Моделювання автономних інверторів напруги джерел живлення однофазних асинхронних приводів
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2023-2-2Ключові слова:
моделювання, автономний інвертор напруги, топологія силової частини, , розподільники імпульсів, однофазний асинхронний двигунАнотація
Мета роботи. Розробка оригінальних моделей інверторів напруги адаптованих до управління однофазним асинхронним двигуном із подальшою перспективою побудови автоматичних систем підвищення енергоефективності побутових механізмів, а також розробки навчальних комплексів вивчення роботи перетворювачів частоти для формування навичок з їх ремонту та налагодження.
Методи досліджень. Для проведення досліджень використані положення теорії електричних машин, методи синтезу цифрових систем керування, способи та методи моделювання у САПР електронна лабораторія компанії NATIONAL INSTRUMENTS складової Multisim, методи схемотехнічного проектування.
Отримані результати. Розроблено та побудовано моделі розподільників імпульсів для випадків живлення однофазних асинхронних двигунів з мостовими роздільно-індивідуальними інверторами пускової та робочої обмоток, напівмостових інверторів із двополярним джерелом живленням та трифазного інвертора із керуванням за 180 градусною діаграмою управління. Отримано часові діаграми наочного підтвердження працездатності системи за задекларованими принципами.
Наукова новизна. Запропоновано ряд оригінальних діаграм перемикання ключів силової ланки моделей розподільників імпульсів автономних інверторів напруги із врахуванням фазового зсуву та тривалості пауз перемикання плечей силового блоку задля уникнення аварійних режимів, надано рекомендації щодо рівнів частот генерації, які подаються на вхід комбінаційних схем, показано перспективу використання даної системи у складі однофазного асинхронного електропривода із можливістю енергоефективного керування.
Практична цінність. Запропоновані оригінальні модельні рішення автономних інверторів напруги, які адаптовані до сумісної роботи із однофазним АД, можуть бути корисними для розробників перетворювальної техніки та стати наочним матеріалом для застосування їх у навчальному процесі із підготовки фахівців спеціальності 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка».
Посилання
Borodai, V.A., Kovalev, O.R. (2019). Modeljuvannja system impul'sno-fazovogo ke-ruvannja peretvorjuval'nyh pryladiv [Modeling of pulse-phase control systems of converting devices]. Seminar of the Scientific Council on the problems "Scientific foundations of electric power engineering, Institute of Electrodynamics, 11. (in Ukrainian).
Borodai, V.A., Kovalev, O.R. (2015). Modelirovanie sistem impul'sno-fazovogo upravlenija preobra-zovatel'nyh ustrojstv [Modeling of systems of pulse-phase control of converting devices]. Hirn. Electro-mechanics and automation, 94, 64 69. (in Ukraini-an).
Borodai, V.A., Kovalev, O.R. (2015). Shirotno-impul'snyj reguljator s koordinat-no-fazovym uprav-leniem skvazhnosti [Pulse-width controller with coor-dinate-phase duty cycle control]. Hirn. Electrome-chanics and automation, 95, 54 58. (in Ukrainian).
Grudska, V.P., Chibelis, V.I. (2021). Elektrotehnichni prystroi' system avtomatychnogo upravlinnja tehno-logichnymy procesamy: navch. posib. posibnyk dlja studentiv galuzi znan' 15 – «Avtomatyzacija ta pryladobuduvannja» special'nosti 151 – «Avtomatyzacija ta komp’juterno-integrovani tehnologii'» [Electrotechnical devices of systems of automatic control of technological processes: train-ing. manual a guide for students of the field of knowledge 15 - "Automation and instrument engi-neering" specialty 151 - "Automation and computer-integrated technologies"]. Kyiv, KPI named after Igor Sikorsky, 107. (in Ukrainian).
Ostashevs'kyj, M.O., O.Ju., Jur’jev (2018). Elektrychni mashyny i transformatory: navch. Posibnyk [Electric machines and transformers: training. Manual]. Kyiv, Caravela, 452. (in Ukrainian).
Berdiev, U. T., Khasanov, F. F., Kutbidinov, O. M. (2022). Vspomogatel'nyj jelektroprivod s asinhronnym dvigatelem ot trehfaznogo avtonom-nogo preobrazovatelja naprjazhenija [Auxiliary elec-tric drive with an asynchronous motor from a three-phase autonomous voltage converter]. GIAB. 1. URL: https://cyberleninka.ru/ article/n/auxiliary-electric-drive-with-asynchronous-motor-from-a-three-phase-autonomous-voltage-inverter (date of the application: 23.07.2023). (in Uzbekistan).
Shahriar, Z.M., Muttalib, S. M., Ferdous, Mortuza, A., Saleque and Md. M. Chowdhury (2012). "Design and Simulation of an Inverter with High Frequency Si-nusoidal PWM Switching Technique for Harmonic Reduction in a Standalone / Utility Grid Synchro-nized Photovoltaic System". Int. Conf. Inf. Electron-ics & Vision. 1168-1173, 2012. DOI: 10.1109/ ICI-EV.2012.63175 33
Olarinoye, Gbenga & Oricha, Joseph. (2017). PWM Inverter Drive for Modified Single Phase Induction Motors. FUOYE Journal of Engineering and Tech-nology. 2. 10.46792 / fuoyejet.v2i2.147.
K. Srivastava, S. M. Tripathi “Current Source Inverter fed Induction Motor Drives: A Survey” International Journal of Electrical Systems (IJES).
Sunter, Sedat & Ozdemir, Mehmet & Gumus, Bilal. (2000). Modeling and Simulation of A Single Phase Induction Motor with Adjustable Switched Capaci-tor. 5-1.
Shneen, Salam & Abdullah, Nabeel & Harith, Dina. (2020). Simulation Model of Single Phase PWM In-by using Matlab. International Journal of Power Electronics and Drive Systems. Vol. 12, No. 1, Mar 2021, pp. 212-216.
Hamid, M.B. (2001). New method for speed control of single phase induction motor with improved mo-tor performance . Energy Conversion and Manage-ment. Vol. 42, No. 8, P. 941-950.
Darbali-Zamora, Rachid & Merced, Daniel & Díaz-Castillo, Andrés & Ortiz-Rivera, Eduardo. (2015). Single phase induction motor alternate start-up and speed control method for renewable energy applica-tions. Conference: 2014 International Conference on Renewable Energy Research and Application, pp. 743-748. 10.1109/ICRERA.2014.7016484.
Halina, T., (2016). Modeling electromechanical characteristics of three-phase motors with inverters vector-algorithmic type in Matlab Simulink environ-ment, Procedia Eng., vol. 165.
Shurub, Yu.V. (2011). Vybor asinhronnogo dvigatelja privoda ventiljatora teplovoza s usloviem obespechenija ego ustojchivoj raboty [Three-phase-single-phase asynchronous electric drive with a multi-element capacitive phase-shifting module]. Electrical engineering and electromechanics, 3, 49-50. (in Ukrainian).
Shurub, Yu.V. (2008). Optymizacija tryfazno-odnofaznyh asynhronnyh elektropryvodiv z jemnisnymy bagatoelementny-my fazozmishhu-juchymy moduljamy zminnoi' struk-tury [Optimiza-tion of three-phase-single-phase asynchronous elec-tric drives with capacitive multi-element phase-shifting modules of variable structure] Pr. Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sci-ences of Ukraine, College of Science - K.: IED of the National Academy of Sciences of the National Academy of Sciences, 20, 39 40. (in Ukrainian).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Валерій Бородай , Ольга Нестерова, Роман Боровик, Сергій Федоров
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.
