Аномальные режимы работы синхронного двигателя с двойной якорной обмоткой в приводе мелиоративных насосов

• Автор: Трубин, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1 СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ОБЪЕКТАХ ОРОШАЕМОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

1.1 Электрооборудование орошаемого земледелия.

1.2 Особенности электроснабжения стационарных и мобильных объектов орошаемого земледелия.

1.3 Электропривод оросительных насосов.

1.4 Повышение надежности электропривода мелиоративных насосов использованием защитных устройств

1.5 Краткие выводы, цель и задачи исследования.

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ДВОЙНОЙ ЯКОРНОЙ ОБМОТКОЙ СДЦЯ

2.1 Особенности применения математического описания СДЦЯ

в различных режимах работы.

2.2 Объект математического описания и принятые допущения и ограничения
2.3 Уравнения СДДЯ в фазных координатах.
2.4 Потокосцепления и индуктивности обмоток в а, Ь, с координатах
2.5 Полная система дифференциальных уравнений СДДЯ в фазных
координатах.
Выводы по главе
3 ПУСКОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И НЕСИММЕТРИЧНЫЕ РЕЖИМЫ СДДЯ.
3.1 Математическая модель и параметры СДДЯ при пуске переключением статорной обмотки
3.2 Пусковые характеристики СДДЯ при переключении обмоток.
3.3 Синхронизация СДДЯ
3.4 Установившийся режим СДДЯ при неисправностях выпрямительного моста
3.5 Установившийся режим при неисправностях в обмотках.
Выводы по главе
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АНОМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ СДДЯ И ТРЕБОВАНИЯ К УСТРОЙСТВУ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ УУЗ.
4.1 Методика и результаты экспериментального исследования
пуска и синхронизации СДЦЯ.
4.2 Динамические процессы при аномальных режимах работы выпрямительного моста
4.3 Статические несимметричные аномальные режимы работы выпрямительного моста
4.4 Требования к устройству управления и защиты
4.5 Предложения по реализации УУЗ
4.6 Функциональностоимостной анализ синхронного двигателя и устройства управления и защиты.
4.7 Экономические показатели СДДЯ и УУЗ
Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Следует отметить, что граница экономической эффективности применения синхронного привода остается еще слишком высока и недоступна для большинства насосных станций средней и малой мощности. Использование СД, разработанного в КубГАУ, позволяет снизить границу экономической эффективности СД, тем самым обеспечив огромное число насосных станций средней и малой мощности специализированными синхронными электроприводами, простыми в эксплуатации, обладающими, кроме перечисленных достоинств, рядом дополнительных положительных характеристик. К числу последних можно отнести разработку технологических комплексов с использованием электрической энергии в орошении, как наиболее энергоемком процессе. Поле! Рисунок 1. В настоящее время в условиях Юга России эта проблема наиболее эффективно может быть решена созданием гибридов мостового агрегата и тракторных технологий. ВИЭСХа, КубГАУ, специалистов Краснодарского краевого департамента мелиорации и водного хозяйства, НПО «Радуга», технологический комплекс на базе дождевальной машины фронтального действия «Кубань-Э» с центральным электроснабжением. Устройство технологического комплекса «Кубань-Э» приведено на рисунке 1. Среди инженерных вопросов, решаемых при разработке такого комплекса, видное место занимают вопросы создания нового специализированного электрооборудования и, в частности, электропривода наиболее энергоемких машин: насосов подкачки, оросительного насоса ЭДМФ «Кубань-Э». Для их решения в КубГАУ разработаны специализированные электроприводы на базе синхронного двигателя с двойной якорной обмоткой. Эти двигатели позволяют эффективно решать задачу повышения энергетических и стоимостных показателей электропривода названных механизмов. Однако их эффективная эксплуатация невозможна без решения вопросов разработки устройства управления и защиты таких электродвигателей, поскольку их конструктивная особенность не позволяет достаточно эффективно применять современные серийные комплектные устройства управления и защиты без адаптации последних. В свою очередь, разработка устройства управления и защиты требует глубокого изучения режимов работы этих двигателей. Проблема передачи электроэнергии от источников к приемникам в сельскохозяйственной мелиорации и, в особенности, в полеводстве сопряжена с известными сложностями. Подробные исследования этого вопроса нашли свое отражение в ряде литературных источников [, , , 9, 1]. В таких условиях затруднено решение задачи обеспечения высокого качества электрической энергии, в частности, обеспечение предусмотренного стандартом уровня напряжения на электроприемниках, а также минимизации затрат на сооружение и эксплуатацию линий электропередачи (ЛЭП). Попытки решения вопроса обеспечения приемлемого качества электроэнергии за счет увеличения сечения проводников ЛЭП приводят к их существенному удорожанию. Лучшие результаты в таких условиях дает применение специализированного электрооборудования, обладающего высокими собственными энергетическими показателями и предъявляющего менее высокие требования к качеству электрической энергии. Необходимо отметить, что насосные станции широко используются как регуляторы активной мощности, что предопределяет относительно частые отключения и включения двигателей в период интенсивного орошения. Значительное влияние на качество электроэнергии при этом оказывают пусковые процессы двигателей, в особенности на объектах, оборудованных асинхронными двигателями и конденсаторными батареями, весьма чувствительными к снижению напряжения питания. Следует также отметить другое положительное свойство насосных станций: способность выполнять функции регуляторов реактивной мощности сети, наиболее эффективно реализуемое при использовании синхронного привода насосов [, ,,,,,4]. Большая протяженность сети электроснабжения районов орошаемого земледелия определяет её невысокую надежность. Возрастает вероятность аварийных состояний сети, способных провоцировать выход из строя электродвигателей. Сети электроснабжения мобильных агрегатов в полеводстве необходимо выделить в отдельную группу сетей, работающих в особо тяжелых условиях эксплуатации.