Высокочастотные электромагнитные процессы и перенапряжения в частотно-регулируемых асинхронных электродвигателях с короткозамкнутым ротором

• Автор: Ватаев, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 188 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1 Особенности питания АД от преобразователей частоты и
методы исследований высокочастотных электромагнитных процессов и перенапряжений в обмотке статора АД,
возникающих при питании от ПЧ с ЖИМ напряжения
1.1 Основные тенденции развития современных ПЧ
1.2 Современное состояние исследований высокочастотных
электромагнитных процессов и перенапряжений в статорных
обмотках частотно-регулируемых АД, питаемых от ПЧ с ШИМ
напряжения
Выводы
Глава 2 Экспериментальное исследование распределения
напряжения в обмотке статора АД при импульсных
электромагнитных процессах
2.1 Общие принципы проведения эксперимента
2.2 Особенности конструкции обмотки статора АД с концентрическими катушками
2.3 Описание экспериментальной установки для исследования распределения напряжения по обмотке статора АД
2.4 Исследование распределения напряжения по одной фазе обмотки при изолированной нейтральной точке
2.5 Исследование распределения напряжения по одной фазе обмотки при заземленной нейтральной точке
2.6 Исследование влияния длительности фронта импульса на распределение напряжения по одной фазе обмотки при заземленной нейтрали
2.7 Исследование распределения напряжения по обмотке статора при соединении фаз обмотки в звезду
2.8 Исследование влияния длины провода катушки на характер распределения напряжения по обмотке статора

Выводы
Глава 3 Математическое моделирование высокочастотных
электромагнитных процессов в обмотке статора частотнорегулируемого АД
3.1 Общие принципы построения и реализации математических моделей обмоток АД для расчёта в них импульсных напряжений
3.2 Расчёт распределения напряжения в обмотке статора АД методом разделения переменных
3.3 Расчёт распределения напряжения в обмотке статора АД операторным методом
3.4 Расчёт распределения напряжения в обмотках с помощью метода переменных состояния
3.5 Использование систем имитационного моделирования для расчета распределения напряжения по обмотке Выводы
Глава 4 Структура и параметры схемы замещения обмотки статора АД при анализе высокочастотных электромагнитных процессов и перенапряжений
4.1 Общие сведения о методах определения параметров схем замещения обмотки статора
4.2 Общие принципы определения параметров схемы замещения обмотки на основе экспериментальных данных
4.3 Определение параметров схемы замещения катушек обмотки на основе экспериментальных данных с помощью системы имитационного моделирования Power System Blockset
4.4 Определение активно-индуктивных параметров продольной ветви схемы замещения обмотки статора АД
4.5 Оценка влияния отдельных параметров схемы замещения на распределение напряжения по обмотке статора
4.6 Оценка влияния конструкции обмотки статора на распределение напряжения по обмотке

Выводы
Глава 5 Численные исследования распределения напряжения по обмотке статора АД при импульсных электромагнитных процессах
5.1 Оценка адекватности используемой математической модели обмотки статора АД для расчета импульсных перенапряжений
5.2 Расчет распределения напряжения по обмотке статора АД при соединении фаз в звезду
5.3 Исследование влияния схемы соединения фаз обмотки статора на величину перенапряжений
5.4 Исследование влияния числа параллельных ветвей обмотки статора АД на величину перенапряжений
5.5 Исследование перенапряжений в обмотке статора АД традиционного исполнения при подаче непосредственно на нее импульсов ШИМ с различной частотой модуляции и длительностью фронта импульса
5.6 Исследование перенапряжений в обмотке статора АД традиционного исполнения при подаче на нее от ПЧ через кабель импульсов ШИМ с различной частотой модуляции и длительностью фронта импульса
Выводы
Заключение
Литература
Приложение 1 Номинальные данные и основные геометрические размеры асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором серии А02
Приложение 2 Алгоритм и текст программы для расчета распределения напряжения по обмотке при использовании метода разделения переменных
Приложение 3 Алгоритм и текст программы для расчета распределения напряжения по обмотке при использовании операторного метода

В качестве примера приведем осциллограмму напряжения на первой катушке, полученную при подаче импульса амплитудой 15 В (рис. 2.10).
Рис. 2.10 Изменение напряжения на первой катушке при подаче импульса амплитудой 15 В длительностью 100 мкс и длительностью фронта 0,28 мкс.
Анализ результатов исследования, представленных в табл. 2.4 - 2.7 показывает, что пиковое значение напряжения на катушках значительно уменьшается в направлении к нейтрали. Так, пиковое значение напряжения на первой катушке составляет 65-70% амплитуды напряжения исходного импульса, а на последней - 10-12%. Сопоставление рассчитанных в табл. 2.4-2.7 для различных катушек обмотки величин средней крутизны фронта К и крутизны фронта на начальном участке кривой напряжения К„ показывает, что их величина уменьшается по направлению к нейтрали. Максимум же этих значений приходится на первую катушку. Это позволяет сделать вывод о том, что электрические нагрузки на изоляцию проводников катушек также снижаются по направлению к нейтрали, а наибольшим нагрузкам подвержена изоляция проводников первой катушки.
Важным вопросом исследования высокочастотных электромагнитных процессов в обмотке статора АД является задача учета влияния на характер протекания указанных процессов взаимных емкостных и индуктивных связей между проводниками различных фаз обмотки статора- АД. Для оценки влияния указанных связей были сняты осциллограммы напряжений в соседней изолированной фазе при подаче на исследуемую фазу импульса