Academic literature on the topic 'Двигун синхронний'

Гідронасосні станції з електроприводом та живленням від вітроелектричних установок знайшли застосування на територіях, віддалених від розподільчих електромереж. Досвід експлуатації таких станцій засвідчує суттєвий вплив наявності пульсацій швидкості вітру на їх продуктивність. В рамках цього дослідження розроблена математична модель динаміки зміни подачі води багатоагрегатною гідронасосною станцією з електроприводом від асинхронних двигунів з короткозамкненою обмоткою ротора за живлення від вітроелектричної установки з синхронним генератором з урахуванням стохастичної складової зміни швидкості вітру. Дослідження динамічних процесів здійснюється на 10-и хвилинному інтервалі осереднення швидкості вітру, що є стандартизованою величиною для оцінки потужності вітроелектричної установки за збурень вітрового потоку. Модель являє собою систему нелінійних диференційних рівнянь, що описує взаємодію двох інерційних складових єдиної аероелектрогідродинамічної системи. Перша інерційна складова містить в собі вітротурбіну та синхронний генератор, а друга – асинхронний двигун та гідронасос. Взаємний вплив одної інерційної складової на іншу здійснюється через електричний зв’язок між генератором та двигуном через лінію електропередачі разом з трансформаторними підстанціями. Визначення параметрів механічного обертального руху інерційних складових виконувалось в припущенні про квазістаціонарність електромагнітних процесів в статорних і роторних контурах генератора та двигуна. Розрахунок їх електромагнітних моментів здійснювався з використанням еквівалентних заступних електричних схем обладнання з урахуванням змінної частоти обертання та довільної кількості гідроагрегатів у складі станції. Представлені результати розрахунків динаміки подачі гідронасосної станції потужністю 1 МВт в складі 5 гідроагрегатів за електроживлення від вітроустановки з синхронним явнополюсним генератором такої ж потужності за швидкості вітру менше номінального значення, рівному та більшому за номінальне значення. Вони надають можливості оцінки динамічних властивостей процесу перетворення кінетичної енергії вітру в потенціальну енергію води, накопиченої в басейні акумуляторі. На сьогодні отримані результати набувають важливого значення в зв’язку з необхідністю інтеграції значних потужностей вітроелектростанцій до складу електроенергетичних систем. Бібл. 26, табл. 3, рис. 8.

У статті на основі характеристик деяких вітрових зон України [1] та швидкості вітру, яка застосовується при проєктуванні в Україні й за кордоном, проведено порівняння основних параметрів вітроустановок різних конструкцій, які мають найбільше застосування. Для цього за певним алгоритмом [2–7] був розрахований ряд синхронних генераторів потужністю від 600 до 3600 кВт з урахуванням потужності машин, які випускаються ТОВ «Завод крупних електричних машин» (м. Каховка, Україна). Показана також конструкція генераторів цього заводу після заміни в них асинхронних двигунів на синхронні двигуни зі збудженням від постійних магнітів. Визначено перспективність використання постійних магнітів в системах збудження синхронних генераторів. Відзначено, що при такому підході до створення синхронних електрогенераторів для вітроустановок потрібне обов'язкове застосування мультиплікаторів для забезпечення частоти обертання, яка відповідає частоті обертання вихідного двигуна. Другою умовою є відповідність індукції в робочому зазорі не нижче 0,7–0,8 Тл. Для цього необхідне використання магнітів типу NdFeB, що відрізняються високою питомою енергією та дають змогу спростити конструкцію, усунути втрати на збудження, які притаманні генераторам з електромагнітним збудженням, підвищити ККД і надійність генераторів. Застосування мультиплікаторів вимагає їх обов'язкового регулярного обслуговування і знижує надійність електроагрегату. У зв'язку з цим була розглянута оригінальна конструкція безредукторного генератора зі збудженням від постійних магнітів. Особливість цієї конструкції генератора полягає у відсутності ярма статора та мультиплікатора, а також корпусу генератора. Корпусом генератора є шихтований пакет статора, і в цілому генератор являє собою модуль у складі головки вітроустановки, що дозволяє істотно зменшити його масу. В статті обґрунтовано доцільність застосування безкорпусної модульної конструкції вітроустановки зі збудженням від постійних магнітів без мультиплікатора та проведено порівняння параметрів вітроустановок зазначених конструкцій. Бібл. 9, табл. 4, рис. 3.

У статті розглядаються підходи до створення систем керування електроприводами тягового транспорту рудних шахт. Проведений аналіз роботи в різних режимах та порівняння характеристик чотирьох найбільш популярних типів електроприводів, що застосовуються у тягових електромеханічних системах, виявлені їх переваги та недоліки. Для підвищення ефективності тягових установок в якості приводних двигунів запропоновано використовувати синхронні двигуни з постійними магнітами, що нівелюють недоліки двигунів постійного та змінного струму, які здебільшого використовуються в електроприводах цих електровозів. З метою вдосконалення методів та схем автоматичного керування тяговими приводами розроблені математичні моделі динаміки руху тягової установки з синхронними двигунами з постійними магнітами (СДПМ), на базі яких створені комп’ютерні імітаційні моделі систем автоматичного керування (САК) для різних варіантів конструктивного виконання електродвигунів. За допомогою цих моделей проведений аналіз режимів роботи запропонованих САК тягових установок з СДПМ як без пускових обмоток, так і з ними. Порівнювалася робота САК для моделі тягової установки з лінійними регуляторами струму та швидкості, а також для моделі САК з оптимальними релейними сигналами керування, заснованими на використанні властивостей функцій перемикання оптимальних керуючих діянь. Аналіз ефекту від застосування запропонованих оптимальних релейних сигналів керування тяговою установкою показав, що при застосуванні САК з оптимальними релейними регуляторами тривалість перехідного процесу у випадку двигунів без пускових обмоток виявилась на 14% меншою в порівнянні з САК із лінійними регуляторами, а у випадку двигунів із пусковими обмотками - на 13.5% меншою, що доводить перевагу використання систем керування з оптимальними релейними регуляторами. Крім того виявлено, що такі системи автоматичного керування електроприводами тягових установок володіють астатизмом відносно моменту навантаження.

Всі лубрикаторні системи суднових ДВЗ мають загальну структуру. Однак, за спільністю цієї структури ховається велике різноманіття конструкцій окремих елементів мастильних пристроїв і систем у цілому. Приводи лубрикаторів забезпечують синхронне переміщення нагнітальних елементів з певним положенням поршня в циліндрі, а також мають зв'язок з навантаженням двигуна. Як показують дослідження [1] істотний вплив на процес надходження масла до поверхонь тертя має геометрія каналу розташованого в стінках циліндрової втулки, що з однієї сторони через запірний клапан періодично поповнюється маслом, а з іншого боку - постійно випробовує вплив газів з боку порожнини циліндра. Це значить, що ділянка нагнітального тракту системи між клапаном і дзеркалом циліндра знаходиться під впливом тиску газів величиною 1,5...3 МПа. Причому, у двигунів MAN-B&W (з верхнім підведенням масла), такий вплив відбувається на кожному ході поршня.

Синхронні явнополюсні генератори знаходять широке застосування в складі вітро- та гідроелектричних установок малої потужності. На сьогодні набуває актуальності задача застосування потужних автономних вітроелектричних установок з синхронними генераторами для накопичення частини генерованої ними енергії на гідроакумулювальних електростанціях. Розроблення раціональних схемо-технічних рішень реалізації даної технології для багатоагрегатних вітроелектростанцій потребує аналізу навантажувальних режимів роботи всіх складових в широкому діапазоні робочих швидкостей вітру і частоти обертання. Ефективне моделювання та проведення розрахункових досліджень перебігу електромеханічних процесів в даних системах може бути реалізовано шляхом застосування заступних електричних схем генераторів та двигунів, проте для явнополюсного синхронного генератора неможливо побудувати точну заступну електричну схему для електрорушійної сили обмотки якоря. В рамках цього дослідження розроблено наближену заступну електричну схему фази явнополюсного синхронного генератора та виконано оцінку можливих похибок результатів розрахунку параметрів навантажувального режиму схеми за різних значень частоти обертання ротора. Схема базується на послідовному ввімкненні активного опору обмотки якоря та індуктивних опорів розсіювання і поперекової реакції якоря, а також індуктивного опору, зумовленого сумісною дією поперекової та повздовжньої реакцій якоря. Очікувані похибки визначення розрахункових параметрів напруги споживачів автономної системи електроживлення на основі вітро- та гідроелектричних установок з синхронними явнополюсними генераторами за використання розробленої заступної електричної схеми не перевищують 2,5% по модулю та 1,5 електричних градусів по фазі для довільного значення частоти обертання ротора генератора в діапазоні 0,6...1,2 номінального значення. Застосування розробленої заступної електричної схеми явнополюсного синхронного генератора надає можливості проведення автоматизованих багатоваріантних розрахункових досліджень електромеханічних перехідних процесів в системах електроживлення на основі вітро- та гідроелектричних установок з урахуванням пульсацій швидкості вітру, зміни витрат та напорів води, зміни навантаження. Бібл. 24, табл. 3, рис. 3.

Пропонується при створенні нових та модернізації існуючих систем електропостачання комплексів озброєння і військової техніки розробляти пристрої релейного захисту, автоматики та технічної діагностики основного обладнання цих систем використовувати безконтактні електричні апарати, проектування та розробка яких здійснюється з використанням математичного апарата алгебри логіки, в якому пропонується брати за основу часові бульові функції. Дається визначення часових бульових функцій та часових операторів. Наводяться основні часові бульові функції і приклади реалізації часових бульових функцій і операторів затримки. Розглядається приклад розробки логічної частини релейного захисту системи гарантованого живлення, в якій накопичувачем енергії є інерційний маховик, а перетворювачем енергії є синхронна електрична машина, яка в залежності від стану зовнішнього вводу працює в режимі синхронного електричного двигуна, або в режимі синхронного генератора. Наводиться схема логічної частини пристрою релейного захисту цієї системи.

Simulation of transient and steady state modes of synchronous motors for the analysis of switching to backup power using mathematical model. Method. The methods of linear algebra, numerical optimization methods, methods of modeling and analysis of established and transient modes are used. Results. The mathematical model of the salient pole rotor and non-salient or cylindrical pole rotor synchronous motor is presented, which is presented in the form of a alternate scheme, which allows to take into account the effect of displacement of current and saturation of the non-salient pole rotor motor's magnetic core. A method for determining the parameters of the synchronous motor based on passport data is proposed, which allows to improve the accuracy of modeling in steady state and transient modes. The mathematical model is reduced to a three-phase coordinate system a, b, c of the stator winding. The rotor windings are modeled in the coordinates d, q. The results of mathematical modeling allow us to determine the magnitude of the shock currents and mechanical moments of the synchronous motor. It is shown that non-synchronous switching on of the synchronous motor, which occurs in case of automatic transfer switch, can lead to engine damage. Shock currents can also be dangerous to other power supply equipment. Thus, synchronous motors, if transfer switch is used, require synchronization before being connected to the network. Scientific novelty. The mathematical model of the synchronous motor was improved taking into account the displacement of current and saturation of the magnetic conduit, the method of determining the parameters of the mathematical model based on the passport data of the engine was improved, which allowed to increase the accuracy of the simulation and the reliability of the simulation results. The modes of power transfer switch are simulated and the values of shock current and shock mechanical moment of the engine are obtained. Practical meaning. The mathematical model of the synchronous motor allows to analyze the behavior of synchronous motors in interaction in the power supply system and to identify the dangerous states of synchronous motors that may occur during the transfer switching. The proposed model improves the accuracy of determination of the limits of dangerous states and improves the reliability of synchronous motors and power supply systems.

Topicality. Today a large number of synchronous motors with long mean-time-between-failures operate under the conditions of industrial enterprises. They are mainly characterized by difference from the published electromagnetic parameters and degraded energy and reliability indicators, increased heating of the windings and electromagnetic vibrations, which causes a reduction in power on the shaft. Among other reasons, this is due to changes in the properties of laminated stator cores, which is the main structural element that is not replaced during repairs. Purpose. Determination of the main set of independent diagnostic parameters that would reliably distinguish the main types of defects of stator cores, first of all loosening and shorting, during their local testing using induction method and features of artificial neural networks in problems of video identification of core surface and determination of the state of synchronous motors. Metodology. The research methods of theoretical calculations of nonlinear electric circuits with non-sinusoidal power supply and methods of video identification for determination of diagnostic parameters and defects of laminated cores and the theory of neural networks in determining the current state of cores and synchronous motors in general were used during the research. Results. The obtained results specify the conditions of local testing of laminated cores from the standpoint of determining the required set of diagnostic parameters sensitive to the main types of defects, using a contactless test method, reveal the features of the use of neural network analyzers to determine the defects of the tooth zone by video identification and substantiate the principles of application of artificial neural networks in problems of predicting the states of major structural units and synchronous motors in general, due to changing properties of stator cores. Originality. The obtained results allow determining the state of the stator core and taking into account the influence of its change on the current state of synchronous motors with long or intensive operation. Practical value. The research results make it possible to assess the changes in the main parameters and characteristics of synchronous motors, determined by the actual state of the laminated stator cores and take into account their impact on energy efficiency, reliability and other operating parameters of synchronous motors. References 10, figures 7.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – «Електротехнічні комплекси та системи». – Державний вищий навчальний заклад «Національний гірничий університет», Дніпропетровськ, 2012.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.03 – «Электротехнические комплексы и системы». Государственное высшее учебное заведение «Национальный горный университет», 2012.
Thesis for candidate of technical sciences degree in specialty 05.09.03 – “Electrical engineering complexes and systems”. – National Mining University, 2011.
Дисертація присвячена питанням підвищення енергетичних показників та точності керування електропривода на базі СДПМ при заданих технологічних та економічних обмеженнях через удосконалення конструкції електромеханічного перетворювача енергії та використання спеціальних законів енергозбереження та компенсації пульсацій моменту. В роботі обґрунтовано доцільність використання електропривода на базі СДПМ як найбільш дієвого заходу енергозбереження засобами електропривода, виконано аналіз існуючих конструкцій даного типу електричних двигунів та систем керування ними. Запропоновані технічні рішення, які дозволяють забезпечити необхідні показники СДПМ при мінімальній собівартості його виготовлення. Розроблено систему керування електроприводом на базі СДПМ з вбудованими магнітами, яка підвищує ККД та зменшує пульсації моменту. На відміну від існуючих систем керування, новий розроблений закон компенсації пульсацій моменту дозволяє одночасно використовувати закон енергетично-ефективного керування ММРА та компенсувати пульсації реактивного моменту. Проведена експериментальна перевірка розробленого електропривода на базі СДПМ. Розроблені технічні рішення та система керування пройшли промислову апробацію та були впроваджені у виробництво компанії Bauer Gear Motor GmbH, ФРН.
Диссертация посвящена вопросам повышения энергетических показателей и точности управления электропривода на базе СДПМ при заданных технологических и экономических ограничениях при помощи усовершенствования конструкции электромеханического преобразователя энергии и использования специальных законов энергосбережения и компенсации пульсаций момента. В работе обоснована целесообразность использования электропривода на базе СДПМ как наиболее действенного мероприятия энергосбережения средствами электропривода. Выполнен анализ существующих конструкций данного типа электродвигателей и систем управления ими. Особое внимание уделено анализу существующих алгоритмов компенсации пульсаций момента СДПМ. В диссертации предложены технические решения, позволяющие обеспечить необходимые показатели СДПМ при минимальной себестоимости его изготовления. Для этого необходимо создавать СДПМ на базе серийных АДКР, а ротор выполнять с горизонтально расположенными встроенными магнитами. По результатам моделирования установлено, что для типоразмера IEC112 рациональная относительная масса постоянных магнитов при заданных ограничениях составляет 4-5%. Также исследованы методы уменьшения пульсаций момента при помощи усовершенствования конструкции СДПМ. Разработана система управления электроприводом на базе СДПМ со встроенными магнитами, которая повышает КПД и уменьшает пульсации момента. Применение закона энергетически эффективного управления ММРА позволяет развить необходимый момент при меньшем токе статора за счет использования реактивного момента, который характерен для данного типа СДПМ. Разработан новый закон компенсации пульсаций момента, который, в отличии от существующих, позволяет одновременно использовать закон ММРА и компенсировать пульсации реактивного момента. Проведена экспериментальная проверка разработанного электропривода на базе СДПМ и выполнено технико-экономическое обоснование его применения. При номинальной мощности кВт и в режиме работы S1 возможно ежегодно экономить 1713,84 грн. в сравнении с электроприводом на базе АДКР. При этом разница капитальных затрат на его приобретение компенсируется за 14 месяцев работы. Разработанные технические решения и система управления прошли промышленную апробацию и были внедрены в производство компании Bauer Gear Motor GmbH, Германия.
The thesis deals with permanent magnet synchronous motors, their energetic performances under given cost-benefit constraints. Approaches for construction optimization are given, special control algorithms for torque pulsation minimization are proposed. Energy-saving control principles are considered. The expediency of PMSM-based electric drive is proven in terms of energy efficiency. The analysis of conventional synchronous motors design schemes is carried out. Existing control systems’ performances are examined. New solutions providing required energetical and dynamical performances under minimal production costs are proposed. The control system for PMSM-based drive with internal magnets for high efficiency and low ripple pulsations is proposed. Unlike known principles, the new control algorithm provides simultaneous operation of MMPA control principle with reactive torque damping. The solutions developed and the control algorithms were tested in industrial environment and are being applied in current production in Bauer Gear Motor GmbH, Germany.

Дипломний проект містить: сторінок – 93, рисунків – 32, таблиць – 32 та графічну частину на 6 листах А1. Метою роботи є розробити алгоритм розрахунку параметрів електроприводу автомобіля на основі синхронного двигуна з постійними магнітами. В даній дисертації було розраховано параметри тягового двигуна, батареї та елементів кола керування електроприводом електромобіля. Синтезовано алгоритм керування синхронним двигуном з вбудованими постійними магнітами з мінімізацією втрат. Було досліджено динамічні характеристики електромеханічної системи методом математичного моделювання. Було порівняно енергоефективність розробленого методу керування зі звичайним векторним керуванням.
The thesis comprises: 93 pages, 32 figures, 32 tables, and graphical part on 6 pages A1. The thesis aims to develop the method of calculating the parameters of the electric vehicle drivetrain, based on a permanent magnet synchronous motor. Parameters of traction motor, battery pack, and control circuit elements of the electric vehicle drivetrain were calculated. Loss minimization control algorithm for interior permanent magnet synchronous motor was developed. Electromechanical system performance characteristics were studied by mathematical simulation. The efficiency of the developed control algorithm was compared with the conventional vector control method.

Робота присвячена підвищенню ефективності синхронних двигунів на постійних магнітах шляхом мінімізації теплових втрат. Розглядаються проблема теплового аналізу електричних машин, яка представляє значний науковий та практичний інтерес.

Фролов Б. Ю. Підвищення енергоефективності обладнання ПАТ "Марганецький гірничо-збагачувальний комбінат" : кваліфікаційна робота магістра спеціальності 141 "Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка" / наук. керівник С. В. Башлій. Запоріжжя : ЗНУ, 2020. 84 с.
UA : Запропоновано модернізація існуючого аналогового керування збудження синхронного двигуна ЕК №69 цифровим мікропроцесорним блоком та заміна обертових збудників синхронних двигунів на ЕК №67 та №395. На всіх перелічених машинах обов’язково вводиться автоматичне керування збудженням, що дасть змогу економити значні обсяги електроенергії на холостому ходу та в робочому режимі.
EN : Modernization of the existing analog is offered excitation control of the EC №69 synchronous motor digital microprocessor unit and replacement of rotating synchronous pathogens engines on EC №67 and №395. Required on all of these machines automatic excitation control is introduced, which will allow to save significant amounts of electricity at idle and in operation.