Установлено закономірності, притаманні процесам перетворення енергії у машинах подвійного живлення, які дозволяють одержати залежності між струмами фазного ротора, потокозчепленням і струмами статора, а також електромагнітними параметрами асинхронної машини. Відзначено, що виявлені закономірності забезпечують компенсацію поля статора у разі статичних і динамічних режимів роботи за умов векторного керування машиною у колі ротора та надають електроприводу з машиною подвійного живлення властивостей електроприводу з компенсованою машиною постійного струму незалежного збудження. Виведено умови синхронізації сигналів керування з вектором напруги статора, що забезпечило формування керувального впливу у цифрових системах зазначеного керування асинхронним електродвигуном, що має фазний ротор, це дозволило значною мірою покращити експлуатаційні й енергетичні характеристики електроприводу.

  Скачати повний текст

Розроблено метод діагностування обмоток статора та ротора асинхронного двигуна (АД) з короткозамкненим ротором (КЗР) за даними контролю миттєвих значень фазних струмів і напруг у робочих режимах, що відрізняється від відомих методів тим, що для оцінки технічного стану електродвигуна використовується комплексний критерій справності, заснований на використанні симетричних складових струму статора та кута нахилу механічної характеристики АД в області робочих ковзань. З метою урахування впливу несиметрії напруги живлення на результати діагностики розроблено метод, заснований на порівнянні величин фазних опорів електродвигуна, що розраховуються за даними контролю миттєвих значень фазних струмів і напруг. Запропоновано узагальнені залежності комплексного критерію справності для АД з КЗР різних типів за різних видів дефектів обмоток статора та ротора (виткові замикання у фазі статора, обриви паралельних гілок обмотки статора та одного стрижня обмотки ротора), які використовуються для визначення межових значень цього критерію.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

З'ясовано механізм закономірності й уточнено механізм старіння електротехнічної сталі (ЕТС) пакетів статерів асинхронних двигунів (АД) за умов капітального ремонту, що полягає в зниженні в ній індукції насичення й у зростанні втрат у сталі внаслідок посилення впливу вихрових струмів через загальне порушення міжлистової ізоляції пакетів в процесі випалювання, а також внаслідок додаткового виникнення значної кількості закорочених ділянок ЕТС у верхній частині зубців пакетів у результаті його механічних ушкоджень в ході ремонту. З метою визначення реального стану пакетів сталі статорів АД в місцях найбільш пошкодженої під час ремонту верхньої частини зубцевої зони, нового методу локального тестування, що дає змогу досліджувати ЕТС з урахуванням можливого її насичення, в режимах, які відповідають робочим режимам АД за інтенсивністю та направленістю магнітного потоку в зубцях статора, а також розроблено нові критерії діагностики, які суттєво підвищують вірогідність вказаного способу. Обгрунтовано технологію підвищення надійності АД.

  Скачати повний текст

Розроблено пристрій для діагностування дефектів кліток короткозамкнених (КЗ) роторів асинхронних двигунів (АД) потужністю до 100 кВт. Проведено аналіз і порівняння ефективності відомих методів і засобів неруйнівного контролю та технічного діагностування обмоток КЗ роторів АД, здійснено їх класифікацію. На підставі аналізу похибок процесу діагностування КЗ кліток запропоновано способи їх зменшення та усунення на етапі розробки пристрою та в процесі обробки контрольованих сигналів. Досліджено новий трансформаторний спосіб і пристрій для діагностування дефектів у КЗ клітках, що базується на використанні індуктора з розімкненою магнітною системою, за допомогою якого підвищено чутливість і точність діагностування дефектів у роторах з закритими пазами. Створено математичні моделі для дослідження запропонованої конструкції індуктора. Висвітлено методики проведення досліджень. Визначено поріг чутливості пристроїв для контролю та діагностування КЗ кліток роторів АД.

  Скачати повний текст

Вперше запропоновано виконувати захист і визначення аварійно небезпечних режимів асинхронних двигунів (АД) за показниками якості перетворення енергії, на основі яких розширено функції захисту та прийняття рішення шляхом застосування логічних ознак режимів роботи АД та вирішальних правил. Вперше контроль режиму роботи АД запропоновано виконувати за відношенням потужностей флуктуаційних коефіцієнтів вейвлет-перетворення споживаної потужності на двох суміжних інтервалах, що на відміну від існуючих методів робить систему невибагливою до дискретності, тривалості вимірювання та стійкою до рівня завад. Теоретично обгрунтовано метод змінювання вставки спрацювання за струмом, який полягає в обчисленні добутку визначеного поточного максимального значення показника нерівномірності завантаження струмом фазних обмоток статора та встановлено значення вставки, що на відміну від існуючих струмових захистів дозволяє опосередковано враховувати технічний стан двигуна. Удосконалено метод прогнозування температури обмоток статора, який на відміну від існуючих методів визначення температури та прогнозу часу досягнення граничного значення грунтується на застосуванні енергетичного показника нерівномірності завантаження фаз струмом.

  Скачати повний текст

Зазначено, що математична модель асинхронного двигуна (АД), що об'єднала в собі функції термодетектора та температурного реле, дозволяє визначити температуру обмоток статора та ротора за будь-яких нестандартних зовнішіх умов роботи двигуна. Проведено розвиток існуючої математичної моделі, яка включає два елементи: пакет заліза й обмотку статора для визначення температури обмотки статора АД за повільно та швидко наростаючих теплових перенавантаженнях, введенням додатково двох елементів: обмотки ротора та термодетектора в лобовій частині обмотки статора. Встановлено, що витиснення струму в пазу роторної обмотки призводить не тільки до збільшення середнього та локального нагріву стрижнів ротора, але й до переміщення в часі максимальної температури стрижня з верхньої частини паза до його дна. Одержано рішення для розподілу температури стрижня обмотки з урахуванням ефекту витиснення струму. Розроблено температурний захист, який базується на порівнянні температур: тих, які вимірюються термодетектором, і тих, які розраховуються та запропонованою математичною моделлю, завдяки чому є можливість надавати сигнал про розвиток аварійних режимів.

  Скачати повний текст

Розроблено методи визначення енергетичних показників і параметрів схеми заміщення, а також паспортних даних асинхронного двигуна без його навантаження під час синусоїдальної напруги живлення. Визначено вимоги до структури автоматизованого електромеханічного комплексу для ідентифікації параметрів короткозамкнених асинхронних двигунів та його елементної бази. Наведено математичний опис і лінеаризацію структурних ланок системи електропривода автоматизованного комплексу. Розроблено закон автоматичного цифрового керування амплітудою синосоїдальної напруги живлення статора двигуна під час ідентифікації його параметрів. Визначено вплив налогодження цифрового регулятора та параметрів системи автоматизованого комплексу. Запропоновано програми та методики ідентифікації параметрів короткозамкнених асинхронних двигунів за допомогою автоматизованого комплексу.

  Скачати повний текст

Вперше впроваджено геометричний підхід до опису три- та чотириплечових матричних перетворювачів. На підставі запропонованого підходу побудовано модель системи матричний перетворювач - асинхронний двигун та визначено умови інваріантності параметрів двигуна до зовнішніх збурень. Створено інваріантну систему, кількість зворотних зв'язків якої визначається кількістю плечей (стійок) перетворювача. Розроблено алгоритм керування матричним перетворювачем в замкненій системі з асинхронним двигуном з покращенням форми споживаного системою струму.

  Скачати повний текст

Розроблено методику оптимізації закономірностей регулювання напруги та її частоти за умов керованого пуску інерційних електроприводів з асинхронними двигунами (АД), зокрема, гіросистем, на підставі встановлених вимог до часу готовності, струму, потужності або їх сукупності. Запропоновано математичну та фізичну моделі короткозамкнених АД з відносно масивними феромагнітними вкладками у пазах ротора. Спільне використання таких АД та амплітудно-частотного керування ними істотно покращує ряд властивостей регульованих електромеханічних систем.

  Скачати повний текст

Експериментально на моделях дефектів уточнено процеси комутаційної відмови виткової ізоляції обмоток та доведено, що для відмови не обов'язкові перенапруги з великою амплітудою. Досліджено, що комутаційна відмова виткової ізоляції відбувається тільки тоді, коли в обмотці є три умови: існує наскрізний дефект виткової ізоляції; відбувається малопотужний іскровий пробій; існує робоча напруга на дефекті, що перевищує критичне значення, якого досить для загорання електричної дуги та зварювання або руйнування проводів. Розроблено методику розрахунку імовірності безвідмовної роботи виткової ізоляції просочених всипних обмоток.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання ідентифікації координат і параметрів асинхронного двигуна та підвищення якості електромеханічних перехідних процесів асинхронного електропривода з векторним керуванням за непрямим вимірюванням значення потокозчеплення ротора асинхронного двигуна. Для параметричного пристрою спостереження, який є суттєво нелінійним об'єктом, отримано залежності налагоджувальних коефіцієнтів від динамічних параметрів асинхронних двигунів, що дозволяє під час проектування та налагодження асинхронних електроприводів з векторним керуванням без прямого вимірювання потокозчеплення розрахувати значення коефіцієнтів передачі та сталих часу спостерігача для надання йому необхідних динамічних властивостей. Обгрунтовано доцільність застосування розподілу коренів характеристичного рівняння замкненого контуру регулювання потокоутворювальної складової струму статора в асинхронному електроприводі з векторним керуванням і пристроями спостереження за формою Грехем - Літропа під час використання еталонної моделі в даному контурі.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання розробки та дослідження грубих щодо параметричних збурень алгоритмів векторного керування асинхронним двигуном і створення на їх основі систем асинхронного векторно-керованого електроприводу. Теоретично обгрунтовано можливості застосуванння принципу розподілення для синтезу алгоритмів векторного керування асинхронним двигуном з використанням замкнених спостерігачів магнітного потоку, які мають властивості асимптотичної експоненційної стійкості. Синтезовано та досліджено асимптотичні спостерігачі магнітного потоку асинхронного двигуна з підвищеними властивостями грубості щодо варіацій активного опору ротора. Одержано теоретичні рішення задачі синтезу нового алгоритму векторного керування за вимірюваним виходом, який забезпечує асимптотичне відпрацювання заданих траєкторій кутової швидкості та потокозчеплення, та має властивості глобальної експоненційної стійкості. Запропоноване рішення є простим у практичній реалізації, має підвищені властивості грубості щодо варіацій активного опору роторного кола та більш високі показники якості відпрацюванння траєкторій кутової швидкості-модуля потокозчеплення та енергетичної ефективності у порівнянні зі стандартними рішеннями. Розроблено експериментальну установку - станцію швидкого прототипного тестування алгоритмів керування електроприводами. Створено та апробовано експериментальний зразок векторно-керованого асинхронного електроприводу.

  Скачати повний текст

Розроблено методики синтезу двофазних обмоток з покращаними властивостями на основі їх структурного моделювання та створення нових модифікацій двофазних обмоток асинхронних двигунів. Відзначено, що стан теорії двофазних обмоток електричних машин змінного струму не відповідає сучасному рівню вимог електромашинобудування, які потребують високоефективних методів проектування обмоток для електричних машин спеціального призначення. Подібні методи можуть бути створені тільки на основі узагальнених матричних моделей обмоток, що враховують особливості структури їх повної множини. Висвітлено основні положення модульного представлення двофазних обмоток і проаналізовано властивості блоків. За допомогою підсистеми автоматизованого гармонійного аналізу довільних двофазних обмоток GarAn-2 досліджено гармонійні спектри двофазних обмоток, що дозволило встановити фундаментальну властивість гомологічної подібності. Запропоновано алгоритм формування рядів багатополюсних симетричних двофазних обмоток, який базується на довільних двополюсних основах. Установлено відношення гомологічності, що спрощує методику гармонійного аналізу та синтезу таких обмоток. Розроблено структурну модель повної множини двофазних обмоток, яка дозволяє обмежити область дослідження та визначити ефективні стратегії синтезу. Наведено методики спрямованого синтезу двофазних обмоток, які дозволили формувати обмотки з заданими електромагнітними властивостями. Розроблено методику структурного синтезу, яка дозволила сформувати модифікації двофазних обмоток, застосування яких в електричних машинах забезпечує підвищення їх техніко-економічного рівня. Спроектовано модифікацію двофазних полюсоперемикаємих обмоток зі співвідношенням чисел пар полюсів 1:2 з повною симетрією на обох полюсностях. Розроблено та протестовано розрахунково-аптимізаційну програму "РОАКД", яка дозволяє виконувати інженерне проектування асинхронних конденсаторних двигунів і оптимізацію їх обмотокових даних. Наведено приклади, на підставі яких доведено, що заміна серійних обмоток конденсаторних двигунів розробленими обмотками забезпечують економію активних матеріалів і покращання техніко-економічних показників. Запропоновані обмотки можна виготовляти й укладати у пази з застосуванням стандартної технології та обладнання.

  Скачати повний текст

Розглянуто завдання створення теплового захисту короткозамкненого ротора асинхронного електродвигуна на підставі контролю параметрів поточного режиму, який придатний для потужних машин системи власних потреб електростанцій з проявленням витіснення струму в обмотці роторі. Вперше для асинхронних електродвигунів з суттєвим проявленням ефекту витіснення струму в короткозамкненому роторі запропоновано метод непрямого виміру температури нагріву ротора по температурно-залежній складовій його активного опору. Вдосконалено еквівалентну заступну схему для теплового захисту ротора. Встановлено, що в динамічних режимах електродвигуна додаткове вимірювання похідних струмів статора підвищує точність непрямого визначення температури нагріву ротора шляхом врахування додаткових втрат із диференційно-інтегральних рівнянь контурів статора та ротора. Розвинуто метод непрямого виміру температури нагріву ротора за рахунок визначення вхідного опору за струмами та напругами прямої послідовності.

  Скачати повний текст

Наведено спрощену методику розрахунку характеристик герметичного асинхронного двигуна з магнітним екрануванням з використанням заступної схеми, на базі якої проведено порівняльний аналіз цього типу двигунів з трансформаторно-асинхронною системою (ТАС). Розроблено математичну модель ТАС без та з урахуванням магнітного опору й розглянуто питання числового інтегрування системи диференціальних рівнянь за допомогою ЕОМ, що дає змогу моделювати різні режими ТАС. Розроблено закон частотного регулювання швидкості обертання двигуна ТАС, який дозволяє одержати плавне регулювання в широкому діапазоні. Розроблено нові технічні рішення та удосконалення конструкції ТАС для різноманітних умов використання. Запропоновано методику розрахунку потужності та головних геометричних співвідношень трансформатора ТАС, яка дозволяє одержати ТАС з мінімальними масовартісними показниками. Проведено експериментальне дослідження ТАС концентричного та комбінованого типу ТАС-0,55/2.

  Скачати повний текст

Удосконалено методику діагностування пошкоджень статорних обмоток асинхронних двигунів (АД). Вперше встановлено залежності, які дозволяють визначити кути зсуву фаз між струмами фазних обмоток статора у разі обриву паралельної гілки статорної обмотки за величиною моменту опору на валу двигуна. Вперше виявлено залежності, що дозволяють визначити кути зсуву фаз між струмами фазних обмоток статора за величинами діючих значень струмів і кількості замкнених витків у разі міжвиткового замикання в обмотці статора для з'єднання обмоток за схемою "трикутник" і "зірка" з двома паралельними гілками у кожній фазній обмотці статора. Розроблено новий метод діагностування статорних обмоток АД, що дозволяє виявити обриви та міжвиткові замикання за сталого режиму роботи двигуна шляхом контролю діючих значень і кутів зсуву фаз між струмами фаз статора. Як показник відхилення від нормального режиму роботи запропоновано використовувати різницю потенціалів між штучною нульовою точкою та нульовою точкою обмоток двигуна. Запропоновані методи діагностування пошкоджень статорних обмоток АД впроваджено на ТОВ "Краматорський цементний завод - Пушка" та АТ "Новокраматорський машинобудівний завод".

  Скачати повний текст

Уточнено математичну модель асинхронного двигуна (АД) з масивнимими елементами в магнітопроводі (МЕМ) ротора, в якій, на відміну від існуючих, вихрові струми еквівалентуються двома системами зосереджених струмів, обумовлених зміною потоку за тангенціальним і радіальним напрямками. Вперше одержано вирази для розрахунку параметрів еквівалентних контурів вихрових струмів, обумовлених зміною потоку за тангенціальним і радіальним напрямками, для АД з гладким масивним феромагнітним ротором (МФР); з МФР з короткозамкненою обмоткою (КЗО); з МЕМ ротора у вигляді фероклітки. Удосконалено вирази розрахунку реактивної потужності лобової ділянки контуру, що еквівалентує вихрові струми, які відрізняються від існуючих урахуванням нерівномірності розподілу струмів у лобовій частині ротора. Вперше зроблено кількісне оцінювання впливу електромагнітних процесів за основним потоком взаємної індуктивності у торцевих поверхнях МФР на характеристики режиму роботи АД. Вперше визначено закономірності зміни параметрів робочих режимів АД з тришаровим масивним ротором залежно від співвідношення його конструктивних параметрів.

  Скачати повний текст