Мінімізація втрат в системі двозонного регулювання швидкості асинхронного двигуна

Анотація

У статті проаналізовані види втрат в асинхронному двигуні, в результаті чого прийнято рішення мінімізувати найбільш суттєві з них: втрати в обмотках і втрати в магнітопроводі від вихрових струмів і від гістерезису. Виведено рівняння для розрахунку значень потокозчеплення ротора і ортогональних складових струму статора у обертовій системі координат ротора dq в системі векторного керування асинхронним двигуном з умови мінімізації сумарних втрат в міді і стали двигуна в статичному режимі. При висновку не врахований ефект насичення стали. Визначено граничні значення електромагнітного моменту і швидкості, при яких регулювання потокозчеплення ротора здатне поліпшити енергетичні характеристики приводу, не входячи в зону насичення кривої намагнічування. Показано, що основною складністю при реалізації енергооптимального керування системою двозонного векторного керування швидкістю асинхронного двигуна є те, що потокозчеплення ротора керує не тільки енергетичними параметрами, але і регулюванням швидкості в другій зоні. Запропоновано структурну схему реалізації енергооптимального керування потокозчеплення в системі двох-зонного регулювання швидкості. Ідея полягає в перемиканні алгоритмів керування магнітним полем двигуна таким чином, щоб в пускогальмівних режимах потокозчеплення ротора змінювалося в функції завдання швидкості, а при роботі на сталій швидкості - в функції електромагнітного моменту. Виконано порівняльний аналіз типової і розробленої енергоефективної систем двозонного регулювання швидкістю методом математичного моделювання. Показано, що при однакових перехідних процесах електромагнітного моменту і швидкості в типовій системі ККД в сталих режимах при зменшенні навантаження падає, а в запропонованій системі залишається незмінним. Зміна ККД в динамічних режимах відбувається при зміні потокозчеплення ротора. При енергооптимальному керуванні спостерігається деяке збільшення піків струму статора при різкій зміні навантаження, але при малих навантаженнях додаткове ослаблення поля призводить до зменшення напруги статора в сталому режимі, що призводить до зниження споживання електроенергії