формування моменту, зумовленого неврівноваженістю обертових мас. Із використанням Фурье-перетворення електричної потужності асинхронного двигуна визначено її дискретний спектр. Проведене експериментальне дослідження електричної потужності асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, в аналогічних модельним умовах, на лабораторному обладнані. Використанням віртуального приладу, синтезованого в пакеті LabVIEW, виконаний вейвлет-аналіз електричної потужності статора двигуна лабораторного електротехнічного комплексу.

Результати. Отримані диференційні рівняння асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором у системі координат abc, що відбивають розподіл миттєвої потужності в машині з урахуванням вібраційного моменту. У результаті моделювання за зазначеними рівняннями асинхронної машини, в умовах повної симетрії параметрів схеми й режиму з ексцентриситетом обертових мас, виявлені низькочастотні коливання електричної потужності статора з частотою 25 Гц. Аналогічні результати отримані в результаті вейвлет-аналізу електричної потужності асинхронного двигуна лабораторного електротехнічного комплексу.

Наукова новизна. Обґрунтована раціональність використання миттєвої електричної потужності статора асинхронного двигуна для виявлення вібрації, викликаної неспіввісністю з’єднання його валу з валом іншої машини, що дозволяє виявляти вібрації без складних методів вимірювання вібраційного зміщення та його похідних.

Практична значимість. Виявлення вібрації шляхом вимірювання електричних параметрів статорного кола асинхронного двигуна й визначення коливань його миттєвої потужності без використання спеціалізованого обладнання суттєво спрощує процедуру вібродіагностики на її перших етапах.

Ключові слова: асинхронний двигун, неспіввісність валів, електрична потужність, механічні вібрації

References.

1. Shreyner, R., Yemelianov, A., & Medvedev, A. (2010). Energy saving resources in intermittent modes of operation of a frequency-controlled asynchronous electric drive. Innovative technologies in the field of energy saving: materials of the regional scientific-practical conference of students, 79-86.

2. Pugachov, A. (2015). Minimization of power losses in an electric drive with a scalar induction motor control system. Cherepovets State University Bulletin, (3), 32-37.

3. Minervini, M., Mognaschi, M.E., Di Barba, P., & Frosini, L. (2021). Convolutional neural networks for automated rolling bearing diagnostics in induction motors based on electromagnetic signals. Applied Sciences (Switzerland), 11(17), 7878. https://doi.org/10.3390/app11177878.

4. Koura, M.B., Boudinar, A.H., Aimer, A.F., & Khodja, M.-el-A. (2021). Induction Motor Bearing Faults Diagnosis Using Stator Current and Vibration Analysis. Periodica Polytechnica Electrical Engineering and Computer Science, 65(4), 344-35. https://doi.org/10.3311/PPee.17284.

5. Petrushin, V. S., & Yenoktaev, R. N. (2014). Design Range Criteria for the Development of Variable Induction Motors. Electrical Engineering & Electromechanics, 5, 33-36.

6. Aarniovuori, L., Niemelä, M., Pyrhönen, J., Cao, W., & Agamloh, E. B. (2018). Loss Components and Performance of Modern Induction Motors. Proceedings of the XIII International Conference on Electrical Machines (ICEM). https://doi.org/10.1109/ICELMACH.2018.8507189.

7. Chenchevoi, V., Kuznetsov, V., Kuznetsov, V., Chencheva, O., Zachepa, I., Chornyi, O., Kovzel, M., …, & Levchenko, S. (2021). Development of mathematical models of energy conversion processes in an induction motor supplied from an autonomous induction generator with parametric non-symmetry. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(8(112)), 67-82. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239146.

8. Chumachova, А., & Kalinov, A. (2012). Compensation of the induction motor parametric asymmetry by means of the frequency-controlled electric drive. Technical Electrodynamics, (3), 87-88.

9. Zagirnyak, M., Kalinov, A., Melnikov, V., & Kochurov, I. (2015). Correction of the Operating Modes of an Induction Motor with Asymmetrical Stator Windings at Vector Control. Proceedings of the International Conference on Electrical Drives and Power Electronics (EDPE), 259-265. https://doi.org/10.1109/EDPE.2015.7325303.

10. Nozhenko, V., Bialobrzheskyi, O., & Rodkin, D. (2021). Revealing the Impact of Electromechanical Complex Mechanical Vibrations on Electrical Instantaneous Power. Proceedings of the 2021 IEEE 2 ^nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), 486-489. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek53812.2021.9570031.

11. Gavrelets, G., & Rodkin, D. (2016). Simulation of oscillatory processes in vibration isolation of the electromechanical equipment. Electromechanical and energy saving systems, 4(36), 44-52.

12. Bratash, О., & Kalinov, А. (2010). Research of vibration power of induction motor. Electromechanical and energy saving systems, 4(12), 28-33.

13. Daoud, M., & Iqbal, A. (2021). Vector control of dual 3-ϕ induction machine-based flywheel energy storage system using fuzzy logic controllers. AI and Machine Learning Paradigms for Health Monitoring System, 86, 339-349. https://doi.org/10.1007/978-981-33-4412-9_20.

14. Shreyner, R., Kalygin, A., & Krivoviaz, V. (2012). AC drives based on PWM direct frequency converters: monograph. Yekaterinburg: RGPPU.

15. Zagirnyak, M., Prus, V., & Somka, O. (2019). The methods for accounting the degree of electric machines aging in the assessment of their reliability. Proceedings of the International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), 194-197. https://doi.org/10.1109/MEES.2019.8896468.

16. Blekhman, I. I. (2013). Theory of vibration processes and devices. Vibration mechanics and vibration technology. St. Petersburg: Ore & Metals. ISBN: 978-5-98191-074-6.

17. Rodkin, D., Nozhenko, V., Bohatyrov, K., & Chenchevoi, V. (2017). Electric drive operation modes of above resonance vibration machine. Proceedings of the 2017 IEEE International conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), 140-143. https://doi.org/10.1109/MEES.2017.8248872.

18. Arfaoui, S., Mabrouk, A. B., & Cattani, C. (2021). Wavelet Analysis. Basic Concepts and Applications. New York: Chapman and Hall/CRC. https://doi.org/10.1201/9781003096924.

19. Todorov, O., Bialobrzheskyi, O., Reva, I., & Bezzub, M. (2021). Abruptly changing load timediagram analysis of transformer substation using wavelet transform. Proceedings of the 2021 IEEE 2 ^nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), 396-400. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek53812.2021.9570080.

• < Попередня
• Наступна >