Асинхронный электродвигатель для частотно-регулируемого электропривода турбомеханизмов

• Автор: Снегирев, Денис Александрович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 142 с.

Глава 1. Анализ основных направлений разработки и оптимизации частотно-регулируемых асинхронных электроприводов турбомеханизмов. Определение основных законов регулирования
1.1. Основные характеристики и режимы работы турбомеханизмов
1.2. Системы регулируемого электропривода турбомеханизмов
1.3. Определение допустимого диапазона регулирования с точки зрения потерь в системе РПН-КЗАД
1.4. Критерии оптимального регулирования асинхронных электроприводов с вентиляторной характеристикой
1.5. Определение режимов максимальной производительности электропривода турбомеханизмов
Выводы по главе
Глава 2. Дифференциальные уравнения для исследования электромагнитных переходных процессов частотно-регулируемого асинхронного ' двигателя с учетом насыщения
2.1. Обзор возможных способов исследования электромеханических переходных процессов асинхронных электродвигателей
2.2. Выбор математической модели асинхронного электродвигателя
2.3 Дифференциальные уравнения частотно-регулируемого асинхронного двигателя с учетом насыщения
2.4. Метод расчета магнитной цепи и кривой намагничивания двигателя
Выводы по главе
Глава 3. Исследование электромагнитных переходных процессов асинхронных двигателей с учетом насыщения при прямом и частотном пуске
3.1. Описание экспериментального стенда
3.2. Анализ адекватности математической модели асинхронного двигателя в системе координат а, Р, у
Выводы по главе 3
Глава 4. Методы определения геометрических размеров асинхронных двигателей с изменяемыми частотой и величиной номинального напряжения
4.1. Определение независимых переменных, ограничений и исходных данных
4.2. Определение основных размеров
4.3. Определение электрических параметров и номинальных данных
4.4. Определение потерь, КПД и нагрева
4.5. Анализ результатов расчета массива двигателей
Выводы по главе 4
Заключение
Список литературы
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
Приложение 6
Актуальность темы. Электропривод, являясь энергосиловой основой современного производства, потребляет около 60% всей вырабатываемой электроэнергии, следовательно, основной эффект энергосбережения может быть получен в этой сфере. Большая часть электроэнергии потребляется электроприводами на основе повсеместно используемых асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, для которых основным направлением энергосбережения является переход от нерегулируемого электропривода к регулируемому. Это направление принято в мировой практике и интенсивно развивается, чему активно способствуют два совпавших во времени события: наметившийся дефицит энергоресурсов и ощутимый рост их стоимости и выдающиеся успехи силовой электроники и микроэлектроники.
На решение этих задач направлен Федеральный закон "Об энергосбережении" от 3 апреля 1996 г. Федеральный закон регулирует отношения, возникающие в процессе деятельности в области энергосбережения, в целях создания экономических и организационных условий для эффективного использования энергетических ресурсов.
Разработана и утверждена программа энергосбережения в отрасли "Электроэнергетика" на 2005-2006 г. и на перспективу до 2010 г., охватывающая значительное количество ТЭС с более чем 1200 питательными, сетевыми, циркуляционными, подпиточными и другими насосами, а также тягодутьевыми механизмами. Кроме того, в постоянной работе для жизнеобеспечения населения находятся многие тысячи насосов, обеспечивающих снабжение горячей и холодной водой, отопительные системы и другие объекты коммунального хозяйства.
По статистическим данным приблизительно 25% вырабатываемой электроэнергии потребляют приводы центробежных насосов и вентиляторов, используемых в различных областях.
Традиционные способы регулирования подачи насосных и вентиляС точки зрения практического применения, рассмотренные системы координатных осей равноценны. Однако, система а, Р обладает тем преимуществом, что в ней ток равен реальному фазному току одной из фаз статора трёхфазной асинхронной машины (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 - Пространственная модель трёхфазного асинхронного двигателя в системе преобразованных координат а, Р
Система дифференциальных уравнений в координатах а, Р неподвижных относительно статора [9, 41]
и ьос 4 а
4ргбр
б! <1у8р. б! ’
иг„ = /г„гг„ + + юг1|/ф;
(2.3)
'ха ‘га1 га
игр - 4рггр +

б^р

■®лкга;
где и£а, и$р, ига, игр - напряжения статора и ротора по осям а, р;
4а ’ 4р> 4а ’ 4р ~ фазные токи статора и ротора по осям а, Р; г5а, г8р, гга, ггр - сопротивления обмоток статора и ротора по осям а, Р; Ч^а’Ч^р’ М'га’Ч'гр — потокосцепления статора и ротора по осям а, Р; сог - угловая частота вращения ротора.