Управление электроприводом с асинхронным двигателем и частотным преобразователем по минимуму потерь мощности в обмотках статора и ротора Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

цепью переходят в секцию охлаждения, расположенную под секцией нагрева.

В процессе перемещения носителей с банками в камере охлаждения на поверхность банок попеременно с интервалом 5-10 с посредством разбрызгивающих устройств 18 наносится водяная пленка температурой на (25 ± 2)°С меньше, чем температура стенки банки с одновременным обдувом их потоком атмосферного воздуха. Банки с продуктом охлаждаются и подходят к загрузочно-разгрузочному узлу, где в момент остановки цепного транспортера выгружаются на отводящий транспортер 16, на их место загружаются новые банки

с подводящего транспортера 17, и процесс повторяется.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мурадов М.С. Изыскание высокотемпературных режи -мов ротационной стерилизации консервов в потоке воздуха: Дис. ... канд. техн. наук. - Одесса, 1978.

2. Евстигнеев Г.М. Стерилизация консервов ротационным методом. - М.: ЦИНТИП, 1969.

3. Пат. 2318413 РФ. Аппарат для ротационной стерилизации консервов / М.Э. Ахмедов, Т.А. Исмаилов, Н.М. Ахмедов // БИПМ. - 2008. - № 7.

Поступила 30.07.08 г.

DEVICE FOR ROTATIONAL STERILISATION OF CANNED FOOD

T.A. ISMAILOV, ME. AHMEDOV, N.M. AHMEDOV

Daghestan State Technical University,

70, Imam Shamilpr., Mahachkala, 367015; ph.: (8722) 62-37-61, fax: (8722) 62-37-97, e-mail: [email protected]

It is submitted the device for sterilization of the canned food in heated up air stream with rotation of container from « bottom to cover». It is given a scheme of the device and principle of its work. The device provides significant reduction of duration of the sterilization process of canned food and also the uniformity of thermal processing that promotes the improvement of the quality of finished goods.

Key words: sterilisation of canned food, duration of thermal processing, the heat-carrier, step pulley, the allocator of air.

621.31.004.18

УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ С АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ И ЧАСТОТНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПО МИНИМУМУ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ В ОБМОТКАХ СТАТОРА И РОТОРА

Ю.П. ДОБРОБАБА, А.А. ШАПОВАЛО, ВИК Ю. БАРАНДЫЧ

Кубанский государственный технологический университет,

350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; электронная почта: [email protected]

Доказано, что для достижения минимальных потерь мощности в обмотках статора и ротора асинхронного двигателя при частотном управлении необходимо поддерживать постоянной разность между значениями угловых скоростей по -ля статора и ротора двигателя. Получены аналитические зависимости для определения значений активной мощности, потребляемой электроприводом; потерь мощности в обмотках статора и ротора; реактивной мощности в обмотках ротора; реактивной мощности, потребляемой электроприводом.

Ключевые слова: электропривод, асинхронный двигатель, частотный преобразователь, потери мощности.

Автоматизация многих технологических процессов различных отраслей пищевой промышленности осуществляется на основе регулируемых электроприводов. В данной работе рассматриваются электроприводы с асинхронными двигателями и частотными преобразователями.

В связи с ростом цен на электроэнергию и ограниченными возможностями увеличения мощности энергогенерирующих установок проблема энергосбережения (снижение электропотребления) приобретает особу ю акту ально с ть.

Проведенные исследования позволяют предложить закон управления электроприводом с асинхронным двигателем и частотным преобразователем, при котором достигается минимум потерь мощности в обмотках статора и ротора.

В работах [1, 2] для электропривода с асинхронным двигателем и частотным преобразователем в установившемся режиме работы получены следующие зависимости:

I с =

8 R22 # ( L2 - M2 ) (Юо - Zw) M,

27

R2M22( Ю0 - Zw) Z

I = 2 _( Ю0 $ Zw) M с.

3 R„

Z

U =vA 2 # B2Ic (j)= AI

cos

(1)

(2)

(3)

(4)

ЄІИ (ф) =

А

где

Vа2 + В 2

Я2 М12 (ю 0 + (і2 $ м2) (ю0 $ гю)2

(5)

9 я, м12 (ю0 $ гю)

= Я1 + - М12 Ю 0 -------------------

4 Я2

9 (І $ М )М12(ю0 $ гю)2

Ві = (І $ Мі)ю0 $ ^Мі2ю0 - ^ ^ 0 >

ис - ам-

4 я2 + (і $ М2) (ю0 $ гю)

плитудное значение напряжения фазы на зажимах статора, В; іс(ір) -амплитудное значение тока фазы статора (ротора), А; ф - значение фазового сдвига тока фазы статора по отношению к напряжению фазы статора, рад; ю0 - значение угловой скорости поля статора асин -хронного двигателя, рад/с; ю - угловая скорость ротора двигателя (электропривода), рад/с; Мс - момент сопротивления электроприво-да, Н • м; Яі, (Я2) - значение активного сопротивления фазы статора (ротора), Ом; 11, (І2) - значение индуктивности фазы статора (ротора), Гн; Мі, (М2) - значение взаимоиндуктивности между любыми двумя обмотками статора (ротора), Гн; Мц - значение максимальной величины взаимоиндуктивности между любой обмоткой статора и любой обмоткой ротора, Гн; г - число пар полюсов асинхронного двигателя.

При выводе зависимостей (1)-(5) приняты следующие допущения [1, 2]: не учитывается насыщение маг -нитопровода, потери в стали, влияние пазов; считается, что фазные обмотки выполнены одинаковыми, воздушный зазор равномерен; отсутствуют высшие пространственные гармоники магнитного поля, т. е. магнитное поле каждой обмотки распределено синусоидально по окружности расточки статора.

Для асинхронного электропривода справедливы зависимости

Р = Р2 + АР; АР = АР_ + АР ;

(6)

(7)

4 д/ЯЯ

АР . = 1 2

3 М„

4 Я1 (І2 $М2)2

9 Я„

М2

+1

При этом

4 Я, (І2 $М2)2 +1

9 Я„

М12

М

- +

(15)

+ 16 Я (І2 $М2 )

80 Я2

М,3,

4 Я (І2 $М2 )2 +1 /-2

9 Я2

М,2,

Мс.

г

2 4 Я 1 1

і2, = -

р*

где А1,

9 V Я2 М12

4 Я^ (І2 $ М2 ) + 1

9 Я2 МЦ

и, =д/ а 2, + в?./с,:

а „

со8(ф *) = -Бш(ф *) = -

А1, + В1,

В1,

+ в2,

<И>

(17)

(18)

4Х Я^Я2 3 М12 4 Я1 (і $ М 2 ) + 1 9 Я2 М12 0,5 + гю

2 Я2 1 3\ Я1 М12 4 Я1 (І $М2)2 + 1 9 Я2 М122 0,5 +

Я (І2 $ М2) 4 Я1 (І $ М2) + 1

27 \ Я,

-0,5 -

(19)

Р1 = -и с1 с с^ ф;

Р2 = Мс ю

3 2

АРс = 2 Я1 /с2;

АР2 = 2 Я2 /22;

Qі = -ис1 с єіп ф,

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

где Р\ - значение активной мощности, потребляемой электроприводом, Вт; АР, АРс, АРр - значение потерь мощности в обмотках стато -ра и ротора, статора, ротора, Вт; Р2 - значение механической мощности электропривода, Вт; - значение реактивной мощности, по -

требляемой электроприводом, вар.

Анализ зависимостей (1), (2), (7), (10), (11) показывает, что при выполнении условия

ю0 =гю+-

2VЯ1Я 2

3 М,

4 Я1 (І2 $М2)2

9 Я„

+ 1

(13)

потери мощности в обмотках статора и ротора имеют минимально возможное значение

2 ЯІ $ М 4 Я1 (І2 $ М2^ +1

3 \ Я м„ 9 Я2 МД

+ 1 +

2 ¡Я І $М2 4І$ М1 І2 $ М2 $1

3 Я2 М12 [9 М12

4Я (А- М1)2 +1

М„

2 4 Я1 (і $ м2)2 +1

+1 +

3\ Я1 М12 9 Я2 М12

Я (І2 $ М2)2 (4(і2 $ М2)2 + 1

8

27 \ Я2

гю +

2 л/Я^Я! І4 ЯL (12 $ М2 )2 +1

МД

Энергетические зависимости при этом принимают

вид

Р = —

4 л]Я1Я 2

3 МУ

4 Я1 (¿2 $М2 )2 +1

9 Я2

М ,2

М 9 Я МЛ

1 ^12 ^ ^ '•2 12

X

9 Я2 М

х

мл 9 Я2 м:2

3 Мц 9 Я

2 л/R 1 R2

АР, =ІЛ 1 2

3 M,,

4 Rj_ (¿2 ~ M2) # 1

9 R„

m 2

Mc

z

- +

# _8 iR7 R1 (¿2 MM 2 )

27^ R2

m ,3,

4 Ri (¿2 -M2 )2 # 1

9 R 2

m 2

(21)

Mc • z ’

Ар* = 2 УRl R 2

3 M„

4 R1 (¿2 M 2) # і

9 R2 M22

61* =

2 R L1 -M1

3 у R1 M12

"4 R1 ( ¿2 —M 2 )2 +1

9 R2 M12

2 R1 L2 —M2 3A| R2 M12

4 L1 — M1 L2 — M 2

9 M

4 Ri (¿2 $M2)2 +1

9 R0

Mi

12

0,5

M1

+

— 1

Zw#

2-vRR

3 M,

4 R1 (¿2 —M2)2

9 R0

#1

Mc

z

(23)

При практической реализации предлагаемого закона управления электроприводом с асинхронным двигателем и частотным преобразователем по минимуму потерь статора и ротора следует помнить, что он получен с учетом принятых в статьях [1, 2] допущений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Добробаба Ю.П., Шаповало А.А. Определение аналитических зависимостей между координатами асинхронного двигате -ля в установившемся режиме работы // Электроэнергетические ком -плексы и системы / Кубан. гос. технол. ун-т. - Краснодар: Изд-во ГОУ ВПО КубГТУ, 2008. - С. 109-117.

2. Добробаба Ю.П., Шаповало А.А., Барандыч Вик. Ю. Анализ электромеханических свойств вентиляторного агрегата с асинхронным двигателем и частотным преобразователем // Электро -энергетические комплексы и системы / Кубан. гос. технол. ун-т. -Краснодар: Изд-во ГОУ ВПО КубГТУ, 2009. - С. 118-122.

Поступила 26.03.09 г.

0,5

X

X

CONTROLLING THE ASYNCHRONOUS MOTOR AND FREQUENCY CONVERTER-EQUIPPED ELECTRICAL DRIVES WITH MINIMUM POWER LOSS IN ROTOR AND STATOR WINDING

YU.P. DOBROBABA, A.A. SHAPOVALO, VIK.YU. BARANDYCH

Kuban State Technological University,

2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; e-mail: [email protected]

It was proved that to minimize power loss in rotor and stator winding of an asynchronous motor on frequency-based control it’s necessary to keep constant difference between stator and rotor fields’ angular velocity values. The analytical dependencies are derived to determine active power consumption value of an electrical drive; power loss values in rotor and stator winding; rotor winding reactive power value; reactive power consumed by an electrical drive.

Key words: electric drive, asynchronous motor, frequency converter, power loss.