Особливості роботи механізму переміщення мостового крану при живленні від тролейного шинопровода в умовах дії вищих гармонік струму
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2022-2-2Ключові слова:
тролей, шинопровід, втрати напруги, активні втрати, модель, мостовий кран, гармонікиАнотація
Мета роботи. Аналіз та дослідження взаємопов’язаних електромагнітних процесів між електроприводами механізму переміщення мостового крану та тролеями шинопровода в умовах дії вищих гармонік струму, з врахуванням конструктивних особливостей, нелінійності магнітних і електрофізичних властивостей матеріалів, ефектів близькості, поверхневих та зовнішніх поверхневих ефектів.
Методи дослідження. Дослідження проводилися із застосуванням методів теорії електромагнітного поля, теорії електричних кіл, математичної фізики, розв’язанням системи диференційних рівнянь першого роду , інтерполяції, апроксимації та регресійного аналізу.
Отримані результати. Розроблена імітаційна модель взаємопов’язаних електромагнітних процесів між електроприводами механізму переміщення мостового крану (з релейно-контакторною системою та перетворювачем частоти) та струмопровідними елементами системи електропостачання мостового крану. Проведено дослідження взаємопов’язаних електромагнітних процесів між електроприводами механізму переміщення мостового крану та тролеями шинопровода. Встановлені закономірності втрат напруги в тролеях шинопровода від моменту асинхронного електроприводу, що дозволяють, як при основній так і при вищих гармоніках струму, визначити максимальну допустиму відстань переміщення мостового крану до точки підживлення секції тролеїв шинопровода, при якій забезпечується безаварійна робота електроприводу мостового крану, а також визначити кількість точок підживлення секцій тролеїв шинопровода та відстані між ними, що забезпечить однаковий рівень втрат напруги та активних втрат в тролеях шинопровода при основній гармоніці і з врахуванням вищих гармонік струму навантаження.
Наукова новизна. Розроблена імітаційна модель взаємопов’язаних електромагнітних процесів між електроприводами механізму переміщення мостового крану та струмопровідними елементами системи електропостачання мостового крану, яка дозволяє використовувати інтегровані параметри тролеїв шинопровода за даними польового розрахунку з врахуванням скін-ефекту, ефекту близькості, поверхневих та інших крайових ефектів, а також форми та розташування шин (тролеїв) в шинопроводі, відстаней між ними і кількістю фаз шинопровода, в залежності від особливості режимів роботи електроприводу та відстані розташування мостового крану до точки живлення секцій тролеїв шинопровода.
Практична цінність. На основі теоретичного дослідження розроблені рекомендації щодо зменшення втрат напруги та активних втрат в тролеях шинопровода від дії вищих гармонік струму навантаження до рівня втрат напруги та активних втрат при основній гармоніці струму.
Посилання
Zare F., Ledwich G. F.(2002). Reduced layer planar busbar for voltage source inverters. IEEE Trans. Power Electron., 17, 4, 508–516 (in English).
Gaoyu, Z., Zhengming, Z., Liqiang, Y. (2013). Study on DC busbar structure considering stray inductance for the back-to-back IGBT-based converter. IEEE:Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), Long Beach, CA, USA, 1213- 1218. DOI: 10.1109/APEC.2013.6520453 (in Eng-lish).
Kotsur, M., Yarymbash, D, Kotsur, I., Bezverkhnia Yu. (2018). Speed Synchronization Methods of the Energy-Efficient Electric Drive System for Induction Motors. IEEE: 14-th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET 2018), Lviv-Slavske, Ukraine, 304-307 DOI:10.1109/TCSET.2018.8336208 (in English).
Kotsur M.I., Andrienko P.D., Kotsur I. M., Bliznyakov O.V. (2017). Converter for frequency-current slip-power recovery scheme. Naukovyi Visnyk Natsion-alnoho Hirnychoho Universytetu, 4, 49-54.
Bedkowski, M., Smolka, J., Banasiak, K., Bulinski, Z., Nowak, A. J., Tomanek, T., Wajda, A. (2014). Coupled numerical modelling of power loss generation in busbar system of low-voltage switchgear. Int. J. Thermal Sci., 82, 122–129 (in Eng-lish).
Plesca, A. (2012). Busbar heating during transient conditions. Electric Power Syst. Res., 89, 31–37. DOI: 10.1109/T-AIEE.1915.4765211 (in English).
Fedorov, A.A. (1987). Reference book power engineering of industrial enterprises Т. 1. Power supply. Under the general ed. Fedorov A.A. M.: Gosenergoizdat, 840. (in Russian).
Raputov, B. M. (1990). Electrical equipment for cranes of metallurgical enterprises, Metallurgy, Mos-cow, 272.
Rosskopf, A., Bar, E., Joffe, C. (2014). Influence of linner skin- and proximity effects on conduction in litz wires. IEEE Trans. Power Electron., 29, 10, 5454–5461, DOI: 10.1109/TPEL.2013.2293847 (in Eng-lish).
IEC (61000-3-12: 2004) Sovmestimost´ tekhnichtskikh sredstv elektromagnitnaya. Ograni-chenie garmonicheskikh sostsvlyaiushikh toka, soz-davaemykh tekhnicheskimi sredstvami potreblyae-mymy tokom bolee 16A, no ne bolee 75A (v odnoy faze), podkluchaemykh k nizkovol´tnym sistemam electrosnabzheniya obshshego naznacheniya. Normy i metody ispytaniy. (Electromagnetic com-patibility of technical means. Limit of harmonic cur-rent components created by technical means with a current consumption of more than 16 A, but not more than 75 A (in one phase), connected to low-voltage general-purpose power systems. Norms and methods of testing). (in Russian.).
IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems IEEE standard. London, 1992, 519-1992 (in English).
Popa, I., Dolan, A.I. (2013). Numerical modeling of DC busbar contacts. IEEE: 13th International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment (OPTIM 2012), 188 – 193. DOI: 10.1109/OPTIM.2012.6231869 (in English).
Bezverkhnya Yu. S., Kotsur M. I., Yarimbash D.S., Kotsur I. M., Yarimbash S.T., Kilimnik I.M. (2018). Analysis of the shop networks basburs parameters at higher harmonic current actions. Electrical engineer-ing and power engineering, 4, 51-63. DOI :10.15588/1607-6761-2018-4-5.
Bezverkhnia, Y. S., Kotsur, M. I., Yarymbash, D. S., & Kotsur, I. M. (2021). Increasing the efficiency of determining the parameters of trolley busbars based on field simulation. Bulletin of the National Tech-nical University "KhPI". Series: Energy: Reliability and Energy Efficiency, 2 (3), 38–43. https://doi.org/10.20998/2224-0349.2021.02.05
Kotsur M.I., Yarymbash D.S., Bezverkhnya Yu.S., Kotsur I.M. (2020). Determination of a busbar’s pa-rameters by electromagnetic field simulation, 2020 IEEE Problems of Automated Electrodrive. Theory and Practice (PAEP), Kremenchuk, Ukraine, 1-4, doi: 10.1109/PAEP49887.2020.9240811
Kotsur М., Yarymbash, D., Bezverkhnya, Y., & Divchuk, T. (2021). Features of field modeling of electromagnetic processes of trolley busbar. Electri-cal Engineering and Power Engineering, 1, 46–60. https://doi.org/10.15588/1607-6761-2021-1-5
Kotsur M. I., Yarymbash D. S., Bezverkhnya Yu.S., Kotsur I.M. (2019). New approach for voltage drop estimation in the busbars of workshop networks at higher current harmonics influence. Problemele ener-geticii regionale, 1(39), 43-56. – Режим доступу: DOI: 10.5281/zenodo.2650419
Kotsur M. I., Yarymbash D. S., Bezverkhnya Yu.S., Kotsur I.M. (2021). Accuracy Improvement for the Determination of Parameters and Voltage Drops in Busbars, Considering the Networks Power Factor. Problemele energeticii regionale, 3(51), 37-52. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.3-51.04
Kotsur M. I., Kotsur I.M., Bezverkhnia Yu. (2017). Increasing of Thermal Reliability of a Regulated In-duction Motor in Non-Standard Cycle Time Condi-tions. IEEE: International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), November 15th - 17th, Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University, Ukraine, 88-91. DOI:10.1109/MEES.2017.8248960
Kopylov I.P. (2001). Mathematical modeling of elec-trical machines, Higher School, Moscow, 327.
Chernykh, I. V. (2008). Modeling of electrical devices in MatLab, SimPowerSystems and Simulink, DMK Press; SPb, 288.
German-Galkin, S. G. (2001). Computer modeling of semiconductor systems in MATLAB 6.0, Korona print, St. Petersburg, 320.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 М.И. Коцур, Ю.С. Безверхняя, Д.С Ярымбаш, И.М. Коцур
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.
