Научная статья на тему 'Формирование характеристик рабочих режимов вентильно-индукторных двигателей с периодической нагрузкой'

Формирование характеристик рабочих режимов вентильно-индукторных двигателей с периодической нагрузкой Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
86
18
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ / ПЕРИОДИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА / ХАРАКТЕРИСТИКИ / КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ / ПУЛЬСАЦИИ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ / SWITCHED RELUCTANCE MOTOR / PERIODIC LOAD / CHARACTERISTICS / EFFICIENCY / ROTATION FREQUENCY RIPPLES

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Бибик Елена Васильевна, Мазуренко Леонид Иванович, Шихненко Максим Олегович

Цель. Целью статьи является формирование зависимостей КПД от полезной мощности при изменении напряжения питания и углов коммутации, пульсаций частоты вращения ротора от момента инерции привода и механических характеристик вентильно-индукторных двигателей с периодической нагрузкой, разработка рекомендаций по обеспечению их эффективных и надежных рабочих режимов в составе одноцилиндровых поршневых компрессоров. Методика. Для проведения исследований использовано имитационное математическое моделирование, для расчета нелинейной зависимости индуктивности от тока и угла поворота ротора метод конечных элементов. Результаты. Предложены меры по повышению эффективности и надежности приводов одноцилиндровых поршневых компрессоров и основе ВИД. Научная новизна. Разработаны подходы, которые обеспечивают максимальные значения КПД и регламентированный уровень пульсаций частоты вращения роторов ВИД одноцилиндровых поршневых компрессоров в рабочем диапазоне регулирования частоты вращения с учетом периодической нагрузки. Практическое значение. Разработан алгоритм изменения напряжения питания и углов коммутации ВИД одноцилиндровых компрессоров, который обеспечивает максимальные значения КПД при регулировании частоты вращения в пределах диапазона 1:6. Определены минимальные значения моментов инерции привода одноцилиндровых компрессоров с ВИД мощностью 100 Вт, обеспечивающие регламентированный уровень пульсаций частоты вращения ротора ВИД при ее регулировании.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Бибик Елена Васильевна, Мазуренко Леонид Иванович, Шихненко Максим Олегович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FORMATION OF CHARACTERISTICS OF OPERATING MODES OF SWITCHED RELUCTANCE MOTORS WITH PERIODIC LOAD

Purpose. The purpose of the article is to create dependencies of efficiency on effective power when changing the supply voltage and switching angles, pulsation speeds of the rotor from the moment of inertia of the drive and mechanical characteristics of switched-reluctance motors with a periodic load, developing recommendations to ensure their effective and reliable operating modes in single-cylinder piston compressors. Methodology. To carry out research simulation mathematic modeling was used, to calculate the nonlinear inductance dependence on current and rotor angle, the finite element method. Results. The measures of improve the efficiency and reliability of drives single-cylinder piston compressors on the basis of the SRM has been proposed. Originality. Approaches that provide maximum efficiency values and a regulated level of ripple speeds of rotors SRM of single-cylinder reciprocating compressors in the operating frequency control range, with periodic load have been developed. Practical value. Algorithm for changing the supply voltage and switching angles of the SRM of single-cylinder compressors, which provides maximum efficiency values SRM when the rotational speed changes within the 1:6 range, has been developed. The minimum values of the moments of inertia of the drive of single-cylinder compressors, providing a regulated level of pulsations of the rotational speed of the rotor SRM with its regulation, were determined.

Текст научной работы на тему «Формирование характеристик рабочих режимов вентильно-индукторных двигателей с периодической нагрузкой»

Електричнi машини та апарати

УДК 621.313 doi: 10.20998/2074-272X.2019.4.02

О.В. Бiбiк, Л.1. Мазуренко, М.О. Шихненко

ФОРМУВАННЯ ХАРАКТЕРИСТИК РОБОЧИХ РЕЖИМ1В ВЕНТИЛЬНО-1НДУКТОРНИХ ДВИГУН1В З ПЕР1ОДИЧНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ

Мета. Метою статтг е формування залежностей ККД вд корисноТ потужност1 за змжи напруги живлення i кутгв комутаци, пульсацш частоты обертання ротора eid моменту шерцй' приводу та механ1чних характеристик венти-льно-ндукторних двигунш з перюдичним навантаженням, розроблення рекомендацш щодо забезпечення Тх ефектив-них i надшних робочих режим1в у склад1 одноцилгндрових поршневих компресор1в. Методика. Для проведення дослг-джень використано ш1тацшне математичне моделювання, для розрахунку нелгншноТ залежностг ждуктивностг в1д струму i кута повороту ротора - метод смнченних елементгв. Результати. Запропоновано заходи по тдвищенню ефективностг i надшностг привод1в одноцилгндрових поршневих компресор1в та основ1 В1Д. Наукова новизна. Розроб-лено тдходи, що забезпечують максимальн значения ККД i регламентований р1вень пульсацш частоти обертання ротор1в В1Д одноцилгндрових поршневих компресор1в у робочому д1апазот регулювання частоти обертання з враху-ванням перюдичного навантаження. Практичне значення. Розроблено алгоритм змжи напруги живлення i кутгв комутаци В1Д одноцилгндрових компресор1в одинарноТ дй, що забезпечують максимальт значення ККД при регулю-вант частоти обертання в межах д1апазону 1:6. Визначено м1н1мальн1 значення моментгв шерцй' приводу одноцилгндрових компресор1в з В1Д потужнктю 100 Вт, що забезпечують регламентований р1вень пульсацш частоти обертання ротораВ1Дпри тт регулюваннй Бiбл. 10, рис. 5.

Ключовi слова: вентильно-шдукторний двигун, перюдичне навантаження, характеристики, коефщент корисно! дп, пульса-цп частоти обертання.

Цель. Целью статьи является формирование зависимостей КПД от полезной мощности при изменении напряжения питания и углов коммутации, пульсаций частоты вращения ротора от момента инерции привода и механических характеристик вентильно-индукторных двигателей с периодической нагрузкой, разработка рекомендаций по обеспечению их эффективных и надежных рабочих режимов в составе одноцилиндровых поршневых компрессоров. Методика. Для проведения исследований использовано имитационное математическое моделирование, для расчета нелинейной зависимости индуктивности от тока и угла поворота ротора - метод конечных элементов. Результаты. Предложены меры по повышению эффективности и надежности приводов одноцилиндровых поршневых компрессоров и основе ВИД. Научная новизна. Разработаны подходы, которые обеспечивают максимальные значения КПД и регламентированный уровень пульсаций частоты вращения роторов ВИД одноцилиндровых поршневых компрессоров в рабочем диапазоне регулирования частоты вращения с учетом периодической нагрузки. Практическое значение. Разработан алгоритм изменения напряжения питания и углов коммутации ВИД одноцилиндровых компрессоров, который обеспечивает максимальные значения КПД при регулировании частоты вращения в пределах диапазона 1:6. Определены минимальные значения моментов инерции привода одноцилиндровых компрессоров с ВИД мощностью 100 Вт, обеспечивающие регламентированный уровень пульсаций частоты вращения ротора ВИД при ее регулировании. Библ. 10, рис. 5.

Ключевые слова: вентильно-индукторный двигатель, периодическая нагрузка, характеристики, коэффициент полезного действия, пульсации частоты вращения.

Постановка проблеми. Особливосп експлуата-цд компресорних установок потребують використан-ня регульованого електроприводу, який забезпечуе енергоефективш робочi режими [1-4]. Перспективными е асинхронш двигуни з короткозамкненим ротором i перетворювачами частоти, яш здшснюють плавне регулювання частоти обертання ротора. Альтернативу !м створюють кероваш синхронш двигуни з еле-ктромагнггаим збудженням або iз збудженням ввд постшних магнтв, а також вентильно^ндукторш двигуни з реактивним ротором [5]. Використання регульованих вентильно-шдукторних двигушв завдя-ки !х високим енергетичним показникам, пусковим та регулювальним властивостям забезпечуе виршення проблеми пвдвищення ефективносп i надшносл елек-тромехашчного обладнання, що працюе в умовах змшного навантаження.

Для створення конкурентоспроможного венти-льно-шдукторного привода герметичних поршневих компресорiв (ГПК), зазвичай одноцилiндрових ком-пресорiв потужшстю до 500 Вт, зi значною переван-тажувальною здатшстю (до 3,0) необхвдно забезпе-чити ефективш режими !х роботи iз максимальними

значениями ККД в дiапазонi регулювання частоти обертання компресорiв 1:6 з допустимим рiвнем пульсацш частоти обертання ротора та зменшити масо-габаритш показники i затрати на основш вузли машини.

Аналiз останшх дослвджень i публшацш. Енер-гетичш показники електроприводiв з перюдичним навантаженням оцшюють за допомогою циклового ККД, який визначаеться за перюд одного циклу змши навантаження. Довготривалий перюд роботи асинхронного електроприводу з перюдичним навантаженням зi значними величинами максимального i пускового моменпв, в режимi недовантаження призводить до зниження енергоефективносп i неоптимального використання енергоресурав [6].

Рiвень пульсацш частоти обертання ротора двигушв, традицшно асинхронних, герметичних поршневих компресорiв жорстко регламентований стандартами i не може перебшьшувати 20 %. Для зниження амплгтуди цих пульсацш на ротор двигуна встанов-люють додаткову iнерцiйну масу - маховик [7]. Важ-ливим кроком до пвдвищення надiйностi приводу ГПК

© О.В. Б1бк, Л.1. Мазуренко, М.О. Шихненко

е зниження пульсацш частоти обертання ротора до заданого рiвня при И регулювант в необхiдному дiа-пазош. Аналiз дослвджень вентильно-iндукторного приводу [8] сввдчить, що у сталих режимах його ККД знижуеться на 4 % при зменшент навантаження у два рази, що тдтверджено результатами [9]. В цш роботi [9] наведено характеристики В1Д з комутатором iз С-скиданням i коливальним поверненням енерги за змiни напруги живлення i кутiв комутаци при сталому навантаженнi. Комутатор i його схема керування до-статньо простi, що важливо для масового виробницт-ва компресорiв, насосiв тощо.

Дослiдження в даному напрямку потребують продовження з метою оцшки ККД i пульсацш частоти обертання ротора В1Д за змши кутiв комутаци, напруги та моменту шерцп привода з врахуванням перюди-чного навантаження. Це дозволить розробити заходи щодо регулювання частоти обертання ротора В1Д у склащ компресорного обладнання та знизити затрати при розробцi двигуна.

Метою роботи е формування залежностей ККД ввд корисно! потужностi за змши напруги живлення i кутiв комутаци, пульсацiй частоти обертання ротора вiд моменту шерци приводу та мехашчних характеристик вентильно-iндукторних двигунiв з перюдич-ним навантаженням, розроблення рекомендацш щодо забезпечення !х ефективних i надiйних робочих режимiв у склащ одноцилiндрових поршневих комп-ресорiв.

Математична модель вентильно-iндукторного привода. Об'ектом дослщження е В1Д, який розроб-лено на базi асинхронного двигуна 4АА56А4У3 (но-мiнальнi потужнiсть 120 Вт i частота обертання 3000 об/хв) з числом полюав 6/4 i фаз m=3 з комутатором iз С-скиданням i коливальним поверненням енерги [9]. Для дослiдження режимiв роботи використана математична модель [9], адекватшсть яко! шдтвер-джена порiвнянням результатiв чисельних та експе-риментальних дослiджень. I! рiвняння описують стру-ктурнi елементи двигуна i враховують !х взаемний вплив.

Для фази вентильно-шдукторно! машини право-мiрне рiвняння

_

' _ uph '

dt

iph ' Rph,

де uph, Ярк, iph, щрЬ - напруга на виходi комутатора; опiр, струм i потокозчеплення фази статора ввдповщ-но.

Фазний струм визначаеться як

di

рЬ

dt

дЬ

- iph®

рЬ

двг

носно фази статора ЬрЬ = /(9рЬ, /рЬ);

дЬ

рь

дв

рЬ

Електромагштний момент утворений однiею фазою В1Д

1 .2 дЬрЬ м рЬ _— 1рЬ

2 дврЬ

а сумарний момент М вентильно-шдукторного двигуна ввд ди т фаз

т

м МрЬ(к). к _1

Диференцiальне рiвняння руху

^ _ > - мс),

dt 3

де 3 - момент шерци компресора; Мс - момент навантаження.

Кут повороту ротора отримуемо з рiвняння

-_ со.

dt

Цей кут вщносно фази статора

врь _ шоа(в;—), ZR

де 1К - число зубщв ротора

Математичне моделювання В1Д виконано у сере-довищi МЛТЬЛБ - 81шиИпк з використанням бiблiо-теки SyшPowerSysteшs. В якосл вхiдних параметрiв математично! моделi використано кути вмикання воп i вимикання в/, напругу ланки постiйного струму та залежностi iндуктивностi фази ввд кута повороту ротора i фазного струму.

Математична модель враховуе залежнють моменту навантаження одноцилшдрового ГПК одинарно! ди вщ кута повороту ротора двигуна Мс = /(9), який прикладений у дiапазонi 7п/9 на перiодi 2п, часова залежнiсть якого представлена на рис. 1. Для порiв-няння розрахунк1в робочих режимiв зi сталим i перi-одичним навантаженням використовуеться середне значення Мс(теап) останнього за перюд навантаження. Для рис. 1 - 0,33 Н-м. Мс Н-

0,5

МсПхн/п а)

..1---

де ЬрЬ - iндуктивнiсть фази статора, яка розрахована методом скшчених елеменлв [9] i представлена у виглядi функци струму та кута повороту ротора вщ-

- часткова

похщна таблично! функцi! ЬрЬ за кутом врЬ; ю - кутова частота обертання ротора; врь - кут повороту ротора вщносно фази статора.

О 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.01*1 0.016 0,018 I, с

Рис. 1. Часова залежтсть моменту навантаження одноцилшдрового компресора

Чисельний експеримент. За допомогою математично! моделi В1Д розраховано його коефщенти корисно! ди з врахуванням втрат в мда, магнiтних та механiчних втрат в робочих режимах з перюдичним навантаженням. Розрахунок магштних втрат, що складаються з втрат на пстерезис та на вихровi стру-ми, виконано на основi пiдходу [10]. Мехашчш втра-ти визначено з урахуванням змiни частоти обертання ротора i моменту вiд тертя в тдшипниках [9]. Використано споаб керування В1Д, що базуеться на змш кута вмикання (воп = уаг) у межах воп = 36°...51° за сталого тактового кута (вк = 30°) i симетричнш комутацi!.

Залежносп ККД ввд корисно! потужносп Р2 за змь ни напруги живлення та купв комутаци при сталому

i перюдичному навантаженнi, коли Мс(теап) = 0,33 Н-м, показанi на рис. 2. Кожна залежнiсть отримана при сталих кутах вмикання i вимикання i змiнi напруги. Потужностi 103 Вт ввдповщае частота обертання 3000 об/хв, 52 Вт - 1500 об/хв. Отримаш залежносп ККД з перюдичним навантаженням з моментом шерци 3 = 0,5-10-3 кг-м2 практично не в!^зняються вiд ККД двигуна зi сталим навантаженням при 3 = 1-10-4 кг-м2' (сталий момент дорiвнюe середньому значенню перi-одичного навантаження).

П.в.о,

0,7

0.65

0,6

0.55

0.5

0.45

0,4

Ч, в о.

0.7

0.65

0.6

0.55

0.5

0,45

0,4

-«еол=зб°

1 е„„=48°

1

20

40

60

80

100 Р-. Вт

8„^=42°

/

20

40

60

80

100 Р-. Вт

б

Рис. 2. Залежноси ККД ввд корисно! потужносл за змши напруги живлення для рiзних кутав комутаци при сталому Мс=сопз1 (а) i перiодичному Мс=/(0) (б) навантаженш для моментш шерци 3=1 -10-4 кг-м2 та 3=1 -10-3 кг- м2 вщповщно.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Зсув зони комутаци в сторону зниження купв вмикання та вимикання призводить до пвдвищення ККД двигуна, однак зростання ефективностi спостерь гаеться не на всьому дiапазонi навантажень. Це до-зволяе сформулювати алгоритм змiни кутiв комутаци, який забезпечуе максимальнi значення ККД вентиль-но-iндукторних двигунiв одноцилiндрових компресо-рiв одинарно! ди на всьому iнтервалi регулювання частоти обертання ротора:

• в дiапазонi 3000.1500 об/хв В1Д повиннi пра-цювати з кутами комутаци воп = 36°, в/ = 66° i напру-гою иа = 133.77 В;

• вад 1500 до 1000 об/хв - за купв воп = 39°, во/ = 69°, ил = 185...137 В;

• вад 1000 до 500 об/хв - за воп = 42°, во/ = 72°, иа = 149.88 В.

Дослвджено вплив моменту шерци приводу герметичного поршневого одноцилшдрового компресора на пульсаци частоти обертання ротора В1Д для дiапа-зону регулювання частоти обертання 1:6 за постшних купв комутаци. Показано, що регламентований рiвень пульсацiй (5п = 20 %) при регулюванш частоти у дiа-пазонi 1:3 (3000.1000 об/хв) можна забезпечити за моменту шерци приводу 5-10-4 кг-м2, у дiапазонi 1:4 (3000.750 об/хв) - 1-1--3 кг-м2 (рис. 3). Збшьшення моменту шерци призводить до зменшення пульсацiй i розширення дiапазону регулювання.

ом, в.о.

1.2

0,8

0,6

0,4

0,2

«=1000 об/хв

\ «=500 об/хв

\

и=600 об/хв

«=1500 об/хв \ «=750 об/хв ^

«=3000 об/хв

О 0.0002 0.0004 0,0006 0,0008 0,001 У, хг-м-Рис. 3. Залежноси пульсацiй частоти обертання ротора В1Д вiд моменту шерци приводу одноцилшдрового ГПК за сталих кутш воп = 42°, в/ = 72°.

Розширення дiапазону (до 1:6) за дано! умови може бути реалiзовано:

• для пульсуючого навантаження двоцилiндрового компресора (Мс(теап) = 0,33 Н-м, момент шерци приводу ,/=1-1"-3 кг-м2), що забезпечуе пульсаци частоти у межах 0,3.12,8 %,

• для меншого у два рази навантаження за сталих купв комутаци за рахунок змiни напруги живлення.

На рис. 4 зображеш мехашчш характеристики В1Д при постiйних кутах комутаци (воп = 42°, во/ = 72°) за змши напруги живлення у дiапазонi 31.121 В, що дае можливють регулювати частоту обертання ротора у дiапазонi 1:6 з перюдичним навантаженням Мс(теап) = 0,165 Н-м.

Проведено дослщження впливу зменшення моменту навантаження у два рази на ККД двигуна за змши купв комутаци (рис. 5). Показано, що при зниженш частоти обертання двигуна ввд 3000 до 500 об/хв.

для купв воп = 36° i в/ = 66° та Мс

с(теап)

= 0,165 Н-м

його ККД зменшуеться на 1.5 % в порiвняннi з Мс(теап) = 0,33 Н-м. З'ясовано, що при номшальнш частот обертання для Мс(теап) = 0,165 Н-м найб№ший ККД забезпечують кути комутаци 0оп = 36°, 0/ = 66°, при частотах обертання у дiапазонi 750.500 об/хв -кути воп = 42°, во/ = 72°, яш дозволяють збiльшити ККД на 2..5 % в порiвняннi з кутами воп = 36° i во//= 66°.

а

п, об/хв 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

t\\

\ В

№=66 В

Ш =31 в L>35B Ud= 39 В

0,3

М, Н-м

Рис. 4. MexaHÍ4HÍ характеристики В1Д за pÍ3Hnx значень напруги живлення (6on = 42°, 6off = 72°).

Т], в.о 0,7 0,65 0.6 0,55 0.5 0,45 0,4

вол=36°

a) / / /1 — '

/ • в) e„,^42o

t /, /'/ 1 d /

1 if/ wf/ i //

*

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 и, об/хв

Рис. 5. Залежносл ККД ввд частоти обертання ротора В1Д при регулюваннi частоти обертання ротора змшою напруги живлення та сталих кутах: а) Мс(теап) = 0,33 Н-м; б) Мс(теап) = 0,165 Н-м

Висновки.

1. З використанням математично! моделi дослвдже-но робочi режими вентильно-iндукторних двигунiв з комутатором iз С-скиданням i коливальним повер-ненням енергiI одноцилiндрових поршневих компре-сорiв за змiни напруги живлення, купв комутацi! та моменту шерцп з врахуванням перiодичного наван-таження, що дозволило сформувати характеристики двигушв, як1 забезпечують пвдвищення !х енергоефе-ктивностi i надiйностi.

2. Запропоновано алгоритм змши напруги живлення i кутiв комутацi! В1Д, який забезпечуе макси-мальнi значення ККД за змши частоти обертання в дiапазонi 1:6.

3. Визначено значення моменлв шерцп В1Д герме-тичних поршневих компресорiв, якi забезпечують рекомендований рiвень пульсацiй частоти обертання ротора 20 % в дiапазонах: 1:4 - для одноцилiндрових компресорiв, 1:6 - двоцилшдрових.

4. Результати дослвджень можуть бути використанi при створенш В1Д, що працюють у склащ компресо-рiв i насосiв у сферах комунального i промислового призначення.

СПИСОК ШТЕРАТУРИ

1. Живица В.И., Онищенко О.А., Радимов И.Н., Шевченко В.Б. Современный электропривод холодильных установок // Холодильная техника и технология. - 1999. - №64. -С. 112-116

2. Andersen H.R. Motor drives for variable speed compressors: Introduction and state of the art analysis: PhD Thesis. Aalborg University. - 1996. - vol.1. - 62 p.

3. Jakobsen A., Rasmussen B. Energy optimization of domestic refrigerators Major energy saving by use of variable speed compressors and evaporator fans // International Appliance Manufacturing. - 1998. - pp. 105-109.

4. Monasry J.F., Hirayama T., Aoki T., Shida S., Hatayama M., Okada M. Development of large capacity and high efficiency rotary compressor // 24th International Compressor Engineering Conference at Purdue, July 9-12, 2018. - paper 2576.

5. Бiбiк О.В. Анатз i основш тенденци розвитку електроме-хашчних перетворювачтв енерги для систем з перюдичним навантаженням // Пращ 1нституту електродинамжи Национально! академи наук Украшн. - 2016. - №43. - С. 37-43.

6. Бiбiк О.В. Обгрунтування тдхздв до проектування асинхронних двигушв 3i змшним навантаженням // Вюник НТУ «Харювський полiтехнiчний шститут». Серiя: Елект-ричнi машинi та електромехашчне перетворення енергii. -2019. - №4(1329). - С. 94-98. doi: 10.20998/24099295.2019.4.14.

7. Морозюк Л.И., Морозюк Т.В., Ястребова Л.В. Проектирование поршневого компрессора холодильных машин и тепловых насосов. - Одесса: ОГАХ, 2003. - 75 с.

8. Andrada P., Blanque B., Perat J.I., Torrent M., Martinez E., Sanchez J.A. Comparative efficiency of switched reluctance and induction motor drives for slowly varying loads // International Conference on Renewable Energies and Power Quality (ICREPQ'06). - 2007.

9. Мазуренко Л.1., Бiбiк О.В., Бшик О. А., Шихненко М. О. Моделювання режимiв та регулювання частоти обертання вентильно-шдукторного двигуна з перетворювачем i3 С-скиданням i коливальним поверненням енергii при змiнi кутiв комутаци // Вгсник НТУ «Харювський полгтехтчний шститут». Серiя: Електричнi машинi та електромехатчне перетворення енергii. - 2016. - №11(1183). - С. 64-69.

10. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. В 2-х. ч. Ч.1. - Машины постоянного тока. Трансформаторы. Учебник для студентов высш. техн. учеб. заведений. - Л.: «Энергия», 1972. - 544 с.

REFERENCES

1. Zhivitsa V.I., Onischenko O.A., Radimov I.N., Shevchenko V.B. Modern electric drive of refrigeration units. Refrigeration Engineering and Technology, 1999, iss.64, pp. 112-116. (Rus).

2. Andersen H.R. Motor drives for variable speed compressors: Introduction and state of the art analysis. PhD Thesis. Aalborg University Publ., 1996, vol.1, 62 p.

3. Jakobsen A., Rasmussen B. Energy optimization of domestic refrigerators Major energy saving by use of variable speed compressors and evaporator fans. International Appliance Manufacturing, 1998, pp. 105-109.

4. Monasry J.F., Hirayama T., Aoki T., Shida S., Hatayama M., Okada M. Development of large capacity and high efficiency rotary compressor. 24th International Compressor Engineering Conference at Purdue, July 9-12, 2018, paper 2576.

5. Bibik O.V. Analysis and main trends of electromechanical energy converters for systems with periodic load. Works of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2016, no.43, pp. 37-43. (Ukr).

6. Bibik O.V. Rationale approaches to designing asynchronous motors with variable load. Bulletin of the National Technical

University «KhPI». Series: Electrical Machines and Electromechanical Energy Conversion, 2019, no.4(1329), pp. 94-98. (Ukr). doi: 10.20998/2409-9295.2019.4.14.

7. Morozyuk L.I., Morozyuk T.V., Iastrebova L.V. Proektiro-vanie porshnevogo kompressora holodilnyih mashin i teplovyih nasosov [Designing a piston compressor for refrigerating machines and heat pumps]. Odessa, OGAH Publ., 2003. 75 p. (Rus).

8. Andrada P., Blanque B., Perat J.I., Torrent M., Martinez E., Sanchez J.A. Comparative efficiency of switched reluctance and induction motor drives for slowly varying loads. International Conference on Renewable Energies and Power Quality (ICREPQ'06), 2007.

9. Mazurenko L.I., Bibik O.V., Bilyk O.A., Shihnenko M.O. Simulation mode and speed control of switched reluctance motor using a converter with the C-dump and the oscillation return of energy at changing switching angles. Bulletin of the National Technical University «KhPI». Series: Electrical Machines and Electromechanical Energy Conversion, 2016, no.11(1183), p. 64-69. (Ukr).

10. Kostenko M.P. Piotrovsky L.M. Elektricheskie mashinyi. V 2-h. ch. Ch.1. - Mashinyi postoyannogo toka. Transformatoryi. Uchebnik dlya studentov vyisshih tehnicheskih uchebnyih zave-deniy [Electric machines. In 2 parts. Part 1. - DC machines. Transformers. Textbook for students of higher technical educational institutions]. Leningrad, Energy Publ., 1972. 544 p. (Rus).

Надтшла (received) 11.06.2019

Бiбiк Олена BacunieHa1, к.т.н., доц., Мазуренко Леотд 1ванович1, д.т.н., проф., ШихненкоМаксим Олегович1, м.н.с., 1 1нститут електродинамши НАН Украши, 03057, Ки1в, пр. Перемоги, 56, тел/phone +380 44 3662491, e-mail: bibik@ied.org.ua; mlins@ied.org.ua

O.V. BibikL.I. Mazurenko1, M.O. Shykhnenko1

1 The Institute of Electrodynamics of the NAS of Ukraine,

56, prospekt Peremogy, Kiev, 03057, Ukraine.

Formation of characteristics of operating modes of switched

reluctance motors with periodic load.

Purpose. The purpose of the article is to create dependencies of efficiency on effective power when changing the supply voltage and switching angles, pulsation speeds of the rotor from the moment of inertia of the drive and mechanical characteristics of switched-reluctance motors with a periodic load, developing recommendations to ensure their effective and reliable operating modes in single-cylinder piston compressors. Methodology. To carry out research simulation mathematic modeling was used, to calculate the nonlinear inductance dependence on current and rotor angle, the finite element method. Results. The measures of improve the efficiency and reliability of drives single-cylinder piston compressors on the basis of the SRM has been proposed. Originality. Approaches that provide maximum efficiency values and a regulated level of ripple speeds of rotors SRM of single-cylinder reciprocating compressors in the operating frequency control range, with periodic load have been developed. Practical value. Algorithm for changing the supply voltage and switching angles of the SRM of single-cylinder compressors, which provides maximum efficiency values SRM when the rotational speed changes within the 1:6 range, has been developed. The minimum values of the moments of inertia of the drive of single-cylinder compressors, providing a regulated level ofpulsations of the rotational speed of the rotor SRM with its regulation, were determined. References 10, figures 5. Key words: switched reluctance motor, periodic load, characteristics, efficiency, rotation frequency ripples.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.