Теплові режими автоматизованої системи електропривода під час рушання під навантаженням
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2020-3-2Анотація
Мета роботи. Проведення експериментальних досліджень температурних режимів асинхронного двигуна під час рушання на лабораторному комплексі. Отримання реальних характеристик процесу нагрівання під час виконання рушання, оцінка його вплив на стан ізоляції асинхронного двигуна, підтвердження адекватності непрямого методу визначення температури нагрівання обмоток асинхронного двигуна під час формування циклічного пускового моменту в процесі рушання.
Методи дослідження. Для розв’язання поставлених задач використовувалося математичне моделювання за вперше отриманими математичними виразами що розраховують температури обмотки статора під час рушання з урахуванням впливу частоти напруги живлення на параметри асинхронного двигуна. Фізичне моделювання на розробленому лабораторному стенді режимів рушання з фіксування температури під час кожного етапу експерименту для підтвердження теоретичних досліджень рушання при імпульсному характері пускового моменту.
Отримані результати. Застосування різних методів побудови еквівалентних теплових схем (ЕТС) для розрахунку температурних режимів АД вимагає значних ресурсовитрат, що є нерентабельним, коли ротор машини нерухомий як у випадку рушання. З використанням методу визначення втрат у сталі в режимі глибокого насичення виведені математичні залежності розрахунку температурного режиму під час виконання алгоритму, що враховує зміну властивостей обмотки статора під час нагрівання, розраховані допустимі параметри перевантаження за струмом з урахуванням допустимого нагрівання обмоток статора. У роботі отримані математичні залежності для розрахунку температурних режимів обмоток статора під час формування циклічного пускового моменту для виконання рушання, що враховують зміну початкових умов рушання для кожного циклу і зміну властивостей обмоток статора під час нагрівання. Розроблений лабораторний комплекс дозволяє проводити дослідження температурних режимів обмотки статора при рушанні асинхронного двигуна із загальмованим ротором, при завданні різних значень амплітуди і частоти напруги живлення. Результати досліджень вказують, що математичні залежності, виведені в роботі дозволяють забезпечити контроль температури нагрівання аналітичним методом. Аналіз режимів роботи асинхронного двигуна під час виконання рушання підтвердив необхідність контролю температурних показників обмоток статора для попередження виникнення аварійних ситуацій. В цілому при рушанні з застосуванням покрокової подачі напруги живлення зниженою частоти для отримання підвищеного пускового моменту, нагрів обмоток статора відбувається повільніше в порівнянні з нагріванням при тривалому режимі роботи асинхронного двигуна із загальмованим ротором, що дозволяє виконувати багаторазові спроби рушання на зниженій частоті з великою амплітудою напруги живлення.
Наукова новизна. Вперше отримані та експериментально підтвердженні математичні залежності для розрахунку температури обмоток статора під час рушання зі загальмованим ротором асинхронної машини, що враховують зміну властивостей обмотки статора під час нагрівання та вплив частоти напруги живлення.
Практична цінність. Вперше пропонується непрямий метод контролю температури нагрівання обмоток статора асинхронної машини під час рушання для запобігати виникненню аварійних ситуацій на технологічному обладнанню що пускається під навантаженням.
Посилання
Khrebtova O.A., Sergienko S.A. (2012) Investigation of the properties of the electric drive system of the shutter dam lifting mechanism Electromechanical and energy saving systems. Thematic issue "Problems of automated electric drive. Theory and Practice "of scientific and production magazine. 3(19). - 660. (in Russian)
Klepikov V.B. (2014) Dynamics of electromechanical systems with nonlinear friction: a monograph. H.: Publishing house "Textbooks of NTU" KhPI ". 408 p. (in Russian)
Chenchevoi V., Zagirnyak M., Ogar V. Analysis of induction motors fea-tures taking into account change of iron properties. Acta Technica. Iss. 59/2014 (1). RR. 25–47. ISSN 0001–7043.
Khrebtova O.A., Chenchevoi V. V., Ogar V. O., (2013) Determination of the moment of the asynchronous engine at starting Electromechanical and energy-saving systems: quarterly scientific-production journal. 4. 106. (in Russian)
Balik J., Lukac P. (1998). On the kinetics of dynamic strain aging. Kovove Mater, Vol. 36. No. 1. P. 3–9.
Syromyatnikov I.A. (1984). Modes of operation of asynchronous and synchronous motors. Moscow, Energoatomizdat. 240. (in Russian)
Mikhalev M.A., Mikhaleva I.M. (1977) Fundamentals of heat transfer. Moscow, Energy. 342 p.
Review of thermal calculation methods and existing models. [Electronic resource] / Official web : http://www.physic-explorer.ru/obzor_metodov_ teplovogo_rascheta_ i_sushchestvuyushchih_ modeley-441-1.html
Eliseeva E.A., Shinyansky A.V. (1983) Handbook of automated electric drive. Moscow, Higher school, 616. (in Russian)
Gurevich E. I., Rybin Yu. L. (1983) Transients in electric machines. L.: Energoatomizdat. 316. (in Russian)
Nosach E.V., Cherny A.P., Vorobeychik O.S. (2011) Processes of heating windings during starting of electric machines. Electromechanical and energy-saving systems: quarterly scientific and production journal. 1. p. 75–79. (in Russian)
Shidlovskaya N.A. (2002) Nonlinear circuits with heat loss. K .: Scientific opinion. 160. (in Ukrainian)
Ogar V.O., Rodkin D.I. (2013) Characteristics of induction motors taking into account the nonlinear properties of the magnetic system: a monograph. Kremenchuk: PP Shcherbatykh OV. 320. (in Ukrainian).
Rodkin D.I., Chencheva V.V., Ogar V.A. (2014) The nature of anomalous losses in steel in the deep saturation mode Electromechanical and energy saving systems. 3. 106. (in Russian)
Filippov I.F. (1986) Heat transfer in electric machines: textbook. manual for universities. L.: Energoatomizdat. 256. (in Russian)
GOST 24607–88 Semiconductor frequency converters. [Electronic resource] / General technical requirements. : http://introkub.ru/6/GOST-24607-88-Preobrazovateli-chastoty-poluprovodnikovyye-Obshchiye-tekhnicheskiye-trebovaniya.php
Khrebtova O.A., Gladyr A.I. (2010) Modernization of the electric drive of the shutter dam lifting mechanism in the conditions of Kremenchug HPP Bulletin of Kremenchug State University named after Mikhail Ostrogradsky. 4, pp. 59–63. (in Ukrainian)
Electric drives adjustable asynchronous for energy facilities [Electronic resource] / Official web-portal GOST R 51137-98 Access mode: http://valvolodin.narod.ru/gost/ gost_r_51137-98.pdf
Kalinov A.P., Mamchur D.G., Gladyr A.I. Training and research equipment based on universal ADC modules. [Electronic resource] / Official web-portal of PICAD: Industrial measurements control automation diagnostics 4/2008 Access mode: http: //www.picad.com.ua /0408/pdf/vnedr4.pdf
Petrushin V.S., Yakimets A.M. (2003) Analysis of transients in BP under frequency-current control Bulletin of Kremenchug State Polytechnic University. 2. Volume 1. p 49–52. (in Russian)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
