Энергосберегающий электропривод на основе асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности

• Автор: Мугалимов, Риф Гарифович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 393 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Анализ показателей энергоэффективности традиционных асинхронных двигателей и электроприводов промышленных установок,созданных на их основе

1.1 : Традиционный асинхронный двигатель как преобразователь электрической энергии в механическую
1.1.1 Конструктивные элементы традиционной асинхронной машины
1.1.2 Критерии и методика проектирования традиционных асинхронных двигателей
1.1.3 Показатели энергоэффективности традиционных асинхронных двигателей
1.1.4 Анализ парка традиционных асинхронных двигателей промышленных
предприятий
1.2 . Математические модели и характеристики электроприводов на основе традиционных асинхронных двигателей
1.2.1 Статические модели электроприводов на основе традиционных асинхронных двигателей
1.2.2 Динамические модели традиционных асинхронных двигателей
1.3 Анализ энергоэффективности систем электроприводов промышленных установок на основе применения традиционных асинхронных двигателей
1.3.1 Система электроприводов на основе асинхронных двигателей с фазным ротором с релейно-контакторной схемой управления
1.3.2 Системы асинхронных электроприводов ПЧ-АД
1.3.3 Система электроприводов на основе асинхронных двигателей с ТРН,ТПН.
1.3.4 Система электроприводов на основе асинхронных двигателей с фазным ротором синхронизированных с сетью
1.4 Анализ технических решений по повышению показателей энергоэффекгивности
традиционных асинхронных двигателей и электроприводов на их основе
1.4.1 Обзор технических решений по повышению КПД традиционных асинхронных двигателей

1.4.2 Обзор технических решений по повышению коэффициента мощности
асинхронных двигателей
1.5 Обоснование концепции, задач диссертационной работы и методик исследования

Глава 2. Разработка новых асинхронных электродвигателей с индивидуальной компенсацией реактивной мощности
2.1 ; Новые конструктивные решения в асинхронных электродвигателях при индивидуальной компенсации реактивной мощности
2.1.1 Обоснование возможности компенсации реактивного индуктивного тока и реактивной мощности в асинхронном двигателе с двумя обмотками на статоре..
2.1.2 Электромагнитные схемы асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности
2.2 1 Разработка схемы замещения асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности
2.3 .Обоснование методики расчета линейной токовой и тепловой нагрузок статора асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности
2.4 : Определение технически рационального соотношения параметров
намагничивающей ветви и компенсационной обмотки в асинхронном двигателе с индивидуальной компенсацией реактивной мощности
2.5 Расчет емкости компенсирующего конденсатора для асинхронного двигателя с
индивидуальной компенсацией реактивной мощности
Глава 3. Создание методики проектирования, технологии изготовления и экспериментальных исследований асинхронных двигателей с индивидуальной компенсацией реактивной мощности
3.1 Обоснование критериев, разработка алгоритма и методики электромагнитного расчета асинхронных двигателей с индивидуальной компенсацией реактивной моищости
3.2 Разработка алгоритма и методики расчета обмоточных данных асинхронных двигателей с индивидуальной компенсацией реактивной мощности при их создании путем реконструкции традиционных асинхронных двигателей

3.3 Особенности технологии создания асинхронных двигателей с индивидуальной компенсацией реактивной мощности
3.4 ; Разработка методики испытаний создаваемых асинхронных двигателей с

индивидуальной компенсацией реактивной мощности

Глава 4. Разработки математических моделей для оценки статических и

динамических характеристик асинхронных двигателей с индивидуальной компенсацией реактивной мощности
4.1 разработки математических моделей для оценки статических характеристик асинхронных двигателей с индивидуальной-компенсацией реактивной мощности..
4.2 Разработка математических моделей для оценки динамических характеристик асинхронных двигателей с индивидуальной компенсацией реактивной мощности..
4.3 Разработка математических моделей для оценки статических и динамических тепловых режимов асинхронных двигателей с индивидуальной компенсацией реактивной мощности
4.4 (Исследование характеристик асинхронных двигателей с индивидуальной компенсацией реактивной мощности методом математического моделирования
4.5 Экспериментальные исследования характеристик асинхронных двигателей с индивидуальной компенсацией реактивной мощности
4.6 Разработка методики и алгоритма моделирования показателей энергоэффективности электроприводов промышленных установок, созданных на
основе применения ТАД и АД с ИКРМ
Глава 5. Создание и исследование нерегулируемых электроприводов промышленных установок на основе асинхронных двигателей с индивидуальной компенсацией реактивной мощности
5.1 ^Повышение энергоэффективности электропривода нефтяного станка-качалки путем применения асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности
5.1.1 Разработка АД с ИКРМ для электропривода нефтяного станка-качалки
уравнение электромагнитного момента
M3=M(isfiira-isairp)-,
(1.17)
уравнение движения

±±МС=М0.
(1.18)
В| уравнениях (1.16-1.18): uSOj usp, uraj ur/}, isa, isp, ir(JJ ir, - соответственно напряжения и токи в обмотках статора и ротора по осям а и |3; rsa, rsp_ ггл rrp -активные сопротивления обмоток статора и ротора; М — взаимная индуктивность; LSOt Lsp Lra Lrp - полные индуктивности обмоток статора и ротора по осям аир.
Система уравнений электромеханического преобразования энергии, описывающая процессы преобразования энергии, состоит из четырех уравнений Кирхгофа для четырех обмоток (1.16), а также (1.17) и (1.18), которые объединяют и получают систему из пяти уравнений.
Уравнения (1.16-1.18) не имеют решения, если один из параметров, входящих в уравнения, равен нулю или бесконечности. Если активные или индуктивные сопротивления равны бесконечности, то токи равны нулю и машина не развивает момента М3. При J— со электрическая машина разгоняется бесконечно долго. При J—0 машина не может достигнуть установившейся скорости, так как ротор реагирует на все изменения токов, создающих момент, и непрерывно реверсируется. При равенстве взаимной индукции нулю магнитная связь между обмотками отсутствует и электромагнитный момент Мэ — 0 (1.17). Если в контурах, где замыкаются токи, отсутствует активное сопротивление, то устройство-работает как накопитель энергии. Постоянные времени равны бесконечности, между токами статора и ротора нет сдвига по фазе и электромагнитный момент равен нулю. Момент в машинах переменного тока создается, если между токами статора и ротора есть сдвиг, по фазе, т.е. ток статора или ротора имеет реактивную составляющую. Если в роторе и статоре модели обобщенной машины есть только активные составляющие переменного тока, то момент равен нулю, так как