Електрична схема управління електродвигуном на igbt-транзисторах
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2023-1-3Ключові слова:
електрична схема керування електродвигуном, контактори, IGBT-транзистори, електродвигун постійного струмуАнотація
Мета роботи. Розробка і аналіз роботи електричної схеми для керування електродвигуном постійного струму на 700 Вт із застосуванням контактора на IGBT-транзисторах для роботи у тепловозах.
Методи дослідження. Аналітико-розрахункові методи для розробки і аналізу роботи електричної схеми із застосуванням контактора на IGBT-транзисторах.
Отримані результати. Розроблена електрична схема керування електродвигуна постійного струму на 700 Вт із застосуванням IGBT-транзисторів. Схема дозволяє замінити електромагнітні контактори на IGBT-транзистори для покращення технічних характеристик та продуктивності роботи електродвигуна. Застосування IGBT-транзисторів дозволяє уникнути підгоряння контактних груп в порівнянні з електромагнітним контактором. Проведено графічний аналіз перехідних процесів при вмиканні і вимиканні електродвигуна із застосуванням схеми на IGBT-транзисторах. Аналіз навантажувальної характеристики електродвигуна при вмиканні показує, що на початковій ділянці зростання напруги відбувається за лінійним законом. Після початкового зростання напруги відбувається вихід його на задане значення і робота електродвигуна проходить у робочому режимі. Аналіз навантажувальної характеристики електродвигуна при вимиканні показує, що при відключенні живлення, двигун одразу зупиниться не може, так як має місце явище самоіндукції. При вимиканні зовнішньої напруги її зміна на електродвигуні відбувається за експоненціальним законом. Показано, що для керування роботою електродвигуна більш доцільно використання електричної схеми на IGBT-транзисторах, що забезпечує умови більш стабільної та безпечної роботи електродвигуна. Застосування електричної схеми дозволяє швидко знайти несправності для подальшого їх усунення. Електрична схема дозволяє уникнути фізичного зносу її електричних елементів.
Наукова новизна. Розроблена електрична схема для керування електродвигуном на сучасних електронних компонентах, яка дозволяє застосувати IGBT-транзистори замість електромагнітних контакторів. На підставі аналітико-розрахункового методу і графічного аналізу доведено доцільність використання IGBT-транзисторів замість електромагнітних контакторів.
Практична цінність. Розроблена електрична схема може бути застосована для керування електродвигуном постійного струму на 700 Вт для роботи в тепловозах. Запропонована електрична схема дозволяє збільшити мобільність ремонту в разі несправності шляхом заміни відповідного блоку.
Посилання
Kurbatova P. A. (2023). Jelektricheskie apparaty: uchebnik i praktikum dlja vuzov, Moscow : Iz-datel'stvo Jurajt, 250.
Zhornjak L. B., Antonova M. V., Vasilevs'kij V. V. (2022). Elektrichnі aparati avtomatiki ta keruvannja. Zaporіzhzhja: NU «Zaporіz'ka polіtehnіka», 414.
V. O. Les'ko, V. O. Komar, S. V. Kravchuk, O. V. Sіkors'ka. (2018), Vіnnicja Elektrichnі aparati : navch. posіb. VNTU, 102.
Klimenko B.V. (2012). K49 Elektrichnі aparati. Elektro-mehanіchna aparatura komutacії, keruvannja ta za-histu. Zagal'nij kurs : navchal'nij posіbnik. – Harkіv: Vid-vo «Tochka», 340.
Pressman, A. I. (1999). Switching Power Supply Design / A. I. Pressman. New York : McGraw-Hill, Inc., 677.
Antonio Garcia Espinosa, Jordi-Roger Riba. A Sensor-less Method for Controlling the Closure of a Contac-tor. IEEE Transactions on Magnetics 43(10):3896 – 3903. DOI: 10.1109/TMAG.2007.904355
O. Y. Baliichuk, L. V. Dubynets, O. L. Marenych, D. V. Ustymenko. (2017). Influence of contactor contact pressure in power circuits of electric stock on their plastic deformation and fusing. Science and Transport Progress Bulletin of Dnipropetrovsk Na-tional University of Railway Transport, 2. (68), 81-91. DOI:10.15802/stp2017/100083
A. M. Chalyj,V. A. Dmitriev, M. A. Pavlejno, O. M. Pavlejno. (2013). Nagrev sil'notochnyh jelektrich-eskih kontaktov udarnymi tokami korotkogo zamykanija . Jelektronnaja obrabotka materi-alov.Vol. 49, No 5, 81–88.
Baida, E. I., & Volkova, O. G. (2018). Matematichna model' shvidkodіjuchogo privoda avtomatichnogo vіdmikacha z іndukcіjno-dinamіchnim ta bіstabіl'-nim mehanіzmom. Elektrotehnіka ta elektroener-getika, (1), 30–39. https://doi.org/10.15588/1607-6761-2018-1-4
Volkova, O. G. (2015). Metodika viznachennja tem-peraturi poverhnі sil'nostrumnih rozrivnih kontaktіv u procesі komutacії. Elektrotehnіka ta elektroenergetika, (1), 17–20. https://doi.org/10.15588/1607-6761-2015-1-3
Zinovkin, V. V., Volkova, O. G., & Karpenko, V. V. (2008). Doslіdzhennja elektrotermіchnih procesіv v kontaktah peremikal'nih pristroїv pri rіzkoz-mіnnih navantazhennjah. Elektrotehnіka ta elektroenergeti-ka, (2). vilucheno іz http://ee.zntu.edu.ua/article/view/102878
Thomas Gilmore, Raymond G. Sladky. (2001). Rat-ings of Semiconductors for AC Drives. IEEE transac-tions on industry applications, Vol. 37, No. 2, 434-441.
A. G. Soskov, I.A. Soskova. (2005). Poluprovodni-kovye apparaty: kommutacija, upravlenie, zashhita: Uchebnik. Pod red. A.G.Soskova. Karavella, 344.
Ju. P. Kolontaєvs'kij, A. G. Soskov. (2005). El-ektronіka і mіkroshemotehnіka: Pіdruchnik dlja stu-dentіv vi-shhih navch. Zakladіv. Za red. A.G.Soskova. Karavela, 384.
Ju.P. Kolontaєvs'kij, A.G. Soskov. (2004). Promislova elektronіka ta mіkroshemotehnіka: teorіja і praktikum: Navch. posіb. Za red. A.G.Soskova, 2-e vid. Karavela, 432.
L.V. Karpova, І.V. Gula. (2015). Zastosuvannja IGBT tranzistorіv dlja zadach keruvannja u silovіj elektronіcі. Elektrotehnіchnі ta radіotehnіchnі vimіr-juvannja, 2, 62-67.
A. G. Soskov, Ja. B. Forkun, N. O. Sabalaєva, (2012). Gіbridnij dvopoljusnij kontaktor postіjnogo strumu. Svіtlotehnіka ta elektroenergetika, 2, 55-60.
https://www.ecstuff4u.com/2018/01/advantages-and-disadvantages-of-igbt.html
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 I. Shishkin, Sergii Lushchin
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 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.
