АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМ РЕГУЛЯТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ

УДК 621.376.54:621.316.722

  • Беляев Валерий Павлович − кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры полиграфиче- ского оборудования и систем обработки информации. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). Email: beliaev@belstu.by

  • Тимошенко Максим Александрович − студент. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). Email: tima.makc@yandex.by

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-6729-2022-255-1-14-21

Ключевые слова: электропривод переменного тока, широтно-импульсная модуляция напряжения, моделирование.

Для цитирования: Беляев В. П., Тимошенко М. А. Асинхронный электропривод с полупроводниковым регулятором напряжения // Труды БГТУ. Сер. 4, Принт- и медиатехнологии. 2022. № 1 (255). С. 14–21. DOI: https://doi.org/10.52065/2520-6729-2022-255-1-14-21.

Аннотация

В статье приведены результаты исследования параметрического управления электроприводом на основе асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, реализуемого полупроводниковым регулятором напряжения. Выходное ШИМ-напряжение регулятора формируется в соответствии с запатентованным способом. Основные исследования составляют изучение процессов пуска электропривода в функции изменения значений действующего напряжения, прикладываемого к обмоткам статора электродвигателя. Даны зависимости для классического (фазового) параметрического управления и для ШИМ-управления. Эти зависимости однозначны. Выявлено, что время электромагнитных переходных процессов в двигателе tзап при управляемом пуске до начала движения (Мдв = Мх. х) занимает соответствующую долю общего времени, задаваемого на пуск tпуск. В оставшийся промежуток времени развиваются электромеханические переходные процессы в электроприводе, создающие определенные ускорения технологической машине, которые могут не соответствовать нормируемым значениям. Предлагается два этапа задания времени пуска: время электромагнитных переходных процессов в двигателе и время электромеханических переходных процессов в электроприводе (решение уравнения движения). Заданием изменения значений действующего напряжения на втором этапе и достигается получение нормируемых ускорений технологической машины. Для оценки рассмотренных вопросов разработана модель регулируемого электропривода с ШИМ-управлением в вычислительной среде MathLab-Simulink. Компоновка модели выполнена с использованием штатных блоков Simulink и оригинально составленных. В модели асинхронная машина представлена системой дифференциальных уравнений на основе теории обобщенной машины. Модель учитывает задание времени упомянутых двух этапов пуска и последовательное решение электромагнитных переходных процессов в двигателе, а затем электромеханические переходные процессы в электроприводе. Приведены схема модели и один из результатов расчета процесса пуска печатной машины как технологического объекта (эпюры электромагнитного момента и скорости).

Скачать

Список литературы

  1. Веников В. А. Теория подобия и моделирования. М.: Высш. школа, 1976. 479 с.
  2. Электротехнический справочник: в 3 т. / под общ. ред. В. Г. Герасимова, П. Г. Грудинского, В. А. Лабунцова. М.: Энергоатомиздат, 1988. Т. 3. 616 с.
  3. Устройства плавного пуска [Электронный ресурс]. URL: https://media.automation24.com/manual/en/38752095ManualSIRIUS_softstarter.pdf (дата обращения: 10.03.2021).
  4. Шубенко В. А., Браславский И. Я. Тиристорный асинхронный электропривод с фазовым управлением. М.: Энергия, 1972. 200 с.
  5. Браславский И. Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением. М.: Энергоатомиздат, 1988. 167 с.
  6. Фазовое регулирование [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki (дата обращения: 10.03.2021).
  7. Беляев В. П., Давидович Л. М. Электромеханика. Электромеханическое преобразование при частотном управлении электрическими машинами. Минск: БГТУ, 2004. 123 с.
  8. Способ широтно-импульсной модуляции выходного напряжения переменного тока: а. с. 764096 (СССР) / В. П. Беляев, Г. И. Гульков, В. Г. Сидоров.: заявл. 10.11.1978; опубл. 15.09.80 в Б. И. № 34. 8 с.
  9. Беляев В. П. Электрооборудование полиграфических машин. Минск: БГТУ, 2012. 207 с.
  10. Руководство по эксплуатации [Электронный ресурс]. URL: https://euroec.by/assets/files/danfoss/Rukovodstvo_VLT_Soft_Starter_MCD_600.pdf (дата обращения: 10.03.2021).
  11. Устройство плавного пуска для асинхронного двигателя [Электронный ресурс]. URL: https://drives.ru/stati/ustrojstvo-plavnogo-puska-asinhronnogo-dvigatelya (дата обращения: 10.03.2021).
  12. Устройство плавного пуска и торможения. Руководство пользователя Altistart 22 [Электронный ресурс]. URL: https://profsector.com/media/catalogs/55e83642bc4f3.pdf (дата обращения: 10.03.2021).
  13. Плавный пуск асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором [Электронный ресурс]. URL: https://infoelectrik.ru/vybor-kommutacionnoj-apparatury-dlya-montazha/ustrojstvo-plavnogo-puska-asinhronnogo-dvigatelya.html (дата обращения: 10.03.2021).
  14. Петров Л. П. Управление пуском и торможением асинхронных двигателей. М.: Энергоиздат, 1981. 184 с.
  15. Черных И. В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystem и Simulink. М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. 288 с.
  16. Способ пуска короткозамкнутого асинхронного электродвигателя с параметрическим управлением в статоре: пат. 10546 Респ. Беларусь. № а 20060721; заявл. 13.07.2006; опубл. 05.04.2008. Бюл. № 4. 17 с.
Поступила 30.12.2021