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

OPTIMIZATION OF TIMES OF RUNNING AND BRAKING OF POSITION FREQUENCY-REGULATED ASYNCHRONOUS ELECTRIC DRIVES

V. A. Volkov

Abstract


Purpose. Obtaining analytical dependencies for calculating the optimum speedup and speeddown times for a frequencycontrolled asynchronous motor that minimize the main electromagnetic energy losses of the engine for small displacements of its shaft, and also the estimation of the influence of these optimal speedup and speeddown times on the value of the main electromagnetic energy losses in the frequency-controlled asynchronous motor various types of engine tachograms (with linear and parabolic forms or hyperbolic sine form).
Methodology. Methods of optimal control and simulation modelling.
Findings. Analytical dependencies are obtained and a graphoanalytical method proposed for calculating the optimum speedup and speedown times for the frequency-controlled asynchronous motor that minimizes the main electromagnetic energy losses of the motor with small displacements of its shaft. The effect of these optimal speedup and speeddown times on the value of the main electromagnetic energy losses in the frequency-controlled asynchronous motor under different types of motor tachograms (with linear and parabolic forms or the form of the hyperbolic sine) are estimated.
Originality. For the first time, analytical dependencies are obtained for calculating the optimal speedup and spedddown times for small displacements of the frequency-controlled asynchronous motor, by which the electromagnetic losses in the motor is minimized. For the first time, a graphoanalytical method developed to determine these optimum speedup and speeddown times for the frequency-controlled asynchronous motor when was working out small displacements.
Practical value. An approach to energy saving in positional frequency-controlled asynchronous electric drives is proposed, by optimizing their speedup and speeddown times, which allows in practice without significant capital costs to reduce power losses in these electric drives

Keywords


asynchronous motor; frequency control; positioning; optimal energy-saving control; graphoanalytical technique

References


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


GOST Style Citations


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



Article Metrics

Metrics Loading ...

Metrics powered by PLOS ALM


Copyright (c) 2017 V. A. Volkov

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Address of the journal editorial office:

Editorial office of the the science journal "Electrical Engineering and Power Engineering" ("Electrotechnics and Electroenergetics")

Zaporozhye National Technical University, 

 Zhukovskiy street, 64, Zaporizhzhya, 69063, Ukraine. 

Telephone: +38-061-769-82-96 – the Editing and Publishing Department.

E-mail: rvv@zntu.edu.ua


Reference to the journal is obligatory in the cases of complete or partial use of its materials.