№79-21
Побудова моделі трифазного асинхронного електродвигуна на основі експериментальних досліджень
В.С. Ткачов 1, А.В. Ужеловський1, В.О. Ужеловський1, Г.В. Кравець2
1Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпро, Україна
2Фаховий коледж зварювання та електроніки імені Є.О. Патона, Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2024, 79:241–248
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/79.241
АНОТАЦІЯ
Мета. Розробка шляхом імітаційного моделювання спрощеної моделі трифазного асинхронного короткозамкнутого двигуна з частотним керуванням, що дозволяє досліджувати динамічні властивості механічного обладнання та аналізувати роботу системи частотного електропривода в умовах різних експлуатаційних навантажень.
Методика досліджень. Запропонована методика базується на комплексному підході, що включає проведення експериментальних досліджень для визначення залежності моменту двигуна від частоти напруги живлення та навантаження, аналіз отриманих даних за допомогою регресійного аналізу для формування статистичних залежностей, а також розробку імітаційної моделі системи частотного електропривода. Використання програмного середовища MATLAB забезпечує точність та зручність моделювання перехідних процесів і дозволяє виконувати чисельні експерименти для оцінки поведінки системи в динаміці.
Результати досліджень. В результаті проведеної роботи створена спрощена імітаційна модель трифазного асинхронного короткозамкнутого двигуна з частотним керуванням, яка дозволяє досліджувати динамічні властивості електроприводів і механічного обладнання. Модель враховує основні параметри та залежності, що впливають на роботу системи, забезпечуючи адекватність моделювання реальних процесів. Також розроблена модель дозволяє оцінити вплив частотного регулювання на ключові характеристики двигуна та системи в цілому.
Наукова новизна. Розроблена модель дозволяє виконувати імітаційне моделювання системи частотного електропривода з метою аналізу її поведінки в перехідних режимах. На основі проведених експериментальних досліджень отримано регресійні залежності з високим коефіцієнтом кореляції, які враховують вплив частоти напруги живлення та навантаження на момент двигуна. Використання даної моделі в MATLAB забезпечує швидкий і точний аналіз характеристик системи, що сприяє її оптимізації та підвищенню ефективності роботи електропривода.
Практична значимість. Вперше запропоновано підхід до моделювання частотного електропривода, який базується на використанні спрощеної моделі реактивного моменту опору. Ця модель дозволяє з високою точністю досліджувати динамічну поведінку системи керування електроприводом в умовах змінного навантаження та частоти напруги живлення. Використання сучасних програмно-технічних засобів дало змогу оптимізувати процес розробки моделі та забезпечити її інтеграцію в MATLAB для подальших досліджень.
Ключові слова: експериментальне дослідження, електропривод з частотним керуванням, регресійний аналіз, імітаційне моделювання, статистична залежність, динамічні характеристики, реактивний момент опору.
Перелік посилань
1. Klyuev, O.V., & Sadovoi, A.V. (2011). Energeticheskie kharakteristiki asinkhronnogo elektroprivoda s dvukhkanalnoi sistemoi upravleniya. Zbirnyk naukovykh prats Dniprodzerzhynskoho derzhavnoho tekhnichnoho universytetu, 2(17), 174–181.
2. Jouili, M., Jarray, K., Koubaa,Y., & Boussak, M. (2012). Luenberger state observer for speed sensorless ISFOC induction motor drives. Electric Power Systems Research, 89, 139–147. https://doi.org/10.1016/j.epsr. 2012.02.014.
3.Alonge, F., D׳Ippolito, F., Fagiolini, A., & Sferlazza, A. (2014). Extended complex Kalman filter for sensorless control of an induction motor. Control Engineering Practice, 27, 1–10. https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2014.02.007.
4. Chin-Chih, O., Chun-Jung, C., & Tien-Chi, C. (2010). Modelling and design a power assisted wheelchair used torque observer. International Symposium Computer Communication Control and Automation, 2, 63–66. https://doi.org/10.1109/3ca.2010.5533763
5. Guzinski, J., Diguet, M., Krzeminski, Z.,& Lewicki, A. (2010). Speed and load torque observer application in high-speed train electric drive. IEEE Transaction on Industrial Electronics, 57(2), 565–574. https://doi.org/10.1109/TIE.2009.2029582
6. Попович, М.Г., Лозинський, О.Ю., & Клепіков, В.Б. (2005). Електромеханічні системи автоматичного керування та електроприводи: Навчальний посібник. Київ.
7. Kuznetsov, V., & Nikolenko, A. (2015). Models of operating asynchronous engines at poor-quality electricity. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(8). 37–42. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.36755
8. Kuznetsov, V., Tryputen, M., Kuznetsova, Y., Babyak, M., Artemchuk, V., & Kovzel, M. (2020). Ways to Improve Power Quality under the Conditions of Industrial Enterprises. 2020 IEEE Problems of Automated Electrodrive. Theory and Practice (PAEP), 1–6. https://doi.org/10.1109/PAEP49887.2020.9240801
