Online Electric > Electronic conference «Electric power industry. New technologies»

Priority date: 25.06.2013
Code: 45.41.31
Certificate: Download
Publish your article

Theoretical calculation of the mechanical properties of three-phase squirrel-cage induction motor start-up and operation of which is a single-phase mains using vector-algorithmic switching stator windings

M.I. Stalnaya, S.Y. Eremochkin, A.V. Eremochkina
AltSTU them. IIPolzunov, Barnaul, Russia

Как показали проведенные расчетные исследования, использование известных методик теоретического определения характеристик трехфазного асинхронного электродвигателя, запуск и работа которого осуществляется от однофазной сети посредством векторно-алгоритмической коммутации статорных обмоток, невозможно по причине отсутствия непрерывной синусоидальности напряжения, поступающего на обмотки электродвигателя, и одновременного неравенства напряжения по величине в каждый момент времени на разных статорных обмотках. В связи с этим, был применен метод ВАР (векторно-алгоритмических расчетов) нахождения среднего значения потокосцепления и метод расчета среднего значения векторов напряжения статорных обмоток электродвигателя при векторно-алгоритмическом управлении [1, 2].

В результате проведенных многочисленных исследований, сформулирована методика [3, 4] расчета среднего значения векторов напряжения статорных обмоток электродвигателя. На основании методики расчета среднего значения векторов напряжения статорных обмоток электродвигателя при векторно-алгоритмическом управлении, составлена обобщенная блок-схема алгоритма (рисунок 1).


Рисунок 1 - Обобщенная блок-схема алгоритма расчета среднего значения векторов напряжения статорных обмоток электродвигателя при векторно-алгоритмическом управлении

С целью автоматизации, на основании алгоритма расчета среднего значения векторов напряжения статорных обмоток электродвигателя, разработана специализированная программа расчета.

На рисунке 2 представлено главное меню программы, в котором производится задание параметров электродвигателя и питающей сети.


Рисунок 2 – Главное меню программы расчета среднего значения векторов напряжения статорных обмоток электродвигателя при векторно-алгоритмическом управлении

В главном меню задаются параметры электродвигателя и питающей сети. После выбора способа соединения обмоток статора появляется меню выбора параметров напряжения, поступающего на статорные обмотки (рисунок 3).


Рисунок 3 – Меню выбора параметров напряжения, поступающего на статорные обмотки

После выбора параметров напряжения, поступающего на статорные обмотки, в каждом из промежутков коммутации ZL (рисунок 4) появляются осциллограммы напряжения для каждой из статорных обмоток (А, В и С) в отдельном окне, с возможностью сохранения осциллограмм в файл с расширением .jpg, .png, .bmp, .gif.


Рисунок 4 – Меню выбора параметров напряжения, поступающего на статорные обмотки, в каждый промежуток коммутации ZL

Далее в главном меню программы нажимается кнопка «получить данные расчета» и программа производит расчет средних значений векторов напряжения статорных обмоток в каждом промежутке коммутации ZL в соответствии с алгоритмом.


Рисунок 5 – Главное меню программы с расчетом среднего значения вектора напряжения в каждом из промежутков коммутации

При несимметричном питании статора (при векторно-алгоритмической коммутации статорных обмоток) электродвигателя, работу асинхронного электродвигателя лучше всего представить, разложив несимметричную систему напряжений на две симметричные системы - прямую и обратную [5]. Тогда результирующий электромагнитный момент от этих составляющих напряжений для асинхронного двигателя равен алгебраической сумме:

Механические характеристики для прямой и обратной составляющих строятся в соответствии с формулой Клосса:

Тогда результирующий электромагнитный момент асинхронного двигателя находится по формуле (1).

Таким образом, с помощью предложенного алгоритма и программного обеспечения возможно производить теоретический расчет механических характеристик трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, запуск и работа которого осуществляется от однофазной сети посредством векторно-алгоритмической коммутации статорных обмоток.

Список литературы

1 Стальная М.И., Еремочкин С.Ю. Векторно-алгоритмический метод расчет электрической мощности и электромагнитного момента на валу трехфазного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя при питании от однофазной сети посредством векторно-алгоритмического управления // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы международной научно-технической конференции – Минск : РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства», 2012. - Т. 3. - С. 103-108.

2 Khalina T.M., Stalnaya M.I., Eremochkin S.Y., Sadovnikov D.Y. CALCULATION OF ELECTRIC POWER AND ELECTROMAGNETIC TORQUE OF THE SINGLE-PHASE ASYNCHRONOUS SHORT CIRCUITED MOTOR USING VECTOR CONTROLLING // Proceedings of the VIII International Conference on Technical and Physical Problems of Power Engineering (ICTPE-2012, 5-7 September 2012, Fredrikstad, Norway). 2012. Number 5. Code 00PLL05. P. 18-21.

3 Халина Т.М., Стальная М.И., Еремочкин С.Ю. Векторно-алгоритмический метод расчета мощности и электромагнитного момента электродвигателя // Известия Томского политехнического университета. 2012. Том 321, №4 . С.75-79.

4 Халина Т.М., Стальная М.И., Еремочкин С.Ю., Тищенко А.И. Методика расчета мощности и электромагнитного момента, развиваемого электродвигателем при векторно-алгоритмическом управлении в условиях сельскохозяйственного производства // Ползуновский вестник. 2011. №2/2. С. 307-313.

5 Ковчин, С. А. Теория электропривода / С. А. Ковчин, Ю. А. Сабинин. - СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отд-ние, 2000. – 496 с.



Bibliographic link:
M.I. Stalnaya, S.Y. Eremochkin, A.V. Eremochkina Theoretical calculation of the mechanical properties of three-phase squirrel-cage induction motor start-up and operation of which is a single-phase mains using vector-algorithmic switching stator windings // Online Electric: Electric power industry. New technologies, 2013.–URL: /articles.php?id=93 (Visit date: 28.01.2022)

Библиографическая ссылка на ресурс "Онлайн Электрик":
Алюнов, А.Н. Онлайн Электрик: Интерактивные расчеты систем электроснабжения / А.Н. Алюнов. - Режим доступа: http://online-electric.ru