Аннотация
В электроприводе, выполненном на базе асинхронного двигателя с фазным ротором, предложено регулировать ток ротора с помощью выпрямительно-инверторного блока, при этом вход выпрямителя подключен к выводам обмотки ротора двигателя, а выход инвертора, выполненного на базе IGBT-транзисторов с обратными диодами, – к частотно-зависимому индуктивно-активному сопротивлению, в звено постоянного тока включен емкостный фильтр. В системе электропривода реализован плавный пуск асинхронного двигателя с фазным ротором с возможностью регулирования и поддержания постоянства пускового момента с обеспечением требуемого ускорения. Такую систему электропривода предложено использовать на конвейерах металлургических производств, зачастую не требующих регулирования скорости, но обеспечивающих пусковые режимы с заданным темпом разгона, в том числе и при полной загрузке конвейера. Система электропривода сочетает некоторые свойства асинхронного вентильного каскада и систем параметрического управления. Описана работа системы управления инвертором, реализующая стабилизацию тока ротора асинхронного электродвигателя за счет изменения частоты на выходе инвертора напряжения в функции выпрямленного тока ротора двигателя. Частотно-зависимое индуктивно-активное сопротивление, названное индукционным сопротивлением, содержит массивный магнитопровод с тремя трубчатыми стержнями, соединенными ярмом, на каждом из стержней размещена однослойная фазная обмотка. Толщина стенок трубчатых стержней не превышает глубины проникновения электромагнитного поля в массивный ферромагнитный материал. Приведены результаты экспериментальных исследований частотных характеристик индукционного сопротивления. Разработана математическая модель системы электропривода, проведено компьютерное моделирование динамических процессов с использованием пакета прикладных программ MATLAB Simulink. Доказана возможность реализации предложенного способа управления процессом пуска асинхронного двигателя со стабилизацией пускового момента.
Ключевые слова
Асинхронный двигатель с фазным ротором, пусковой момент, выпрямитель, инвертор, фильтр, индукционное сопротивление.
1. Браславский И.Я., Ишматов З.Ш., Поляков В.Н. Энергосберегающий асинхронный электропривод. М.: Академия, 2004. 256 с.
2. Jiang You, Minghao Liu, Jiarui Ma, Hongjie Jia Modeling and Analyse of Induction Motor Drive System with Consideration of DC Bus Stabilization and Control Performance // 8th International Power Electronics and Motion Control Conference. 2016. Pp. 1362–1368.
3. Dargad R., Dubey G. Control of Induction Motor Using оf Saturistor with High Eddy Current Loss // Journal–EL. 1975. Vol.56. №10. Pp. 51–56.
4. Онищенко Г.Б., Локтева И.Л. Асинхронно вентильные каскады и двигатели двойного питания. М.: Энергия, 1979. 200 с.
5. Асинхронно-вентильный крановый электропривод / Хватов С.В., Грязнов В.И., Крюков О.В., Федоров О.В. // Электродвигатели переменного тока подъёмно-транспортных механизмов. Суздаль: ВНИПТИЭМ, 1988. С. 46–48.
6. Шулаков Н.В., Медведев Е.Н. Асинхронный вентильный каскад с последовательным возбуждением двигателя // Изв. вузов. Электромеханика. 1988. С. 47–54.
7. Мещеряков В.Н., Федоров В.В. Асинхронно-вентильный каскад с инвертором в цепи статора и общим звеном постоянного тока // Электротехника. 1998. № 6. С. 47–50.
8. Hengameh Kojooyan-Jafari, Lluıґs Monjo, Felipe Coґrcoles, Joaquıґn Pedra Parameter Estimation of Wound-Rotor Induction Motors From Transient Measurements // IEEE Transactions on Energy Conversion. 2014. V.10. №2. Pp. 300–308.
9. Пат. 2661343 Российская Федерация, МПК Н02Р 7/63. Способ управления асинхронным двигателем с фазным ротором / Мещеряков В.Н., Бойков А.И., Ласточкин Д.В.; заявитель ФГБОУ ВО «Липецкий государственный технический университет». Опубл. 17.07.2018.
10. Плеханов М.С. Модель асинхронного электродвигателя с массивным ферромагнитным ротором в режиме минимального скольжения // Cборник научных трудов IV Всероссийского молодежного Форума с международным участием: Инженерия для освоения космоса. Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2016. С. 66–70.
11. Муравьев А.А., Бойков А.И. Системы управления асинхронной машиной с фазным ротором с вентильными преобразователями в цепи ротора // Материалы XII международной научно-практической конференции: Современные сложные системы управления. Липецк: Липецкий государственный технический университет, 2017. С. 159–163.
12. Нейман Л.Р. Поверхностный эффект в ферромагнитных телах. М.;Л.: Госэнергоиздат, 1949. 190 с.
13. Власов В.Г. Экспериментальные исследования и методика расчета асинхронных двигателей с индукционным сопротивлением в цепи ротора // Электротехническая промышл. Сер. Электропривод. 1967. №293. C. 3–6.
14. Nanda J., Mathew M. Constant starting torque of induction motor Impedance Control–A Novel Approach // Institution of Engineers of India Journal. 1979. Vol. 59, №5. Pp. 278–283.
15. Воскобойников Б.А. Применение индукционных реостатов для крановых электроприводов // Пром. энергетика. 1976. №11. C. 25–28.
16. Шумков Е.Б., Епифанов В.П., Завьялов Н.С. Энергетические особенности электроприводов с индукционными реостатами // Промышленная энергетика. 1979. №1. С. 26–28.
17. Pat. №1577863 UK, INT. Cl. H O3F 9/O4. Saturable reactors / Logan R. 1988.
18. Мещеряков В.Н., Морозов С.В., Теличко Л.Я. Расчет параметров индукционных сопротивлений для асинхронных двигателей с фазным ротором // Изв. вузов. Электромеханика. 1989. № 3. С. 50–52.
- Подробности
- Просмотров: 1311