Дослідження енергоефективності перехідних процесів в електроприводах на базі асинхронних двигунів під час розгону
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.144612Ключові слова:
асинхронний двигун, пристрій плавного пуску, енергоефективність пускуАнотація
Об’єктом даного дослідження є електропривід на базі асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, який працює в режимах частих пусків та зупинок. Такі приводи є широко розповсюдженими, зокрема вони використовуються в електромобілях та гібридних автомобілях, а тому покращення енергоефективності перехідних процесів в них є важливою на сьогоднішній день задачею.
Одним із проблемних місць такого електроприводу є значне споживання енергії при перехідних процесах, зокрема під час розгону двигуна. За рахунок високих пускових струмів багато спожитої енергії втрачається на нагрівання обмоток двигуна. Експериментальні дослідження, проведені в даній роботі, довели необхідність обмеження цих струмів. Але таке рішення призведе до зростання часу розгону, а це означатиме, що підвищені струми, хоч і меншої величини, діятимуть протягом більшого проміжку часу. Цей наслідок також викличе зростання втрат енергії. Значить, має бути певна точка оптимуму – час розгону, за який електроприводом буде спожита найменша кількість енергії.
Для визначення оптимального часу розгону в ході даного дослідження була розроблена комп’ютерна модель електроприводу на базі асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, який керується пристроєм плавного пуску, що дозволяє рівномірно збільшувати напругу від нуля до номінального значення. Результати досліджень довели, що існує оптимальний час наростання напруги, при якому втрати під час перехідного процесу будуть мінімальними. Ця точка залежить виключно від характеристик системи двигун – приводний механізм і не залежить від величини прикладеного навантаження. Результати цих досліджень можуть допомогти покращити ефективність приводних механізмів, що працюють в режимах частих пусків та зупинок, за рахунок невеликого збільшення часу розгону двигуна та зменшення пускових струмів.
Посилання
- Castagnini, A., Kansakangas, T., Kolehmainen, J., Termini, P. S. (2015). Analysis of the starting transient of a synchronous reluctance motor for direct-on-line applications. 2015 IEEE International Electric Machines & Drives Conference (IEMDC). Coeur d'Alene, 121–126. doi: http://doi.org/10.1109/iemdc.2015.7409047
- Du, J., Cheng, M., Hua, W., Zhang, J., Zhao, W. (2011). A new starting method for 12/8-pole doubly salient permanent-magnet motors without position sensor. 2011 International Conference on Electrical Machines and Systems. Beijing, 1–5. doi: http://doi.org/10.1109/icems.2011.6073672
- Shehata, E. G. (2014). Design tradeoffs between starting and steady state performances of line-started interior permanent magnet synchronous motor. 7th IET International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD 2014), 1–6. doi: http://doi.org/10.1049/cp.2014.0281
- Rahman, K. M., Ehsani, M. (1996). Performance analysis of electric motor drives for electric and hybrid electric vehicle applications. Power Electronics in Transportation. Dearborn, 49–56. doi: http://doi.org/10.1109/pet.1996.565909
- Run-hao, P., Haisen, Z., Dongdong, Z., Jiaxuan, L. (2014). Analytical method for starting performance calculation of induction motors considering skin effect and leakage flux saturation. 2014 17th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS). Hangzhou, 135–138. doi: http://doi.org/10.1109/icems.2014.7013452
- Banerjee, A., Banerjee, A., Rana, D. P. S., Shubhanga, K. N. (2015). A study of starting methods for an induction motor using an arbitrary waveform generator. 2015 International Conference on Advances in Electrical Engineering (ICAEE). Dhaka, 34–37. doi: http://doi.org/10.1109/icaee.2015.7506790
- Habyarimana, M., Dorrell, D. G. (2017). Methods to reduce the starting current of an induction motor. 2017 IEEE International Conference on Power, Control, Signals and Instrumentation Engineering (ICPCSI). Chennai, 34–38. doi: http://doi.org/10.1109/icpcsi.2017.8392319
- Li, X., Xu, J., Zhang, H. (2017). Research on torque ramp current limit starting of induction motor based on dsPIC30F6014. 2017 IEEE 2nd Information Technology, Networking, Electronic and Automation Control Conference (ITNEC). Chengdu, 1627–1630. doi: http://doi.org/10.1109/itnec.2017.8285069
- Hu, H.-M., Mao, C.-X., Lu, J.-M., Yu, Y.-X. (2008). The torque oscillation study in the motor soft starting process with discrete variable frequency method. 2008 International Conference on Electrical Machines and Systems, 1686–1690.
- Nafeesa, K., George, S. (2011). Starting performance analysis of fuzzy logic based smart motor controller driven induction motor. 2011 International Conference on Energy, Automation and Signal. Bhubaneswar, 1–5. doi: http://doi.org/10.1109/iceas.2011.6147099
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Mykola Ostroverkhov, Mykola Reutskyi, Danylo Trinchuk
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
