Аннотация
В приводах высокой мощности, а именно свыше 100 кВт как правило, в случае использования в электроприводе асинхронных двигателей приходится ориентироваться на питание двигателя напряжением свыше 1000 В. Это обусловлено снижением массогабаритных показателей двигателя. Но при построении частотно-регулируемого электропривода необходимо использовать преобразователь частоты (ПЧ) высокого напряжения, что, в свою очередь, ведет к существенному удорожанию электропривода. Найти компромиссное решение можно путем использования машины двойного питания (МДП), канал частотного регулирования которого необходимо перенести в цепь ротора. Использование МДП позволит существенно уменьшить капитальные затраты и расширить управляющие функции над электроприводом.
В статье представлено математическое описание МДП. Особенностью данного описания является выбор системы координат. На его основе, с учетом характеристик МДП, построена динамическая модель машины. Исследованы динамические характеристики МДП при подаче управляющего сигнала со стороны ротора с переменной частотой. Управляющие сигналы представлены в виде идеальных гармонических функций. Построенная модель может быть использована для исследования динамических и статических режимов электропривода на основе МДП, например позволит исследовать пуск машины в различных режимах. Получена зависимость амплитуды напряжения ротора от его частоты. Данная эмпирическая зависимость показывает возможный диапазон изменения амплитуды напряжения на роторе при сохранении синхронного режима МДП на заданной скорости. Исследовано поведение машины в статическом режиме при изменении нагрузочного момента. Приведена имитационная модель, построенная в среде Matlab.
Ключевые слова
Модель машины двойного питания, зависимость амплитуды напряжения ротора от частоты, динамический режим, устойчивость машины двойного питания.
1. Тутаев Г.М. Широкорегулируемый энергоэффективный электропривод переменного тока на базе асинхронизированного вентильного двигателя: автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.09.03 / Тутаев Геннадий Михайлович. Нижний Новгород, 2017. 44 с.
2. Ляпин А.С. Модельное исследование машины двойного питания с токовым управлением // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. № 4. С. 731-737.
3. Ляпин А.С. Получение и анализ статических характеристик машины двойного питания при питании роторных обмоток от источника напряжения // Известия вузов. Электромеханика. 2014. №1. С. 30-34.
4. Пересада С.М., Благодир В.О. Векторное управление машиной двойного питания со свойствами робастности к параметрическим и координатным возмущениям // Электромеханические энергосберегающие системы. 2016. №1. С. 10-17.
5. Мустафаев Р.И., Гасанова Л.Г. Использование регулируемой асинхронной машины двойного питания в синхронном режиме // Электричество. 2017. №10. С. 60-68.
6. Ганджа С.А Применение асинхронизированных синхронных генераторов для автономных и сетевых ветроэнергетических установок // Международный научный журнал Альтернативная электроэнергетика и экология. 2010. № 1. С. 25-28.
7. Glaoui H., Harrouz A. Sliding mode control of the dfig used in wind energy system // Електротехнiка и электромеханiка. 2018. №3. С. 61-67.
8. Дорошенко, А.Л. Режимы работы и алгоритмы управления электромеханическими системами с машиной двойного питания и разными типами преобразователей частоты / А.Л. Дорошенко // Вicник Вiнницького полiтехнiчного iнституту. 2014. №2. С. 57-59.
9. Шакарян Ю.Г. Асинхронизированные синхронные машины. М.: Энергоатомиздат, 1984. 192 с. : ил.
10. Ботвинник М.М., Шакарян Ю.Г. Управляемая машина переменного тока. М.: Наука, 1969. 140 с.