Оптимальное двухканальное частотное управление индукторным двигателем двойного питания с минимизацией электрических потерь в обмотках

Усов В.П.; Бронов С.А.

Решетневские Чтения

Библиографический список

1. Упырь, Р. Ю. Динамика механических колебательных систем с учетом пространственных форм соединения элементарных звеньев : авто-реф. дис. ... канд. техн. наук / Р. Ю. Упырь. Иркутск, 2009. 19 с.

2. Пат. 82802 Российская Федерация, МПК Р16Б15/00. Динамический гаситель колебаний / Упырь Р. Ю., Елисеев С. В., Хоменко А. П., Ер-

мошенко Ю. В. Опубл. 10.05.2009, приоритет от 22.12.08, Бюл. № 13.

3. Упырь, Р. Ю. Особенности динамических свойств виброзащитных систем приборного оборудования / Р. Ю. Упырь, А. О. Московских // Проблемы механики современных машин : материалы четвертой междунар. конф. Улан-Удэ, 2009. Т. 3. С. 160-172.

R. Yu. Upyr ', N. P. Sigachov Irkutsk State University of Railway Engineering, Russia, Irkutsk

ADDITIONAL TIES IN INSTRUMENT VIBROPROTECTION SCHEMES

Adjustment possibilities of vibroprotection system having a spatial configuration, to work in the field of the dynamic damp modes, carried out by introducing additional ties of G-shaped levers are considered.

УДК 621.313

В. П. Усов

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Россия, Томск

С. А. Бронов

Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск

ОПТИМАЛЬНОЕ ДВУХКАНАЛЬНОЕ ЧАСТОТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ

ИНДУКТОРНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ДВОЙНОГО ПИТАНИЯ С МИНИМИЗАЦИЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В ОБМОТКАХ

Рассмотрено оптимальное двухканальное частотное управление индукторным двигателем двойного питания с минимизацией электрических потерь в обмотках.

В электроприводах ряда специальных устройств, в частности систем поворота антенн и батарей солнечных космических аппаратов, можно применять индукторные двигатели двойного питания (ИДДП). В них угловая скорость пропорциональна разности частот, т. е. одна и та же скорость может быть обеспечена при различных абсолютных значениях частот. В отличие от двигателей «одинарного питания», в которых токи в обмотках полностью определяются моментом сопротивления, в ИДДП токи могут быть больше, чем это необходимо для преодоления момента сопротивления. Это приводит к излишним электрическим потерям в обмотках и к перегреву двигателя. В связи с этим возникает задача оптимального выбора абсолютных значений частот для минимизации электрических потерь в обмотках в установившемся режиме. Попутно решается задача обеспечения постоянства перегрузочной способности ИДДП (постоянства угла нагрузки).

Уравнения ИДДП для установившегося режима в синхронной системе координат в системе относительных единиц при обычных в теории электрических машин допущениях:

a .y -a • k - Y

L 1x0 2 L 2x0

) .Y

J10 L 1x0

•Y = U

L 1 y 0 ^ 1m 0

a. k .Y +a-Y =U

"•1 2 1 2 y 0 т "-1 1 1 y 0 w 1

_a .k .Y +a .Y

2 Л1 1 1x0 T ^2 1 2

■U 2

• cos((-0 m 0) + S10);

a 2 • k1 -Y 1 y 0 + a 2 • Y 2 y 0 ~-U2m0 • Sin((-qM0) + S10)=

1 y 0

) .Y =

20 L 2 y 0

) .Y =

20 L 2x0

cos(e10); sin(e10);

где

k =

R

k2 = Lm: 2 L • R

ст = 1 —

L1 • L2

=1 - k1 • k2;

a- L

- ; R, R2- активные сопро-

Л ^ 2

тивления обмоток; Ц, Ц2, Ьт - собственные и взаимная индуктивности.

Из приведенной системы получаются выражения для потокосцеплений, токов

2

Механизмы специальных систем

i1x0 Т (Y1x0 k2Y2x0 ) ; 'lv0 T (Y1y0 k2Y2y0 ) ;

L1s L1s

i2x0 = L s (Y2x0 — k1Y1x0 ) ; i2y0 = L s (Y2y0 — k1Y1y0 )

L2s

и электромагнитного момента, из которой можно выразить угол нагрузки

Аиа2 к1Ю2,0

= arcsin

sL1L2 •(a1 + b2)

Lmaik2W1,0

sL1L2 •(a2 + b2 )

• U\m0 —

• U2m0 + M 0

LmU1m0U2m0 ,

sL1L2 (a2 + b2 )'

a1a2a + ro10ro20 ) +(a^

31,0 )

—arctg

œ a2w10 —a1w20 ^

aas + w, л®,

^ ^1^2^ I о^и2 о

где а = ю10ю20 -а1а2ст ; Ь = а1ю20 +а2ю10; ю10, ю20 - частоты первого и второго напряжений; Мй 0 - момент нагрузки.

Мощность потерь в меди обмоток определяется выражением

Р = '1x0 ' + '1^0 ' + ^2x0 ' + '*2у0 ' .

Алгоритм расчета электрических потерь следующий:

1) задаются статический момент нагрузки Мй0 и скорость ротора юг; 2) задается частота ю20 и рассчитывается частота ю10 = юг + ю20; 3) рассчитывается угол нагрузки 9М0; 4) рассчитываются потокосцепления; 5) рассчитываются токи в обмотках; 6) рассчитываются электрические потери Р . Затем вновь повторяются пункты 2...5 и строится характеристика. Для различных значений момента и скорости можно построить семейства характеристик (рис. 1, 2). Таким образом, получим зависимости мощности потерь и угла нагрузки, которые представим как функции О (ю 20, йг, МЛ 0) и 9м 0 (ю 20 , юг, МЛ 0).

Совместное рассмотрение графиков позволяет найти оптимальное значение частот, при которых обеспечивается минимум электрических потерь в обмотках для сочетания юг и Мй0.

\

\ \

}

\ V

ч\ ч / !

V, /

Рис. 1. Зависимости мощности потерь от частот при разных скоростях

\

4 "S

ч N'-

О 0.1S 0 Зй 0.54 0.72 0 3 1.08 L2Í 1.44 1 62 1S а20

Рис. 2. Зависимости мощности потерь от частот при разных моментах нагрузки

V. P. Usov

Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics, Russia, Tomsk

S. A. Bronov Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk

OPTIMUM TWO-CHANNEL FREQUENCY MANAGEMENT OF THE INDUCTION MOTOR OF A DOUBLE FEED WITH MINIMIZATION OF ELECTRIC LOSSES

IN WINDINGS

Optimum two-channel frequency management of the induction motor of a double feed with minimisation of electric losses in windings is considered.

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

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Усов В.П., Бронов С.А.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Усов В.П., Бронов С.А.

OPTIMUM TWO-CHANNEL FREQUENCY MANAGEMENT of the induction motor OF A DOUBLE FeeD WITH MINIMIZATION OF ELECTRIC LOSSES IN WINDINGS