Розроблено математичні моделі, проведено аналіз та синтез структур регульованого електроприводу (ЕП) за системою "однофазний тиристорний перетворювач напруги - асинхронний двигун з трифазними обмотками статора малої потужності та фазозсувним конденсатором". Специфіка такої системи полягає у різноманітності простих схемо-технічних рішень і в складності електромагнітних та електромеханічних процесів, обумовлених якістю напруг та струмів в елементах ЕП. Розроблено узагальнену математичну модель, що враховує ЕРС обертання, несиметрію та несинусоїдальність струмів та напруг, дозволяє проводити порівняльний аналіз різних схем силової частини ЕП. На її базі досліджено динамічні, механічні, енергетичні та регулювальні характеристики системи. Обумовлено вибір раціональних схемо-технічних рішень і проведено оптимізацію параметрів силових елементів ЕП. Функціональні можливості даної системи реалізуються за двома основними напрямками - регулюванням швидкості обертання в обмеженому діапазоні та мінімізацію втрат потужності у разі змінного навантаження.

  Скачати повний текст

Проведено синтез та аналіз методів векторного керування (ВК) асинхронними двигунами (АД) з поліпшеними енергетичними та динамічними характеристиками та малим обсягом обчислень. Здійснено огляд теоретичних досліджень ВК і систематизовано математичний опис робочого процесу АД для ВК. Синтезовано аналітичні вирази програмних струмів, що мінімізують споживну потужність або струм статора. Обгрунтовано робастний оптимальний закон керування швидкісним контуром. Особливу увагу приділено інформаційному забезпеченню ВК АД лише за клемними вимірюваннями струмів і напруг на виході перетворювача частоти (ПЧ) з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Синтезовано фільтри струмів і напруг на виході ПЧ, які виділяють їх основні складові без амплітудних і фазових викривлень. Розроблено адаптивні спостережники, які уникають проблем чистого інтегрування під час визначення проекцій векторів потокозчеплень. Запропоновано методи ідентифікації опорів статора та ротора в реальному часі у процесі штатного функціонування. Синтезовано алгоритми інформаційного забезпечення з меншим обсягом обчислень у порівнянні з традиційними розрахунковими методами. Створено компенсатор для керування контурами струму. Обгрунтовано оцінювальну функцію спостерігачів у складі компенсаторів, які визначають корисні складові струмів, невизначеності струмових контурів і перехресні зв'язки між ними у разі наявності завад, створених ШІМ. Відзначено, що синтезований компенсатор є робастним відносно до всіх невизначеностей контурів струму. Із використанням числового та фізичного моделювання підтверджено високі динамічні характеристики синтезованих методів керування.

  Скачати повний текст

Висвітлено питання удосконалення методів математичного моделювання електромагнітних й електромеханічних процесів в асинхронних двигунах з екранованими полюсами (АДЕП). Розроблено розгалужену заступну схему магнітопроводу двигуна, а також алгоритм та програму розрахунку магнітного кола двигуна. Виведено формули для обчислення матриці диференціальних індуктивностей та потокозчеплень контурів АДЕП. Із використанням диференціального гармонічного методу та диференціального сплайн-методу розроблено математичні моделі розрахунку усталених режимів АДЕП для дослідження впливу параметрів та геометричних розмірів на поведінку АДЕП в усталених режимах роботи. Створені моделі можна використовувати для проектування АДЕП і оптимізації їх характеристик.

  Скачати повний текст

Розроблено автоматизовані універсальні електротехнічні комплекси з метою випробувань електричних машин. Обгрунтовано основні теоретичні принципи побудови, розрахунків і проектування пристроїв динамічного навантаження асинхронних електричних двигунів частотною модуляцією напруги живлення. Розвинуто методи аналізу енергообмінних процесів у електричних колах з полігармонійними струмами та напругами. Визначено основні критерії та методики оцінки ефективності окремих типів модуляції багатофазних систем напруг з урахуванням динамічного навантаження. Обгрунтовано вимоги до джерел живлення систем динамічного навантаження асинхронних двигунів і сформульовано принципи побудови даних джерел. Наведено рекомендації щодо побудови вимірювально-діагностичних комплексів стосовно досліджень характеристик асинхронних двигунів за допомогою динамічного навантаження з частотною модуляцією напруги живлення. Запропоновано методи оцінки ефективності даних систем і зроблено розрахунки економічної ефективності від їх застосування.

  Скачати повний текст

Запропоновано вдосконалений комплексний метод захисту асинхронних електродвигунів, а також синтезовано і реалізовано пристрої, які дозволяють проводити захист і контроль основних параметрів електродвигунів у пускових, аварійних та анормальних режимах. За допомогою розроблених математичних моделей здійснено можливе визначення оптимального місця встановлення давача і параметрів спрацювання струмового та температурного органів захисту. Розроблено методику контролю і комплексного захисту, відповідне програмне забезпечення.

  Скачати повний текст

Запропоновано компенсаційно-мостовий метод контролю електромагнітних параметрів асинхронного двигуна (АД) з використанням багатоелементних схем заміщення за умов несинусоїдності напруги або струму живлення, який забезпечує одержання інформації в реальному часі та покращення регулювальних властивостей АД. Вдосконалено метод контролю параметрів АД з використанням як інформативних параметрів системи зрівноваження внутрішніх недоступних величин - похідної потокозчеплення та потокозчеплення, що забезпечує можливість визначення параметрів АД за нелінійності індуктивності намагнічування. Набув подальшого розвитку метод контролю параметрів нелінійних моделей шляхом введення нових спектральних параметрів і використання миттєвих значень струмів, що дозволяє експериментально оцінювати електромагнітні параметри АД в режимі ненасиченого стану та в режимі насичення магнітопроводу.

  Скачати повний текст

Розроблено матетатичну модель режимів роботи асинхронного двигуна у разі несиметрії напруг сільської мережі, яка дозволяє за коефіцієнтом завантаження робочої машини з урахуванням особливостей електроприводу оцінювати швидкість теплового зносу його ізоляції. Одержано математичну модель режимів роботи у випадку глибокої несиметрії та полегшення режиму за рахунок об'єднання нульових точок обмотки статора двигуна та джерела живлення на час завершення технологічного процесу. Розроблено пристрій, який діагностує режими роботи групи даних двигунів у разі несиметрії напруг мережі за рахунок контролю напруги зворотної послідовності та температури обмотки статора кожного двигуна. Установлено, що він забезпечує включення симетруючого пристрою у процесі досягнення несиметрії напруги за зворотної послідовності обгрунтованого граничного значення та полегшуючого режиму роботи для кожного двигуна у разі глибокої несиметрії на час завершення технологічного процесу. Зазначено, що використання діагностуючого пристрою дозволяє зменшити швидкість теплового зносу ізоляції асинхронних двигунів потокової технологічної лінії, які працюють за несиметрії напруги мережі та підвищити їх термін використання.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено розробці методів аналізу неповнофазних режимів у системах електропостачання власних потреб електростанцій, у яких застосовано короткозамкнуті асинхронні двигуни з глибокозапасними роторами. Викладено метод синтезу параметрів заступних схем враховуючих витиснення струму в роторі в неповнофазних режимах для даного типу двигунів. Синтез проведено на основі каталожних екпериментальних даних методом мінімізації. З використанням даних схем розроблено математичну модель та проаналізовано неповнофазні режими власних потреб за умов обриву фази в мережі, що живить. Відносно окремих двигунів, проаналізовано диференційні рівняння, а для групи двигунів методом послідовного наближення, з використанням комплексних схем елементів для струмів прямої, оберненої та нульової послідовностей. Доведено, що за умов неповнофазних режимів, за нявності коефіцієнта завантаження двигунів 0,6 - 1 втрати у статорі зростають у 2 - 3 рази, у роторі в 5 - 10 разів, у сталі в 1 - 2 рази, ковзання збільшується в 1,8 - 2 рази. Допустима тривалість роботи асинхронного двигуна (АД) у випадку обриву фази мережі, що живить, складає 0,5 - 2 хвилини. Втрати в АД зростають ще більше у разі розземленої нейтралі резервного трансформатора. Приведено аналіз існуючих пристроїв релейного захисту (РЗ) від неповнофазних режимів, зазначено недоліки. Запропоновано пристрій РЗ від неповнофазних режимів АД і трансформатора, що живить, заснований на використанні фільтрів струмів та напруги оберненої послідовності, фазних струмів АД і трансформатора, струму заземленої нейтралі трансформатора, суми та різниці фазних струмів в АД. Доведено переваги розроблених пристроївзахисту, що мають більш високу чутливість.

  Скачати повний текст

Проаналізовано проблему ресурсоенергозбереження в електроприводах з асинхронними електродвигунами, наведено характеристику умов експлуатації асинхронних електродвигунів в агропромисловому комплексі. Досліджено втрати активної потужності в асинхронному електродвигуні, для чого введено коефіцієнт втрат активної потужності. Зроблено аналіз втрат активної потужності в системі "електродвигун - робоча машина". Розроблено методику дослідження втрат активної потужності в асинхроному електродвигуні за допомогою кругової діаграми у функції ковзання. Знайдено математичні вирази ковзання асинхронного електродвигуна для різних типів приводів робочих машин в залежності від коефіцієнта завантаження, кратності напруг прямої та зворотної послідовностей. Визначено витрати ресурсу ізоляції асинхронного електродвигуна, в основу яких покладено закономірності теплового старіння ізоляції, зокрема, залежність швидкості теплового зношення ізоляції від температури. Встановлено систему діагностування асинхронного електродвигуна з позиції ресурсоенергозбереження. Розроблено методику діагностування роботоздатності асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором і методику діагностування втрат активної потужності в механічній частині системи "електродвигун - робоча машина". Запропоновано математичну модель енергозберігаючого режиму роботи асинхронного електродвигуна й алгоритм її використання.

  Скачати повний текст

Удосконалено метод визначення пускового моменту, який відрізняється тим, що для безпосереднього вимірювання інформативного параметра у місці його виникнення застосовано торсіонний сенсор, а для вилучення методичної похибки - покроковий режим роботи приводного двигуна. Точність вимірювання пускового моменту зростає у 2 - 3 рази порівняно з відомими засобами. Розроблено математичну модель вимірювального каналу у вигляді системи нелінійних диференціальних рівнянь та отримано аналітичні залежності для розрахунку тривалості перехідних процесів. Запропоновано структурну схему інформаційно-вимірювальної системи та алгоритм її роботи. Проаналізовано похибки вимірювання пускового моменту та розраховано показники вірогідності контролю. Наведено методики інженерного проектування, метрологічної атестації та проведено експериментальні дослідження.

  Скачати повний текст

Удосконалено методи оцінювання втрат у сталі шляхом урахування зміни властивостей магнітної системи за умов дослідження характеристик асинхроних двигунів (АД). Проаналізовано існуючі методи визначення цих втрат та показано доцільність розробки підходу, що дозволяє проводити їх оцінювання з урахуванням нелінійності кривої намагнічування. Запропоновано схему заміщення АД з додатковою електрорушійною силою (е. р. с.) контуру намагнічування, яка грунтується на врахуванні вищих гармонічних струму, що характеризують режим насичення. У загальному виді одержано залежності миттєвої потужності на індуктивному елементі з урахуванням нелінійності та явища гістерезису. Однією з характеристик АД, яка описує фізичні властивості магнітної системи машини, є нелінійна характеристика індуктивного елемента контуру намагнічування. Для її визначення за відсутності додаткових технічних засобів для реалізації дослідів, на базі запропонованої схеми заміщення з додатковою е. р. с. у контурі намагнічування запропоновано метод, вихідними даними якого є миттєві значення напруги та струму, що вимірюються за допомогою комп'ютеризованого комплексу, а також параметри схеми заміщення у ненасиченому стані. Досліджено вплив властивостей магнітної системи, зокрема, нелінійності кривої намагнічування, збільшення вихрових струмів на характеристики АД. Запропоновано скоригований закон частотного керування з урахуванням дії вихрових струмів, який дозволяє зменшити рівень енергоспоживання. Розглянуто питання побудови комп'ютеризованого вимірювально-діагностичного комплексу для експериментального визначення втрат у сталі та дослідження характеристик АД.

  Скачати повний текст