Дослідження роботи трифазно-однофазних асинхронних електроприводів при стохастичних навантаженнях

Розроблено та досліджено систему керування трифазно-однофазного асинхронного електроприводу з регульованим фазозміщуючим модулем, що дозволяє отримати симетричний режим при випадковому характері зміни навантаження....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2014
Автор:	Шуруб, Ю.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України 2014
Назва видання:	Електротехніка і електромеханіка
Теми:	Електричні машини та апарати
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148701
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Дослідження роботи трифазно-однофазних асинхронних електроприводів при стохастичних навантаженнях / Ю.В. Шуруб // Електротехніка і електромеханіка. — 2014. — № 2. — С. 64–65. — Бібліогр.: 3 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-148701
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1487012019-02-19T01:29:27Z Дослідження роботи трифазно-однофазних асинхронних електроприводів при стохастичних навантаженнях Шуруб, Ю.В. Електричні машини та апарати Розроблено та досліджено систему керування трифазно-однофазного асинхронного електроприводу з регульованим фазозміщуючим модулем, що дозволяє отримати симетричний режим при випадковому характері зміни навантаження. Разработана и исследована система управления трехфазно-однофазного асинхронного электропривода с регулируемым фазосмещающим модулем, которая позволяет получить симметричный режим при случайном характере изменения нагрузки. A control system for a three-phase-single- phase induction electric drive with a controlled phase-shifting module is developed and studied to result in a symmetric regime under stochastic load variations. 2014 Article Дослідження роботи трифазно-однофазних асинхронних електроприводів при стохастичних навантаженнях / Ю.В. Шуруб // Електротехніка і електромеханіка. — 2014. — № 2. — С. 64–65. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. 2074-272X DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2014.2.15 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148701 621.313 uk Електротехніка і електромеханіка Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Електричні машини та апарати Електричні машини та апарати
spellingShingle	Електричні машини та апарати Електричні машини та апарати Шуруб, Ю.В. Дослідження роботи трифазно-однофазних асинхронних електроприводів при стохастичних навантаженнях Електротехніка і електромеханіка
description	Розроблено та досліджено систему керування трифазно-однофазного асинхронного електроприводу з регульованим фазозміщуючим модулем, що дозволяє отримати симетричний режим при випадковому характері зміни навантаження.
format	Article
author	Шуруб, Ю.В.
author_facet	Шуруб, Ю.В.
author_sort	Шуруб, Ю.В.
title	Дослідження роботи трифазно-однофазних асинхронних електроприводів при стохастичних навантаженнях
title_short	Дослідження роботи трифазно-однофазних асинхронних електроприводів при стохастичних навантаженнях
title_full	Дослідження роботи трифазно-однофазних асинхронних електроприводів при стохастичних навантаженнях
title_fullStr	Дослідження роботи трифазно-однофазних асинхронних електроприводів при стохастичних навантаженнях
title_full_unstemmed	Дослідження роботи трифазно-однофазних асинхронних електроприводів при стохастичних навантаженнях
title_sort	дослідження роботи трифазно-однофазних асинхронних електроприводів при стохастичних навантаженнях
publisher	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
publishDate	2014
topic_facet	Електричні машини та апарати
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148701
citation_txt	Дослідження роботи трифазно-однофазних асинхронних електроприводів при стохастичних навантаженнях / Ю.В. Шуруб // Електротехніка і електромеханіка. — 2014. — № 2. — С. 64–65. — Бібліогр.: 3 назв. — укр.
series	Електротехніка і електромеханіка
work_keys_str_mv	AT šurubûv doslídžennârobotitrifaznoodnofaznihasinhronnihelektroprivodívpristohastičnihnavantažennâh
first_indexed	2025-07-12T20:01:04Z
last_indexed	2025-07-12T20:01:04Z
_version_	1837472644879876096
fulltext	64 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2014. №2 © Ю.В. Шуруб УДК 621.313 Ю.В. Шуруб ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ ТРИФАЗНО-ОДНОФАЗНИХ АСИНХРОННИХ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ ПРИ СТОХАСТИЧНИХ НАВАНТАЖЕННЯХ Розроблено та досліджено систему керування трифазно-однофазного асинхронного електроприводу з регульованим фазо- зміщуючим модулем, що дозволяє отримати симетричний режим при випадковому характері зміни навантаження. Разработана и исследована система управления трехфазно-однофазного асинхронного электропривода с регулируе- мым фазосмещающим модулем, которая позволяет получить симметричный режим при случайном характере изме- нения нагрузки. ВСТУП Режими роботи багатьох електроприводів, що використовуються в механізмах будівельного, сільсь- когосподарського виробництв та комунального гос- подарства, характеризуються випадковою зміною мо- мента навантаження в широкому діапазоні [1]. Це стосується і електроприводів на базі трифазного аси- нхронного двигуна (АД), що живляться від однофаз- ної мережі – трифазно-однофазних електроприводів з регульованими фазозміщуючими модулями. Системи керування такими електроприводами спрямовані на мінімізацію струмів зворотної послідовності, але в динамічних стохастичних режимах з інтенсивною зміною навантаження (дробарки, будівельно- оздоблювальні машини) через наявність механічної та електромагнітної інерційностей в контурі зворотного зв`язку регульованого фазозміщуючого модуля не вдається отримати оптимальний режим роботи. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ В [2] запропонована схема трифазно- однофазного електроприводу з триелементним фазоз- міщуючим модулем з дискретним триступеневим ре- гулюванням ємностей конденсаторів (рис.1). Рис. 1. Функціональна схема трифазно-однофазного електроприводу з триелементним фазозсуваючим модулем Регульованим параметром в даній схемі є коефі- цієнт несиметрії, який визначається непрямо через момент навантаження, що в свою чергу контролюєть- ся за допомогою датчиків електричних величин – фа- зних напруг та струмів. Перемикання ступенів відбу- вається за допомогою керуючого пристрою, що вклю- чає в себе датчики тих фазних напруг і струмів (ДН та ДС), що є найбільш чутливими до зміни навантажен- ня, мікропроцесорний регулятор коефіцієнту несиме- трії (РКН), що визначає за показами датчиків необ- хідний ступінь фазозміщуючого модуля, та напівпро- відникові комутатори ємностей (КЄ). Залежність ККД двигуна 4А71А2 в трифазно-однофазному електро- приводі за схемою рис.1 від навантаження приведена на рис. 2. Кожний ступінь регулювання даного фазозмі- щуючого модуля відповідає визначеному діапазону зміни навантаження, які на рис.2 позначені цифрами І, ІІ і ІІІ. Визначення оптимальних значень ємностей фазозсуваючих конденсаторів для кожного із ступенів в статичному режимі роботи та методика визначення алгоритму перемикання ступенів викладені в [2]. ,% нM M 100 12080 6040200 65 60 70 75 , % I III II Рис. 2. Залежність ККД від навантаження Запропонована замкнута система керування мо- же забезпечити симетричний режим роботи асинх- ронного двигуна в широкому діапазоні зміни наван- таження і відповідно знизити його енергоспоживання та підвищити надійність його роботи. Але оскільки розглядаються режими навантаження електроприво- дів, що мають різко змінний випадковий характер, система керування через наявність електромагнітної та механічної інерційностей в замкнутому контурі не дозволяє отримати оптимальний режим без відповід- ної фільтрації випадкової складової навантаження. Отже, керуючий мікропроцесорний пристрій для вра- хування стохастичного характеру зміни навантаження повинен бути доповнений фільтром випадкової вели- чини, який може бути поданий як статистично опти- мальний регулятор [3], синтез якого відбувається за критерієм мінімуму середньоквадратичної похибки регульованого параметру – в даному випадку, коефі- цієнта несиметрії. Розрахунки показали, що при навантаженні, що має експоненціальну кореляційну функцію, передато- ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2014. №2 65 чною функцією оптимального регулятора буде інер- ційна ланка, а при навантаженні з експоненціально- косінусною кореляційною функцією – послідовне з`єднання аперіодичної ланки другого порядку та фо- рсуючої ланки. За методикою [3] проведено синтез статистично оптимального регулятора електроприводу прямоточ- ної дробарки зерна, виконаного за запропонованою схемою. Кореляційна функція і спектральна густина випадкової складової процесу зміни навантаження добре апроксимуються виразами виду   cos)( 2eR , (1)                     2222 2 )(S , (2) де  – коефіцієнт, що характеризує інтенсивність зга- сання кореляційної функції;  – коефіцієнт, що визна- чає кутову частоту коливань. Часові діаграми зміни електромагнітного момен- ту трифазно-однофазного електроприводу за схемою рис.1 при випадковому моменті навантаження з екс- поненціально-косінусною кореляційною функцією (1) при застосуванні статистично оптимального регуля- тора та без такого регулятора показані на рис.3. Дані діаграми отримані шляхом математичного моделю- вання. Цифрами І, ІІ, ІІІ показані зони, в яких відбува- ється робота з одним із трьох ступенів фазозміщую- чого модуля. Суцільними лініями між цими зонами показані лінії перемикання ступенів. Відзначимо, що з рис. 3 видно, що при застосуванні оптимального філь- тру перемикання між ступенями відбувається значно рідше, ніж при відсутності фільтру. Рис. 3. Часові діаграми зміни електромагнітного моменту трифазно-однофазного асинхронного електроприводу Проведені дослідження показали ефективність фільтрації статистично оптимальними регуляторами високочастотних складових моменту навантаження з відповідним зниженням дисперсії електромагнітного моменту в 4-5 разів. Завдяки цьому є можливим сут- тєве зниження амплітуди пульсацій електромагнітно- го моменту та відповідних навантажень на механічні вузли, зменшення кількості перемикань комутатора ємностей та збільшення енергетичних показників еле- ктроприводу. ВИСНОВКИ Запропонована система керування трифазно- однофазним електроприводом з триелементним дис- кретно регульованим фазозміщуючим модулем. Для забезпечення мінімальної дисперсії струму зворотної послідовності при стохастичній зміні навантаження в системі керування застосовано алгоритм оптимальної фільтрації, що дозволяє отримати в однофазному ре- жимі ККД АД близький до ККД того ж АД при симе- тричному живленні при роботі в динамічному режимі зміни навантаження за випадковими законами. Засто- сування оптимального фільтру дозволяє не тільки знизити дисперсію електромагнітного моменту (або дисперсію струму зворотної послідовності) трифазно- однофазного асинхронного електроприводу, тим са- мим збільшивши його ККД, але й зменшити кількість перемикань комутатора ємностей, що збільшує в ці- лому надійність запропонованої системи. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Ільїчов І.П., Хандола Ю.М., Середа А.І., Хандола О.Ю., Федюшко Ю.М. Методи вибору приводних електродвигунів для машин та механізмів, які працюють при випадковому навантаженні // Вісник Харківського національного техніч- ного університету сільського господарства ім. П. Василенка. – 2011. – Вип.116. – С. 69-72. 2. Шуруб Ю.В. Трифазно-однофазний асинхронний елект- ропривод з багатоелементним ємнісним фазозміщуючим модулем // Електротехніка і електромеханіка. – 2011. – №3. – C. 49-50. 3. Шуруб Ю.В. Розробка системи керування трифазно- однофазних асинхронних електроприводів при випадкових навантаженнях // Електромеханічні і енергозберігаючі сис- теми. – 2012. – Вип.1. – C. 12-15. Bibliography (transliterated): 1. Illichov I.P., Handola Yu.M., Sereda A.I., Handola О.Yu., Fediushko Yu.M. Methods of choice of electric motors of drives for machines and mechanisms which work with casual loadings. Bulletin of Kharkiv Petro Vasylenko National Technical Univer- sity of Agriculture (KhNTUA), 2011, no.116, pp. 69-72. 2. Shurub Yu.V. A three-one phase induction electric drive with a multiple-unit capacitor phase-shifting modules. Electrical engineering & electromechanics, 2011, no.3, pp. 49-50. 3. Shurub Yu.V. Working out of system of control of three-one phase induction electric drives at random loads. Electromechani- cal and energy saving systems, 2012, no.1 (17), pp. 12-15. Надійшла (received) 20.09.2013 Шуруб Юрій Вікторович, к.т.н., с.н.с., Інститут електродинаміки НАН України, 03680, Київ, пр. Перемоги, 56, тел/phone +38 044 4542637, e-mail: shurub@bigmir.net Yu.V. Shurub Institute of Electrodynamics of NAS Ukraine, Kyiv, Ukraine 56, Peremogy Avenue, Kyiv-57, 03680, Ukraine Investigation of a three-phase-single-phase induction electric drive under stochastic loads. A control system for a three-phase-single- phase induction elec- tric drive with a controlled phase-shifting module is developed and studied to result in a symmetric regime under stochastic load variations. Key words – induction electric drive, phase-shifting module, stochastic load.

Дослідження роботи трифазно-однофазних асинхронних електроприводів при стохастичних навантаженнях

Репозитарії

Схожі ресурси