CC BY
14
УДК 621.313.333
А. В. Чумачова1, А. П. Калшов2
Астрант Кременчуцького национального ушверситету 2Канд. техн. наук, доцент Кременчуцького национального ушверситету iм. М. Остроградського
ОБГРУНТУВАННЯ П1ДХОДУ ДО КОМПЕНСАЦИ ВПЛИВУ ПАРАМ ЕТРИЧНОТ НЕСИМЕТРП АСИНХРОННОГО ДВИГУНА У СКЛАДI ЧАСТОТНО-РЕГУЛЬОВАНОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДА
Проведено аналгз гснуючих тдход1в до компенсаци вищих гармотк струму та потужност1 трифазних систем. Видтет основн переваги та недолжи трьох основних теорш потужност1 при а застосуванн для компенсаци неактивних складових миттевог активног потужност1 ОбТрунтована необх1дтсть компенсаци змтних складових трифазног активног потужност1 асинхронного двигуна, що викликаж несиметр1ею його параметр1в. Пропонуеться метод компенсаци цих складових у складг частотно-регульованого електропривода.
Ключов1 слова: асинхронний двигун, теор1я миттевог потужност1, гармончж складовг потужност1.
ВСТУП
Вщомо, що робота трифазних електричних мереж характеризусться присуттстю неактивних складових потужносп, таких як реактивна потужшсть та змшт скла-довi активно! потужносп, що викликат несиме^ею або несинусо!дшстю навантаження. Ц небажанi складовi значно знижують ефективнiсть передачi та перетворен-ня енергл. Так, iз погляду на перетворення спожито! елек-трично! енерги в механiчну iз використанням асинхронного двигуна (АД), наявнiсть змшно! складово! в спожи-ванiй трифазнiй активнiй потужносп знижуе ефективнiсть електромеханiчного перетворення енерги. Вщомо, що змiнна складова трифазно! потужносп АД викликае по-яву змшно! складово! в електромагнiтному моментi та швидкосп, що призводить до шдвищення вiбрацi! двигуна та зб№шення втрат.
Сучаснi теорi! миттево! потужносп пропонують не тiльки теоретичну основу для компенсаци неактивних складових потужносп, але i практичну реалiзацiю актив-них систем компенсацi! цих складових у трифазних системах. Ц теори не розглядають навантаження взагалi i АД зокрема, як об'ект компенсацi!.
Асинхронний двигун - складний об'ект, який вклю-чае у себе сушей нелiнiйностi, основними з яких е ефект насичення електротехшчно! сталi статора та витiснення струму в обмотках ротора. Також АД може характери-зуватись деякою мiрою вихвдно! або надбано! несиметрi! конструкци та електромагнiтних параметрiв.
Найпоширенiшими причинами виникнення неси-метрi! можуть бути пошкодження або дефекти, наприк-лад, обрив стрижнiв ротора, обрив паралельних секцш обмоток статора, статичнi та динамiчнi дисбаланси ротора, несиметр1я магнiтно! системи статора. Тобто навиъ за умови повнiстю iдеальних синусо!дних та симетрич-них напруг мереж1 живлення миттева трифазна потужшсть двигуна практично завжди мiстить «небажат» гармонiчнi складовi, як1 негативно впливають на енерге-тичнi характеристики АД та призводять до попршення його технiчного стану.
© А. В. Чумачова, А. П. Калшов, 2012
На даний момент актуальною проблемою е розроб-ка комплексу заходiв для компенсаци змшних складових трифазно! миттево! потужносп через значну к1льк1сть застарших АД, як1, внаслiдок неодноразових ремонпв, мають високий ступiнь вих1дно! та набуто! конструктив -но! та параметрично! несиметрi!.
Наразi, б№ш^ь запропонованих у лiтературi теорiй та методик для компенсаци небажаних складових активно! трифазно! потужносп у електричних мережах перед-бачають наявтсть компенсатора, тобто джерела компен-сацшного струму. Для подiбних задач, але в застосуванш до АД, можливо розробити пiдхiд з використанням пе-ретворювача частоти (ПЧ) у складi частотно-регульова-ного електропривода (ЧРЕП).
Як вщомо, наразi, бiльшiсть промислових ПЧ пред-ставляють собою перетворювачi iз ланкою постiйного струму, в складi яких е автономний iнвертор напруги (А1Н). Цей блок може виступати для трифазного навантаження не тшьки в якостi джерела потужносп, а й одно-часно в якосп компенсатора. Тобто на основi iснуючих методiв розрахунку компенсуючих впливiв можливо формувати на виходах А1Н напругу специфiчно! форми враховуючи, що об'ектом компенсацi! е електричний двигун змiнного струму. Зважаючи на це, доцшьно провести попереднш аналiз iснуючих пiдходiв до компенсаци змшних складових потужносп у трифазних системах.
МЕТА
Анатз застосування юнуючих теорiй миттево! потужносп щодо компенсацi! несиметрi! асинхронних двигутв. Обгрунтування пiдходу до задачi компенсацi! у складi частотно-регульованого електропривода.
1СНУЮЧ1 СТРАТЕГИ КОМПЕНСАЦИ НЕБАЖАНИХ СКЛАДОВИХ ПОТУЖНОСТ1
Наразi, найпоширенiшим i найефективнiшим засобом компенсацi! вищих складових потужносп у трифазних мережах е активний кондицюнер гармошк (Лсйуе Нагшошс Conditioner - ЛНС), що тдключаеться пара-лельно нелiнiйному навантаженню. Принцип ди актив-
40
КЗЫ 1607—6761. Елекгротехтка та електроенергетика. 2012. № 1
ного кондицюнера гармонiк (АКГ) заснований на аналiзi гармонiк струму нелшшного навантаження i генеруван-ня в розподшьну мережу тих же гармошк струму, але з протилежною фазою. Як результат цього, вищi гар-монiчнi складовi струму нейтралiзуються в точщ шдклю-чення АКГ. Це означае, що вони не поширюються вiд нелiнiйного навантаження в мережу i не спотворюють напруги первинного джерела енергй [1].
Очевидно, що для правильного налаштування та розра-хунку струмiв компенсаци САФ необидно мати чiтку та дос-тстрну, фiзично та математично обгрунтовану шформащю про складовi потужност! в трифазних електричних колах.
Наразi е деюлька теорiй потужност!, що пропонують математичний опис та тлумачення складових потужносп в електричних колах iз вентильними перетворювачами. 1х класифiкацiя та основний змiст наведено в роботi [2]. На даному етапi можна видiлити три теорп потужностi, що найширше використовуються для тлумачення скла-дових трифазно! потужностi та, як наслвдок, пропонують стратеги компенсаци вказаних небажаних гармонiк. Не-зважаючи на те, що в лiтературi вже неодноразово про-водився аналiз вищевказаних теорш, доцiльно буде вка-зати !х основнi положення, переваги та недол^.
р--б теор1я миттево! реактивно1
ПОТУЖНОСТ1
Р-д теорiя миттево! реактивно! потужносп була представлена в робот! [5] як фундаментальна теорiя для анал-iзу властивостей i фiзичних процесiв у трифазних системах, для застосування при виршенш проблем, пов'яза-них з вищими гармонiками, реактивною потужнiстю та несиметрiею, для розрахунку та керування активними фттрами.
Ця теорiя передбачае перехвд ввд стацiонарно! систе-ми координат А-В-С до стацюнарно! системи координат а-р на основi перетворень Кларка.
Миттевi напруга та струми мереж! в координатах а-р:
■ё
1 -1/2 -1/2
0 л/3/2 ->/3/2
1 -1/2 -1/2
0 V3/2 -л/3/2
Активна та реактивна потужнос!! записуються у вигляд1
p = u i + uni„: q = u i„-u„i .
i а а в в' í а p в a
Миттеву активну потужшсть можливо розкласти на
поспйну та змшну складов!
p = p + p,
де p - середне значення миттево! активно! потужност!. Автор [13] визначае, !! як енерг!ю за одиницю часу, що передаеться ввд симетричного джерела живлення до си-
метричного навантаження, в координатах А-В-С. Це едина бажана складова потужност!, що передаеться вщ джерела; ~ - зм!нна складова миттево! активно! потужност!. Зпдно з [13] це енерпя за одиницю часу, якою обм!ню-ються джерело та навантаження, в координатах АВС. Оск-!льки ~ не передбачае тяко! трансформацп енергй' в!д джерела до навантаження, вона мае бути компенсована.
Так само розкладаеться i реактивна потужшсть
q = q + q,
де q - середне значення миттево! реактивно! потужност!; ~ - зм!нна складова миттево! реактивно! потужност!.
Причому слщ зазначити, що в дан!й теорп терм!ни «миттева уявна потужшсть» i «миттева реактивна потужшсть» е синошмами. Ця потужн!сть визначаеться як частина добутку миттевих трифазних напруг i струм!в, що не виконуе будь-який перенос енергй в!д одше! системи до друго! в будь-який момент часу. Ф!зичний змют, що надаеться цим величинам, е наступним: це частина енергй, якою обм!нюються фази системи [13].
У робот! [2] автор недолшами p-q теори миттево! реактивно! потужност! називае неможливють !i застосування при анал!з! чотирипровщних мережах !з нульовим проводом та, в ряд! випадов, велик! значення коефщенпв неси-нусо!дност! струм!в п!сля !х юрекцп САФ при несинусо!дн!й напруз! мереж!. Однак у ряд! л!тературних джерел [3, 4] автор знаходить та вказуе на !нш! недол!ки розглянуто! теорй' та нав!ть на деяю розб!жност! з ф!зичним зм!стом.
Зпдно з [3], миттев! активна та реактивна p-q потужност!, в такому значенш, як !х пропонуе [5], не дозволя-ють миттево !дентиф!кувати ус! процеси перетворення електрично! енергй' в трифазн!й мереж!. По-перше, миттева активна потужн!сть p е не чим !ншим, як миттевою потужн!стю (значення потоку енергй ввд джерела живлення до навантаження). Автор [3] стверджуе, що дв! на-зви одше! й пе! ж само! величини можуть спричинити деяку незрозум!л!сть i, найголовшше, що p не мае н!яко-го в!дношення до активно! потужност! Р0 навантаження. Тобто вона юнуе незалежно в!д того, мае навантаження активну потужшсть чи н!. Так ж незрозум!лост! виника-ють i при розгляд! миттево! реактивно! потужност! q та !! ф!зичного змюту. Реактивн! елементи в навантаженн! не несуть вадповадальносп за появу q, оск1льки, як показано в [3], вона виникае навиъ у чисто активному навантаженн!. Результати проведеного авторами моделювання трифазно! системи !з чисто активним навантаження св!дчать про обгрунтовашсть цього зауваження до теорй: зпдно !з виразами, як! пропонуються в [5], у систем! !з нульовим проводом з'являеться «уявна», тобто лише реактивна потужшсть, що не вщповвдае ф!зичному зм!сту.
Взагал!, зпдно з теор!ею електромагн!тного поля, миттева реактивна потужшсть q не може бути представлена як енерпя, якою обм!нюються фази мереж! [3].
У той же час, автор [4] стверджуе неправильшсть положення p-q теорп, що змшна складова активно! потужност! завжди е небажаною. Припускаеться, якщо напру-
ra джеpелa симетpичнa, aле мютить y собi основну i, ни-пpиклaд, п'яту гapмонiки, то пpи цьому потyжнiсть, що в pезyльтaтi пеpедaeться до нaвaнтaження, буде мютити в собi постiйнy й змшну склaдовi iз чaстотою, вшестеpо бшьшу зa чaстотy меpежi. Але, осшльки нaвaнтaження e чисто aктивним, то ця змiннa склaдовa нiяк не впливae нa його коефiцieнт потужносп, тобто aктивнa потyжнiсть доpiвнюe повнш потyжностi, внaслiдок цього необxiд-носп в компенсaцiï ujeï змiнноï скгадовох' немa. Це твеp-дження не e повшстю обгpyнтовaним, тому що
- пpи pозpaxyнкax склaдy митгево1' aктивноï потуж-ностi не були вpaxовaнi yсi вищi гapмонiки, яш з'явля-ються у спектpi митгево1' aктивноï потyжностi пpи жив-ленш вiд полiгapмонiчного джеpелa живлення [б];
- доцшьтсть Icомпенсaцiï змiнниx склaдовиx тpифaзноï потyжностi необxiдно оцiнювaти не тшьки з позици нияв-носп pеaктивноï потyжностi в системi, оскшьки вищi rap-монiки потyжностi можуть впливaти не лише нa юефiцiem' потyжносIi нaвaнтaження, a й m вiбpaцiï тa додиткв mpa-ти в обеpтовиx мaшинax, збiльшення втpaт у тpaнсфоpмa-TOpax, погipшення pоботи пpистpоïв зaxисIy електросис-тем, виникнення висоючaстоraиx зaвaд i т. ш. [7-i0].
Отже, aвтоp [2] TORaßye що, зa допомогою p-q теоpiï e можливим незaлежне pегyлювaння нульового i фaзного стpyмiв, aле для цього e необадним шкопичугач ara™®»! енеpгiï, оскiльки миIтeвi потyжностi p i paß взaeмозaлежнi.
P-Q-R ТЕОР1Я МИТТeВОÏ ПОТУЖ-НОСТ1
P-q-r теоpiя потyжностi бyлa зaпpопоновaнa y [ii] для тpифaзниx чотиpипpовiдниx меpеж. У цiй теоpiï ви-коpистовyються тpи системи кооpдинaт: a-b-c, a- ß -0 ти p-q-r, щшчому пеpшi двi неpyxомi вiдносно одта одно1', a тpетя системи p-q-r обеpтaeться нaвколо осi paзом iз пло-щиною, що пеpпендикyляpнa площинi a-ß [2].
Положення осi p визнaчaeться вектоpом нищ^т |uaß |
в площинi a-ß i векк^м напpyrи нyльовоï послвдовносп .
Пеpетвоpення нaпpyг меpежi в точщ пiдключення нaвaнтaження з a-b-c кооpдинaт у кооpдинaти p-q-r ввдбу-вaeться нaстyпним чином [ii]:
де Uaß0 =\TUa2 + Ußß + U 2
Г 2 2
0 > Uaß=\ Ua + Uß
Ua 1- "i -1/2 -1/2 " Ua
Uß =1 0 л/3/2 -V3/2 UB
U0 _ з i/V2 i/V2 Uc _
Оскшьки в p-q-r-теоpiï вектоp нaпpyrи спiвпaдae iз p-вiссю, то
Uq = Ur = 0.
Ha^tyra up доpiвнюe сyмi постiйноï склaдовоï Updc, що вiдповiдae основнш гapмонiцi нaпpyги меpежi пpя-моï послiдовностi, i змiнноï склaдовоï Upac, що вщповь дae основнiй гapмонiцi нaпpyги меpежi звоpотноï по-слщовносп i вищим гapмонiкaм нaпpyrи меpежi.
Миттeвa aктивнa потyжнiсть визнaчaeться як стал^-ний добуток пpостоpовиx вектоpiв нaпpyги тa струму, a сaме,
ppqr = upip .
Миттeвa pеaктивнa потyжнiсть (вектоpний добуток пpостоpовиx вектоpiв нaпpyги тa струму)
'q F.
qpqr = L0, Up'r , Uplq
Слад вадмиити, що r-склaдовa струму визнaчae митге-ву pеaктивнy потужнють зa вiссю q-qq, a q-склaдовa струму визнaчae миттeвy pеaктивнy потyжнiсть зa вiссю r-q
Пеpевaгою цieï теоpiï e те, що вони пpопонye pозpa-xyнок потужностей, якi лiнiйно незaлежнi одни вщ одно1'. Звaжaючи нa це, тpи склaдовi струму можуть бути ком -пенсовaнi тpьомa незaлежними pегyлятоpaми без нико-пичyвaчa енеpгiï [ii].
Основним недолiком дaноï теоpiï e те, що щ>и спотво-pениx тa несиметpичниx нaпpyrax меpежi незкомпенсо-вaною зaлишaeться чaстинa змiнниx склaдовиx у миттeвiй aктивнiй ти pеaктивнiй потyжностяx нaвiть зa умови шдари-мaння стpyмiв меpежi симетpичними й синусовдними [2].
КРОС-ВЕКТОРНА ТЕОР1Я ПОТУЖ-НОСТ1
Кpос-вектоpнa теоpiя, ибо «^игольнею теоpiя мит-тeвоï pеaктивноï потужносп», може бути зaстосовaнa для pозpaxyнкy як синyсоïдниx, тик i несинyсоïдниx, як си-метpичниx, тик i несиметpичниx тpифaзниx систем, iз ибо без нaпpyги/стpyмy нyльовоï послщовносп [i2].
Миттeвi нaпpyги ти сфуми
Us =[Ua Ub Uc ] ls = [la lb lc ] .
aß0
0-
U-
ua
a ß
Uaß0U ß Uaß0Ua
Uaß Uaß
U0Ua U0Uß
U aß Uaß
U0 Uaß0
ua = 0
a
uß_ 0
Миттeвy иктивну потужнють тpифaзноï системи мож-ни зипнси™ як скaляpний добуток u^x вектс^в
p = Uís , p = Ual a + Ub'b + Uc'c .
Згiдно з цieю теоpieю, вектоp pеaктивноï потyжностi e pезyльтaтом вектоpного добутку пpостоpовиx вектоpiв нaпpyги ти струму:
42
ISSN 1607—6761. Електpотеxнiкa ти електpоенеprетикa. 20i2. № i
Я _ и, х гэ _
Яа Яъ Яс
Дал!, теорiя представляе вектори митгевого активного
1Т р■ и
/ = Г/ /ъ / 1
р _ ар ър ср J
та реактивного струмiв
г _ Г/ /ъ / 1
д _ ад Ъд сд I
Я х иэ и ■ и
де и = ||и|| иI + и, + и2с i / = 1/2а + /2Ь + /2С
Найбiльша перевага ц!е! теори полягае в тому, що вона не потребуе промiжкового перетворення реальних сиг-налiв та напруг, шо, в свою чергу, пiдвищуе швидкодiю вае! системи.
Недолжом ще! теори потужност е те, що вона не доз-воляе контролювати струми в нульовому проводi неза-лежно вiд фазних та не забезпечуе повну компенсацiю струму в нульовому провод!, якщо напруги мiстять ну-льову послiдовнiсть.
Проте, як показано в робот! [12], результати проведения моделювання сввдчать про дiевiсть системи ком -пенсацл гармонiк, реактивно! потужностi i струмiв у нульовому проводi за допомогою схем керування, побу-дованих на базi крос-векторно! теори.
КОМПЕНСАЦ1Я ВИЩИХ ГАРМОН1К ТРИФАЗНО1 ПОТУЖНОСТ1 ЗАСОБАМИ ЧРЕП
Для оцiнки можливост використання описаних теорiй миттево! потужност! для компенсацi! параметрично! неси-метри АД в якост! базово! була вибрана методика розра-хунку сигналiв завдань зпдно крос-векторно! теорi!. Як вже було вказано, перевагами ще! теорi! е те, що вона передба-чае використання реальних, без пром!жкового перетворення, сигналiв струму та напруги, що значно спрощуе мате-матичнi розрахунки у система Зггдно цде! теор!! струми зав-дання на компенсатор визначаються за виразом
* р ■ и я х и
/ _ ! с Э + 1 с_
(1)
и ■ и и ■ и
Вираз (1) мае дв! складових, що визначають компен-сацiю реактивно! дс х их/ та зм!нно! складово! актив-
но! потужност! рс ■иí
'и ■ и
Якщо у якост! об'екту компенсацп виступае АД, пи-тання компенсацi! реактивно! потужност! не ставиться взагал!, принаймн! для перших гармошк напруг та струм!в. Першочерговою задачею е усунення зм!нно!
складово! активно! потужност!. Для виршення ц!е! задач! засобами ЧРЕП потр!бно розраховувати специф!чш фор-ми кривих трифазно! напруги. Скориставшись виразом для розрахунку струму компенсацп , можна аналог!чно записати формулу для розрахунку корегуючо! напруги
* рс и* _ —
/ /
(2)
де складова
визначае бажан! ампл!тудн! значення
гармон!к корегуючо! напруги, а складова у. е нормо-
ваним струмом фази статора двигуна, що визначае частоту та фазу корегуючо! напруги вщповщно фазам дви-гуна. Наприклад, вираз для розрахунку корегуючо! на-пруги на фаз! А
р с ■ гл
•2 -2 -2 .
1л + ^В + ^С
(3)
Додавання корегуючих напруг, як! розрахован! за ви-разом (2), до системи базових трифазних симетричних напруг ном!нально! ампл!туди та частоти дозволяе отри-мати таку напругу на обмотках фаз статора, яка призве-де до формування активно! потужност! на навантаженш без тих змшних складових, поява яких була викликана несиметр!ею струм!в у фазах статора [15].
Блок-схема системи компенсаци змшних складових активно! потужност! АД у склад! ЧРЕП представлена на рис. 1, де блоками позначено: ПЧ - перетворювач частоти, В -трифазний випрямляч, ЛПС - ланка постшного струму, А1Н - автономний швертор напруги, ДН - датчики напруги, ДС - датчики струму, СК - система керування, розрахунок р1 - визначення миттево! активно! трифазно! потужност!, розрахунок р - визначення змшно! складово! активно! потужност!, розрахунок ил, исВ, исС - визначен-ня корегуючих напруг.
Варто зазначити, що при збшьшенш коеф!ц!енту п!дсилення регулятора напруги зменшуеться чисельне значення небажано! складово! потужност!, але зб!льшуеть-ся час регулювання системи.
Мережа
ГгвГ
ПЧ
В ЛПС А1Н 1 1 ТЛ
сП_ т
1 1
—1" 1 !
СК
ДС
1х~
ДН
Роз -рахунок
Р1
Роз -рахунок
Роз - 1
рахунок —» р О !_
"сД 1 Базова
"сБ ^ го ® 1 . 1 напруга
"сС Р
Рис. 1. Блок-схема системи компенсаци параметрично! несиметрй навантаження у склад! ЧРЕП
исЛ _
ВИСНОВКИ
Проведений аналiз iснуючих теорш потужносп показав можливiсть застосування крос-векторно1' Teopiï для вирiшення проблеми компенсаци несиметрiï парамегрiв асинхронного двигуна у складi частотно-регульованого електропривода. Одтею з переваг крос-векторно1' теорiï е те, що вона не передбачае промiжкового перетворення координат. Це, в свою чергу, значно спрошуе розрахунко-вий апарат системи керування i шдвишуе ïï швидкодiю.
Обгрунтовано вираз для визначення корегуючо1' на-пруги для компенсацiï змiнних складових активно!' по-тужностi асинхронного двигуна. Запропоновано струк-турну схему системи компенсаци параметрично1' неси-метрiï асинхронного двигуна у складi частотно-регульо-ваного електропривода.
СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ
Кумаков, Ю. А. Инверторы напряжения со ступенчатой модуляцией и активная фильтрация высших гармошк / Ю. А. Кумаков // Новости электротехники. - 2005. - №6 (36). - С. 27-38. Домнин, И. Ф. Современные теории мощности и их использование в преобразовательных системах силовой электроники / И. Ф. Домнин, Г. Г. Жемеров, Д. С. Крилов, Е. И. Сокол // Техн. електродинашка. -2004. - Тем. випуск. - С. 80-91. Czarnecki, L. S. Instantaneous reactive power p-q theory and power properties of three-phase systems / Leszek S. Czarnecki // IEEE Transactions on Power Delivery. - January 2006. - № 1, Vol. 21. - Pp. 362-367. Czarnecki, L. S. Comments to the paper: Instantaneous p-q theory for compensating nonsinusoidal systems / Leszek S. Czarnecki // Przeglad elektrotechniczny (Electrical review. - 2009. - NR 6, R. 85. - Pp. 167-169. Akagi, H. Generalized theory of the instantaneous reactive power in three-phase circuits / H. Akagi, Y Kanazawa, A. Nabae // IPEC'83 - Int. Power Electronics Conf. - Tokyo, Japan, 1983. - Рр. 1375-1386.
1.
2.
3.
4.
5.
6. Родькин, Д. И. Оценка составляющих мгновенной мощности полигармонических сигналов / Д. И. Родь-кин // Электроинформ. - Киев, 2003. - № 3. - С. 13-15.
7. Dugan, R. C. Electrical Power Systems Quality /R. C. Dugan, M. F. McGranaghan, H. W. Beaty // McGraw-Hill. - 1996. - P. 265.
8. Fiorina, J. N. Inverters and Harmonics / J. N. Fiorina // Cahier Technique Merlin Gerin. - № 159. - P. 19.
9. Yacamini, R. Power System Harmonics. Part 3 - Problems caused by distorted supplies / R. Yacamini // Power Engineering Jounal. - Oct, 1995. - Рр. 233-238.
10. Harmonic Disturbances in Networks and Their Treatment // Cahier Technique Schneider Electric. -№ 152. - P. 25.
11. Kim, H. S. The instantaneous power theory on the rotating p-q-r reference frames / H. S. Kim, H. Akagi // Proc. IEEE/PEDS'99 Conf. - Hong Kong, 1999. -P^ 422-427.
12. Peng, Z. Harmonics and reactive power compensation based on the generalized instantaneous reactive power theory for three-phase four-wire systems /Z. Peng, G. W. Ott, D. J. Adams // IEEE Trans. Power Electronics. -1998. - №6, Vol. 13. - Pp. 1174-1181.
13. Akagi, H. Instantaneous power theory and applications to power conditioning / H. Akagi, E. H. Watanabe, M. Aredes // IEEE Press on power engineering. -Canada, 2007. - P. 379.
14. Afonso, J. L. P-Q power components calculations / Joao L. Afonso, M. J. Sepulveda Freitas, Julio S. Martins // ISIE 2003 - IEEE International Symposium on Industrial Electronics. - Rio de Janeiro, Brazil, 9-11 June, 2003. - С. 123-128.
15. Черный, А. П. Мониторинг параметров электрических двигателей электромеханических систем : мо-ногр. / А. П. Черный, Д. И. Pодькин, А. П. Калинов, О. С. Воробейчик. - Кременчук, 2008. - 244 с.
Стаття надтшла до редакцИ' 20.12.2011.
Пiсля доробки16.01.2012.
А. В. Чумачова, А. П. Калинов
Обоснование подхода к компенсации воздействия параметрической несимметрии асинхронного двигателя в составе частотно-регулируемого электропривода
Проведен анализ существующих подходов к компенсации высших гармоник в сигналах тока и мощности трехфазных систем. Выделены основные преимущества и недостатки трех основных теорий мощности при их применении для компенсации высших гармонических составляющих активной и реактивной мощности. Показана необходимость компенсации переменных составляющих трехфазной активной мощности асинхронного двигателя, вызванных несимметрией его параметров. Предлагается метод компенсации этих составляющих в составе частотно-регулируемого электропривода.
Ключевые слова: асинхронный двигатель, теория мгновенной мощности, гармонические составляющие мощности.
A. V. Chumachova, A. P. Kalinov
Justification of the approach to impact compensation of the induction motor parametric asymmetry within the frequency-contropped electric drive
The analysis of existing approaches to the compensation of higher harmonics in the current and power signals of three-phase systems is carried out. The advantages and disadvantages of the three main power theories are defined according to their application for compensation of the higher harmonic components in active and reactive power. The necessity ofvariable components compensation of three-phase induction motor active power caused by its parameters asymmetry is shown. The compensation method of these components within the frequency-controlled electric drive is proposed.
Key words: asynchronous motor, the instantaneous power theory, power harmonic components.
44
ISSN 1607—6761. Електротехтка та електроенергетика. 2012. № 1
