Выбор емкости конденсатора преобразователя частоты для асинхронного электропривода

следования различных способов коррекции в САУ электроприводами с упругими связями. Проведение данных исследований необходимо для определения области практического применения существующих способов коррекции в системах с учетом распределенности параметров, а также упрощения синтеза новых способов коррекции.

Список литературы

1. Вишнеревский В.Т. Анализ способов построения замкнутых систем управления электроприводами, содержащими упругие элементы в механической подсистеме / В.Т. Вишнеревский, К.В. Овсянников, Г.С. Леневский // Вестник Белорусско-Российского университета №2, 2012. С. 119-125.

2. Рассудов Л.Н. Электроприводы с распределенными параметрами механических элементов / Н.В. Рассудов, В.Н. Мядзель - Л. : Энер-гоатомиздат, 1987. - 142 с. : ил.

3. Вишнеревский В.Т. Создание лабораторного оборудования для проведения верификации математического описания элементов с распределенной упругостью. / В.Т. Вишнеревский, Г.С. Леневский // Авиамашиностроение и транспорт Сибири: сб. статей II Всероссийской научно-практической конференции, приуроченной ко Дню космонавтики (Иркутск, 11-13 апреля, 2012 г.). - Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2012.-С. 187-190.

4. Вишнеревский В.Т. Аппроксимация передаточных функций

.

// Ползуновский вестник №2/1, 2011. С. 57-61.

УДК 621.313, 621.314

ВЫБОР ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ ДЛЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Д.А. Колесниченко

Вологодский государственный технический университет, Россия, г. Вологда dimakolesnichenko@gmail.com

Актуальность работы

Применение современного частотно-регулируемого асинхронного электропривода для механизмов, где он ранее практически не применялся, базируется на достижениях силовой электроники и микропро-

цессорной техники. Такой подход приводит к повышению эксплуатационных характеристик за счет оптимизации алгоритмов управления, снижению энергетических потерь, повышению надежности и безопасности при эксплуатации электроприводов.

Энергоэффективность указанного типа электропривода может быть дополнительно увеличена, посредством применения системы внутренней рекуперации энергии, что детально описано в [1]. Эффект от указанного способа особенно заметен для механизмов со значительными приведенными к валу двигателя моментами инерции, меха-

ством ускорений и замедлений, таких как: транспортные средства (электротранспорт); подъемно-транспортные механизмы (лифты, краны, лебедки); кузнечно-прессовое оборудование и др. Снижение энер-

-

ханизма в электрическую энергию конденсатора звена постоянного тока, емкость которого увеличена по сравнению со штатной величиной. Однако, увеличение емкости конденсатора изменяет электрическую постоянную времени, что может негативно сказаться на работе электропривода. Поэтому, использование режима внутренней рекуперации в целях энергосбережения требует применения двух конденсаторов: большой емкости (рекуперационный) и малой емкости (источник реактивной энергии), величина которой достаточна для создания момента асинхронной машины. Расчет величины последней и вызывает ряд трудностей.

Основные проблемы и решения

В ряде источников, например [2], представлен расчет емкости при наличии перед преобразователем частоты трансформатора, что редко применяется в настоящее время. Поэтому, более корректным представляется использование энергетического подхода, то есть расчета с

точки зрения необходимых величин энергий. Для решения описанной

-

титься к Г-образной схеме замещения асинхронной машины рис.1 [3], где /'| и ¡2 - активные сопротивление статора и приведенное сопротивление ротора соответственно, хет1 и х'а2 ~ индуктивные сопротивления рассеяния статора и приведенное сопротивление ротора, гт и хт - активное и индуктивное сопротивления цепи намагничивания, 5

- скольжение. За создание магнитного потока и момента на валу машины отвечает контур намагничивания машины - индуктивное сопротивление намагничивания хт.

Рис. 1. Г-образная схема замещения асинхронной машины

Тогда формулу для вычисления энергии, необходимой для создания магнитного потока для трехфазной машины, можно записать следующим образом.

ш=т_1»г(1оо) 2

2

где: т - количество фаз; Ьт - индуктивность намагничивания.

-

ка идеального холостого хода из выражения:

Лю -"

и

= сот1

Г\+Гт+ АХо\+Х»)

После определения необходимой энергии для создания потока намагничивании и момента асинхронной машины, осуществляется переход от потребителя энергии к её источнику. На рис.2 представлена

.

Рис. 2 Типовая схема силовой части преобразователя частоты

-

тор звена постоянного тока преобразователя (рис.2), который подпитывает асинхронную машину через открытые транзисторные ключи. А при нулевых состояниях ключей инвертора, во время реализации нулевых векторов, когда открыты либо три верхних, либо три нижних полупроводниковых вентиля, конденсатор накапливает возвращающуюся через обратные диоды и транзисторы энергию. Необходимая для создания магнитного потока энергия может быть получена при .

С

где: С - емкость конденсатора, итах - максимальная или стартовая

-

ка, IIс1с - конечная величина напряжения при разряде конденсатора.

Так как емкость одновременно сглаживает пульсации входного выпрямленного напряжения сети, то величина изменения напряжения при разряде конденсатора задается равной или меньшей величине

.

где: ки - коэффициент пульсаций напряжения.

-

ния для энергии магнитного потока асинхронной машины и величины

-

.

С = т Аи'^оо)2

Величина емкости конденсатора, вычисленная посредством полученного выражения для асинхронной машины мощностью 3 кВт общепромышленной серии, запитанного от трехфазного по входу преоб-

-

янного тока в 2%, составляет 588 мкФ. Полученное значение емкости

-

рийных преобразователей частоты известных мировых брендов, с уче-

.

Заключение

В ходе анализа был разработан алгоритм определения необходимой величины емкости конденсатора, устанавливаемого в звене постоянного

тока преобразователя частоты, работающего на асинхронную машину. Представленный способ базируется на знании параметров схемы замещения асинхронной машины и задании величины пульсаций напряжения в звене постоянного тока. Отдельно необходимо отметить, что величина емкости также зависит от выбранного типа модуляции и условий работы. Поэтому, рекомендуется выбирать величину емкости большую относительно расчетной с учетом условий работы.

Список литературы

1. Колесниченко Д.А. Внутренняя рекуперация энергии в частотно-регулируемом асинхронном электроприводе / А.Н. Андреев, Д.А.

Колесниченко// Труды VII Международной

-

приводу: ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». - Иваново: 2012. - 708 с.

2. Грузов В.Л. Преобразовательная техника: пособие по курсовому проектированию / В.Л. Грузов. - Вологда: ВоГТУ, 2001. - 92 с.

3. Копылов И.П. Электрические машины: Учеб. для вузов - 2-е изд., прераб./И.П.Копылов. - М.: Высш. шк.; Логос, 2000.-607 е.: ил.

УДК: 621.333

ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

Е.Я. Омельченко, В. О. Моисеев, O.A. Тележкин

Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова, Россия, г. Магнитогорск momentum2@yandex.ru, iskar@mail.ru

--

гиями передачи информации [1]. В статье на примере электроприводов волочильных станов и намоточных устройств [2] рассмотрена эта проблема. Для волочильных станов среднего, тонкого и наитончайшего

-

лей частоты на базе микропроцессорных устройств и объединения главного электропривода волочильного стана (ВС) и электропривода намоточного устройства (НУ) в электромеханическую систему на базе промышленной локальной вычислительной сети. При этом для эффек-