МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В МУЛЬТИФАЗНОЙ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ ПРИ НЕСИММЕТРИИ РОТОРНЫХ ЦЕПЕЙ
Authors: Glazyrin Alexander S. , Polishchuk Vladimir I. , Timoshkin Vadim V. , Bannov Dmitry M. , Isaev Yusup N. , Antyaskin Dmitriy I. , Kladiev Sergey N. , Filipas Alexander A. , Langraf Sergey V. , Kotin Denis A. , Kovalev Vladimir Z. 
Published: November 2021

Ссылка для цитирования: Математическая модель асинхронного двигателя в мультифазной системе координат при несимметрии роторных цепей / А.С. Глазырин, В.И. Полищук, В.В. Тимошкин, Д.М. Баннов, Ю.Н. Исаев, Д.И. Антяскин, С.Н. Кладиев, А.А. Филипас, С.В. Ланграф, Д.А. Котин, В.З. Ковалев // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 10. – С. 213-227.
Актуальность исследования обусловлена острой необходимостью в теоретическом обосновании и практической разработке селективных методов диагностирования сложных внутренних повреждений мощных высоковольтных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, являющихся одним из главных элементов ответственных механизмов всех технологических процессов в топливно-энергетическом комплексе. Как правило, спецификой работы высоковольтных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором в топливно-энергетическом комплексе как на стадии добычи и транспортировки георесурсов, так и на стадии их переработки являются тяжелые условия пуска, особенно это выражено для ответственных механизмов тепловых электростанций (питательные насосы, мельницы, дробилки, дымососы, дутьевые вентиляторы и т. д.). Отказы асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором на тепловых электростанциях приводят либо к отключению энергоблока, либо как минимум к снижению уровня выработки электроэнергии. При этом, несмотря на тяжелейшие и, как правило, необратимые последствия от такого повреждения – дефекты в короткозамкнутой обмотке ротора асинхронных двигателей – защит от данного повреждения не существует, и выявляется оно только в период капитального ремонта. Обрыв стержня ротора, вызывающий несимметрию роторных цепей, в начальной стадии носит скрытый характер и является толчком для развития более опасных аварийных режимов. Отсутствие апробированных технических средств диагностики данного вида повреждения, прежде всего, связано с недостаточной формализацией математического описания процессов в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором при возникновении дефектов в обмотке ротора. Объект: высоковольтные асинхронные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором. Цель: разработать математическую модель асинхронной машины с несимметрией роторных цепей, адекватно отображающую физические процессы в машине при возникновении повреждений в обмотке ротора. Методы и средства. Для достижения поставленной цели применялись теоретические методы исследований. К ним относятся: теория электрических машин, численные методы. Имитационное моделирование производилось в среде MatLab, а математическая обработка данных – в пакете MathCad. Результаты. Разработана n-фазная имитационная модель асинхронного двигателя, позволяющая исследовать обрыв стержня в беличьей клетке. Предложены аналитические выражения, которые описывают процессы в двигателе при неподвижном роторе.