Academic literature on the topic 'Ротор фазний'

Ссылка для цитирования: Математическая модель асинхронного двигателя в мультифазной системе координат при несимметрии роторных цепей / А.С. Глазырин, В.И. Полищук, В.В. Тимошкин, Д.М. Баннов, Ю.Н. Исаев, Д.И. Антяскин, С.Н. Кладиев, А.А. Филипас, С.В. Ланграф, Д.А. Котин, В.З. Ковалев // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 10. – С. 213-227. Актуальность исследования обусловлена острой необходимостью в теоретическом обосновании и практической разработке селективных методов диагностирования сложных внутренних повреждений мощных высоковольтных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, являющихся одним из главных элементов ответственных механизмов всех технологических процессов в топливно-энергетическом комплексе. Как правило, спецификой работы высоковольтных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором в топливно-энергетическом комплексе как на стадии добычи и транспортировки георесурсов, так и на стадии их переработки являются тяжелые условия пуска, особенно это выражено для ответственных механизмов тепловых электростанций (питательные насосы, мельницы, дробилки, дымососы, дутьевые вентиляторы и т. д.). Отказы асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором на тепловых электростанциях приводят либо к отключению энергоблока, либо как минимум к снижению уровня выработки электроэнергии. При этом, несмотря на тяжелейшие и, как правило, необратимые последствия от такого повреждения – дефекты в короткозамкнутой обмотке ротора асинхронных двигателей – защит от данного повреждения не существует, и выявляется оно только в период капитального ремонта. Обрыв стержня ротора, вызывающий несимметрию роторных цепей, в начальной стадии носит скрытый характер и является толчком для развития более опасных аварийных режимов. Отсутствие апробированных технических средств диагностики данного вида повреждения, прежде всего, связано с недостаточной формализацией математического описания процессов в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором при возникновении дефектов в обмотке ротора. Объект: высоковольтные асинхронные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором. Цель: разработать математическую модель асинхронной машины с несимметрией роторных цепей, адекватно отображающую физические процессы в машине при возникновении повреждений в обмотке ротора. Методы и средства. Для достижения поставленной цели применялись теоретические методы исследований. К ним относятся: теория электрических машин, численные методы. Имитационное моделирование производилось в среде MatLab, а математическая обработка данных – в пакете MathCad. Результаты. Разработана n-фазная имитационная модель асинхронного двигателя, позволяющая исследовать обрыв стержня в беличьей клетке. Предложены аналитические выражения, которые описывают процессы в двигателе при неподвижном роторе.

Побудова регульованого електропривода на базі асинхронної машини подвійного живлення є досить актуальною задачею, оскільки дозволяє управляти великими потоками електроенергії при високих енергетичних показниках. У таких відомих системах електропривода є досить складна система управління ними, оскільки передбачає використовування перетворювачів координат (прямі-зворотні) та наявність нелінійних зв’язків між каналами управління, це погіршує надійність таких систем. У роботі пропонується«пряме» векторне керування асинхронною машиною подвійного живлення без використання перетворювачів координат. Струми ротора запропоновано примусово формувати повністю керованим перетворювачем частоти, щоб зробити його активним та синфазним фазній е.р.с ротора. Перетворювач включається у роторне коло. Для схемної реалізації у якості перетворювачаобраний перетворювач частоти з ланкою постійної напруги з релейним керуванням. Вхідний випрямляч якого є активний випрямляч. Крім того перетворювач забезпечує електромагнітну сумісність з мережею живлення, та задовольняє вимогам, які зазначені в стандартах, на якість струму мережі. Представлена модель асинхронної машини подвійного живлення з традиційною системою керуванням з використанням перетворювачів координат «прямі-зворотні».Проведено порівняння математичної моделі при традиційному векторному керуванні та моделі з «прямим» векторним керуванням за допомогою Matlab. Отримані осцилограми роботи з запропонованим керуванням, вони демонструють наростання швидкості в машині подвійного живлення, при цьому струми з мережі синусоїдальні та співпадають за фазою зі своїми напругами, а пуск електропривода супроводжується віддачою енергії ротора через перетворювач до мережі.Результати показують, що електропривод формує раціональну динаміку без перерегулювання координат.

Проведено обґрунтування конструктивно-технологічної схеми роторного кавітаційного диспергатор-гомогенізатора, який містить робочу камеру, кришку, вихідний патрубок, вхідні патрубки для сипких і рідких компонентів, статор із дифузорами і наскрізним отвором, ротор із резонаторами, лопатками і валом, підшипниковий вузол та електродвигун. Приведені результати чисельного моделювання в програмному пакеті Star CCM+ пропонованого роторного кавітаційного диспергатор-гомогенізатора дозволяють стверджувати про наявність процесу кавітаційного диспергування і гомогенізації на основі отриманих розподілів і динаміки швидкостей переміщення рідкої фази суміші, тиску і концентрації газоподібної фази рідини в дифузорі. Це дає змогу продовжити дослідження з обґрунтування конструктивно-технологічних параметрів розробленого технічного засобу для приготування рідких кормів.

В статье рассмотрено численное моделирование синхронного генератора. Описана последовательность создания геометрической модели. Представлены результаты численного моделирования статической и динамической задачи. Получены временные осциллограммы потокосцепления, фазных токов и напряжений, сил и моментов. На их основании получены частотные характеристики заданного генератора на холостых режимах. С помощью вейвлет-преобразования проведен анализ переходного процесса. Исследование показало, что существует три частотные области: область нарастания скорости, достижение критической скорости и выход на установившийся режим. Анализ коэффициентов вейвлет-преобразования исследуемого сигнала дал информацию об энергии, содержащейся в соответствующих частотных составляющих ряда. Данная численная модель дает возможность идентифицировать спектры напряжений, токов, сил и моментов, соответствующих механическим и электромагнитным дефектам. Показана возможность диагностирования дефектов генератора, обусловленного эксцентриситетом ротора, с помощью модельного исследования на пусковых режимах. Наличие эксцентриситета ротора приводит к появлению гармонической составляющей в спектре силы большой амплитуды с максимальным значением на низкой частоте. The sequence of creating a geometric model is described. The results of numerical simulation of static and dynamic problems are presented. Time oscillograms of flux linkage, phase currents and voltages, forces and moments were obtained. The analysis of the transient process is carried out using the wavelet transform. The study showed that there are three frequency ranges: the area of increasing speed, reaching critical speed and reaching steady state. Analysis of the wavelet transform coefficients gave information about the energy, which is contained in the corresponding frequency components of the series. This numerical model makes it possible to identify the spectrum of voltages, currents, forces and moments corresponding to mechanical and electromagnetic defects. The possibility of diagnosing the eccentricity of the rotor using a model study in starting modes is shown. Eccentricity leads to the appearance of a harmonic component in the power spectrum with a large amplitude with a maximum value at a low frequency.

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.