Особливості мінімізація сумарних електричних втрат високовольтних електромеханічних систем для стаціонарних установок промислових вентиляторів - Синецький, А.В.; Коцур, І.М. (Електротехніка та електроенергетика, 2025)
Мета роботи. Провести дослідження комутаційних процесів та розробити методику для визначення частоти комутації полупровідникових елементів перетворювача для високовольтних електромеханічних систем з метою мінімізації електричних втрат при їх роботі з вентиляторним навантаженням. Методи дослідження. Методи багатокритеріальної та однокритеріальної оптимізації для пошуку оптимальних значень електричних втрат електромеханічної системи, методи рішення системи диференційних рівнянь першого порядку, аналітичні методи. Отримані результати. Для підвищення рівня енергоефективності високовольтної електромеханічної системи для стаціонарних установок промислових вентиляторів без зміни їх конструктивних особливостей схеми оцінено рівень сумарних втрат. Побудовано цільову функцію залежності сумарних втрат в електроприводі від частоти комутації силових ключів та коефіцієнтів гармонічних спотворень струмів статора та ротора високовольтного асинхронного двигуна з фазним ротором. За допомогою апроксимації встановлено генеруючу залежність частоти ко-мутації силових ключів перетворювача від величини коефіцієнта спотворення гармонік струмів статора і приводного ротора асинхронного двигуна. Цільову функцію від трьох змінних приведено до виду функції від однієї змінної. Проведено імітаційне моделювання електромагнітних і енергетичних процесів в високовольтній електромеханічній системі з метою оцінки рівня сумарних втрат. Проведено порівняльний аналіз та визначена адекватність отриманого аналітичного виразу щодо визначення оптимальної частоти комутації силових елементів перетворювача при виконанні умови мінімізації втрат в високовольтній електромеханічній системі з результатами моделювання. Наукова новизна. Проведено дослідження комутаційних процесів у силових елементах перетворювача що входить до структури високовольтної електромеханічної системи. Отримано більш точні аналітичні залежності, що дозволяють визначити основні та комутаційні втрати в силових елементах перетворювача для високовольтної електромеханічної системи. Практична цінність. Запропоновано методику визначення оптимальної частоти комутації напівпровідникових елементів перетворювача що входить до структури високовольтної електромеханічної системи. Похибка розрахунку оптимальної частоти комутації напівпровідникових елементів перетворювача, що отримана аналітичним способом порівняно з результатами, отриманими за допомогою моделювання, не перевищує 3,5%. Запропонована мето-дика може бути використана в задачах мінімізації втрат в високовольтних електромеханічних системах електроприводу змінного та постійного струму, що застосовуються в різних областях промислових механізмів.