Особливості математичного моделювання асинхронного двигуна з урахуванням його нелінійностей.
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.2.66.2022.04Ключові слова:
асинхронний двигун, математична модель, насичення АД, витіснення струму, нелінійність параметрів АДАнотація
Виконано вибір математичного опису асинхронного двигуна. Запропоновано моделювання асинхронного двигуна в трифазних природних осях А, В, С з урахуванням нелінійності параметрів асинхронного двигуна. Мета дослідження спрямована на підвищення відповідності моделі асинхронного двигуна реальному двигуну за рахунок урахування нелінійностей його параметрів. Математична модель, отримана з урахуванням припущень та ідеалізації, являє собою систему диференціальних, алгебраїчних та логічних рівнянь, що відображають умови електричної та механічної рівноваги та умови електромеханічного перетворення енергії. Рівняння електричної рівноваги складені за законами Кірхгофа та рівняннями Максвелла, а механічного – за рівняннями Даламбера та Лагранжа. В якості змінних стану використовуються потокозчеплення статора та ротора, що визначаються на кожному кроці чисельного інтегрування. Для адекватності моделі при розрахунках обов’язково необхідно врахувати нелінійності АД – ефекти витіснення струму і насичення машини, втрати у сталі, зміну робочої температури. Вибір нелінійності параметра, що враховується, а також методики урахування індивідуальні і визначаються складністю завдань, які ставляться перед моделлю. Повнота урахування нелінійностей параметрів АД визначається вимогами до точності дослідження та обов’язково передбачає урахування найбільш впливових на робочі характеристики машини.
Завантаження
Посилання
Осташевський М.О., Юр’ева О.Ю. Електричнi машини i трансформатори: навч. посiбник. за ред. В. І. Мiлих. Киiв : Каравела, 2018. 452 с.
Бойко А.О., Бересан А.А. Моделирование системы ТПН-АД. Математическое моделирование. 2010. С. 39–42.
Bharti P., Mishra A. Mathematical modeling and performance investigation of six-phase and three-phase induction motors, 2022. 2nd International Conference on Emerging Frontiers in Electrical and Electronic Technologies (ICEFEET), 2022, pp. 1–6.
Mölsä E., Saarakkala S.E., Hinkkanen M., Arkkio A., Routimo M.A dynamic model for saturated induction machines with closed rotor slots and deep bars. IEEE Transactions on Energy Conversion. 2020. vol. 35, no. 1. P. 157–165.
Maksoud S.A.A., Chestyunina T.V. Simulation and Experimental Increased Temperature Effect on Induction Motor Parameters. 2018 XIV International Scientific-Technical Conference on Actual Problems of Electronics Instrument Engineering (APEIE), 2018, pp. 258–263.
Boglietti A., Nategh S., Roggio L. Detailed and Reduced-order LP Thermal Models for Open Self-ventilated Induction Motors Used in Traction Applications. 2020 International Conference on Electrical Machines (ICEM), 2020, pp. 805–811. DOI: 10.1109/ICEM49940.2020.9270975.
Nair D. G., Rasilo P., Arkkio A. Sensitivity analysis of inverse thermal modeling to determine power losses in electrical machines. IEEE Transactions on Magnetics. 2018, vol. 54, no.11. P. 1–5.
M.D. de Castro e Silva, A. de Leles Ferreira Filho, Rosa G.Z., Abada C.C. Evaluation of the performance of a simplified thermal model of a three phase induction motor submitted to voltage imbalances. 2018, 18th International Conference on Harmonics and Quality of Power (ICHQP), 2018, pp. 1–6.
Lozanov Y., Tzvetkova S., Petleshkov A. Thermal diagnostic model of induction motor operating in steady state mode. 2021 13th Electrical Engineering Faculty Conference (BulEF), 2021, pp. 1–6.
Metelkov V.P., Ziuzev A.M., Kondakov K.A. TEFC Motor Thermal Protection System Based on a Two-channel Thermodynamic Model. 2021, 28th International Workshop on Electric Drives: Improving Reliability of Electric Drives (IWED), 2021, pp. 1–6.
Definition and experimental validation of a second-order thermal model for electrical machines / E. Armando, A. Boglietti, F. Mandrile, E. Carpaneto, S. Rubino, D.G. Nair. IEEE Transactions on Industry Applications. 2021, vol. 57, no. 6, P. 5969–5982.
Толочко О. І. Моделювання електромеханічних систем. Математичне моделювання систем асинхронного електроприводу: навчальний посібник. Київ : НТУУ «КПІ», 2016. 150 с.
Основи електропривода виробничих машин та комплексів: навч. посіб. / В.Е. Воскобойник, В.А. Бородай, Р.О. Боровик, О.Ю. Нестерова. Д. : Національний ТУ «Дніпровська політехніка», 2021. 254 с.
Шевченко І.С., Морозов Д.І. Спеціальні питання теорії електропривода. Динаміка асинхронного електропривода: навч. посіб. К. : Кафедра, 2014. 328 с.