ОПТИМИЗАЦИЯ ВРЕМЕН РАЗГОНА И ТОРМОЖЕНИЯ ПОЗИЦИОННЫХ ЧАСТОТНОРЕГУЛИРУЕМЫХ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

V. A. Volkov

Аннотация


Цель работы. Получение аналитических зависимостей для расчета оптимальных времен разгона и торможения частотнорегулируемого асинхронного двигателя, обеспечивающих минимизацию основных электромагнитных потерь энергии двигателя при малых перемещениях его вала, а также – оценка влияния упомянутых оптимальных времен разгона и торможения на значение основных электромагнитных потерь энергии в частотнорегулируемом асинхронном двигателе при различных видах тахограмм двигателя (с линейной и параболической формами или формой гиперболического синуса).

Методы исследования. Методы оптимального управления и имитационного моделирования.

Полученные результаты. Получены аналитические зависимости и предложена графоаналитическая методика для расчета оптимальных времен разгона и торможения частотнорегулируемого асинхронного двигателя, обеспечивающих минимизацию основных электромагнитных потерь энергии двигателя при малых перемещениях его вала. Выполнена оценка влияния упомянутых оптимальных времен разгона и торможения на значение основных электромагнитных потерь энергии в частотнорегулируемом асинхронном двигателе при различных видах тахограмм двигателя (с линейной и параболической формами или формой гиперболического синуса).

Научная новизна. Впервые получены аналитические зависимости для расчета оптимальных времен разгона и торможения при малых перемещениях частотнорегулируемого асинхронного двигателя, посредством которых обеспечивается минимизация электромагнитных потерь в двигателе. Впервые разработана графоаналитическая методика для определения указанных оптимальных времен разгона и торможения частотнорегулируемого асинхронного двигателя при отработке малых перемещений.

Практическая ценность. Предложен подход к энергосбережению в позиционных частотнорегулируемых асинхронных электроприводах посредством оптимизации их времен разгона и торможения, что позволяет на практике без существенных капитальных затрат снизить потери электроэнергии в этих электроприводах.


Ключевые слова


асинхронный двигатель; частотное регулирование; позиционирование; оптимальное энергосберегающее управление; графоаналитическая методика

Полный текст:

PDF

Литература


Shreyner, R. T., Dmitrenko, YU. A. (1982). Optimal’noye chastotnoye upravleniye asinkhronnymi elektroprivodami. Kishinev: Shtiintsa, 224.

Polyakov, V. N. Shreyner, R. T. (2006). Ekstremal’noye upravleniye elektricheskimi dvigatelyami, Yekaterinburg: UGTU, UPI, 420 s.

Sandler, A. S., Sarbatov, R. S. (1974). Avtomaticheskoye chastotnoye upravleniye asinkhronnymi dvigatelyami. Moscow: Energiya, 328.

Kostenko, M. P. (1949). Elektricheskiye mashiny. Spetsial’naya chast’. Sankt-Peterburg: Gosenergotizdat, 708.

Pivnyak, G. G., Volkov, A. V. (2006). Sovremennyye chastotno-reguliruyemyye asinkhronnyye elektroprivody s shirotno-impul’snoy modulyatsiyey. Dnepropetrovsk: Natsional’nyy gornyy universitet, 470.

Volkov A. V., Kolesnikov A. A. (2013). Energosberegayushcheye upravleniye skorost’yu chastotno-reguliruyemogo asinkhronnogo dvigatelya v puskotormoznykh rezhimakh, Elektrotekhnika, 5, 2–9.

Volkov, V. A. (2015). Raschet optimal’nykh takhogramm razgona i tormozheniya chastotno-reguliruyemogo asinkhronnogo dvigatelya, Elektrotekhnika ta elektroyenergetika, 2, 55–64. DOI: http://dx.doi.org/10.15588/1607-6761-2015-2-8

Petrov, YU. P. (1961). Optimal’noye upravleniye elektroprivodom. Moscow, Sankt-Peterburg: Gosenergoizdat, 187.

Petrov, YU. P. (1971). Optimal’noye upravleniye elektroprivodom s uchetom ogranicheniy po nagrevu. Sankt-Peterburg: Energiya, 144.

Volkov, V. A. (2016). Optimal’noye i kvazioptimal’noye energosberegayushcheye upravleniye polozheniyem chastotnoreguliruyemogo asinkhronnogo dvigatelya, Elektrotekhnika ta elektroyenergetika, 1, 25–34. DOI: http://dx.doi.org/10.15588/1607-6761-2016-1-4

Volkov ,V. A. (2013). Optimizatsiya rezhimov namagnichivaniya i razmagnichivaniya chastotnoreguliruyemogo asinkhronnogo dvigatelya, Naukovy pratsy Donets’kogo natsнonal’nogo tekhnichnogo universitetu, 2 (15), 64–70.

Kal’nitskiy, L. A., Dobrotin, D. A., Zheverzhev, V. F. Spetsial’nyy kurs vysshey matematiki dlya vuzov, Moscow: Vyssh. shk., 389.

Korn, G., Korn, T. (1974). Spravochnik po matematike dlya nauchnykh rabotnikov i inzhenerov, Moscow: Nauka, 832.

Tikhovod, S. M. (2015). Usovershenstvovaniye iteratsionnykh metodov resheniya sistem nelineynykh uravneniy sostoyaniya magnitoelektricheskikh skhem zameshcheniya, Elektrotekhnika ta elektroyenergetika, 1, 46–49. DOI: http://dx.doi.org/10.15588/1607-6761-2015-1-8

Tikhovod, S. M., Kornus, T. M., Patalakh, D. G. (2015). Metod uskorennogo chislennogo rascheta perekhodnykh protsessov v elektricheskikh tsepyakh na osnove approksimatsii resheniya algebraicheskimi polinomami, Elektrotekhnika ta elektroyenergetika, 2, 48–54. DOI: http://dx.doi.org/10.15588/1607-6761-2015-2-7


Пристатейная библиография ГОСТ


1. Шрейнер Р. Т. Оптимальное частотное управление асинхронными электроприводами / Р. Т. Шрейнер, Ю. А. Дмитренко. – Кишинев: Штиинца, 1982. – 224с.

2. Поляков В.Н. Экстремальное управление электрическими двигателями / В. Н. Поляков, Р. Т. Шрейнер. – Екатеринбург: УГТУ – УПИ, 2006. – 420с.

3. Сандлер А. С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями/ А. С. Сандлер, Р. С. Сарбатов. – М.: Энергия, 1974. – 328с.

4. Костенко М. П. Электрические машины. Специальная часть. – Л.: Госэнерготиздат, 1949. – 708с.

5. Пивняк Г. Г. Современные частотно-регулируемые асинхронные электроприводы с широтно-импульсной модуляцией / Г. Г. Пивняк, А. В. Волков. – Днепропетровск: Национальный горный университет, 2006. – 470с.

6. Волков А. В. Энергосберегающее управление скоростью частотно-регулируемого асинхронного двигателя в пускотормозных режимах / А. В. Волков, А. А. Колесников // Электротехника. – 2013. – № 5. – С. 2 – 9.

7. Волков В.А. Расчет оптимальных тахограмм разгона и торможения частотно-регулируемого асинхронного двигателя / В. А. Волков // Електротехніка та електроенергетика. – 2015. – № 2. – С. 55 – 64. DOI: http://dx.doi.org/10.15588/1607-6761-2015-2-8

8. Петров Ю. П. Оптимальное управление электроприводом / Ю. П. Петров. – М.–Л.: Госэнергоиздат, 1961. – 187с.

9. Петров Ю. П. Оптимальное управление электроприводом с учетом ограничений по нагреву. – Л.: Энергия, 1971. – 144с.

10. Волков В. А. Оптимальное и квазиоптимальное энергосберегающее управление положением частотнорегулируемого асинхронного двигателя / В.А. Волков // Електротехніка та електроенергетика. – 2016. – № 1. – С. 25 – 34. DOI: http://dx.doi.org/10.15588/1607-6761-2016-1-4

11. Волков В. А. Оптимизация режимов намагничивания и размагничивания частотно-регулируемого асинхронного двигателя / В. А. Волков // Наукові праці Донецького національного технічного університету. – 2013. – № 2 (15). – С. 64–70.

12. Кальницкий Л. А. Специальный курс высшей математики для вузов / Л. А. Кальницкий, Д.А. Добротин, В.Ф. Жевержев. – М.:Высш.шк., 1976. – 389 с.

13. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. – М.: Наука, 1974. – 832с.

14. Тиховод С. М. Усовершенствование итерационных методов решения систем нелинейных уравнений состояния магнитоэлектрических схем замещения / С. М. Тиховод // Електротехніка та електроенергетика . – 2015. – №1 . – С. 46–49. DOI: http://dx.doi.org/10.15588/1607-6761-2015-1-8

15. Метод ускоренного численного расчета переходных процессов в электрических цепях на основе аппроксимации решения алгебраическими полиномами / С. М. Тиховод, Т. М. Корнус, Д. Г. Паталах // Електротехніка та електроенергетика. – 2015. – № 2. – С. 48–54. DOI: http://dx.doi.org/10.15588/1607-6761-2015-2-7





DOI: https://doi.org/10.15588/1607-6761-2017-1-7

Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Copyright (c) 2017 V. A. Volkov

Creative Commons License
Эта работа лицензирована Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Адрес редакции журнала:
Редакция журнала «E&E», Запорожский национальный технический университет, 
ул. Жуковского, 64, г. Запорожье, 69063, Украина. 
Телефон: 0 (61) 769-82-96 – редакционно-издательский отдел
E-mail: rvv@zntu.edu.ua