МОДЕЛЮВАННЯ ДИНАМІЧНИХ РЕЖИМІВ АСИНХРОННОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДУ ПРИ ПЕРІОДИЧНОМУ НАВАНТАЖЕННІ

Autor: V. S. Malyar, O. Ye. Hamola, V. S. Maday
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Physics
Mathematical model
Differential equation
Rotor (electric)
Coordinate system
Mathematical analysis
saturation of the magnetic core
асинхронний двигун
періодичне навантаження
математична модель
усталений динамічний режим
перехідний процес
крайова задача
резонанс
статичні характеристики
насичення магнітопроводу
витіснення струму
induction motor
periodic load
mathematical model
steady-state dynamic mode
transient
static characteristics
displacement of current
law.invention
TK1-9971
Magnetic core
Orthogonal coordinates
law
Periodic boundary conditions
Electrical engineering. Electronics. Nuclear engineering
621.313.33
Induction motor
Zdroj: Electrical engineering & Electromechanics, Iss 3, Pp 9-14 (2020)
Електротехніка і Електромеханіка; № 3 (2020): Електротехніка і Електромеханіка №3 2020; 9-14
Электротехника и Электромеханика; № 3 (2020); 9-14
Electrical Engineering & Electromechanics; № 3 (2020): Electrical Engineering & Electromechanics №3 2020; 9-14
ISSN: 2309-3404
2074-272X
Popis: Goal. Development of methods and mathematical models, based on them, for the calculation of transients and steady-state modes of induction electric drives operating in periodic load mode. Methodology. The developed algorithms are based on a mathematical model of an induction motor, which takes into account the saturation of the magnetic core and the displacement of current in the rotor bars. The processes are described by a system of nonlinear differential equations in the orthogonal axes x, y, which enables the results to be obtained with the smallest amount of calculations. The magnetization characteristics by the main magnetic flux and the leakage fluxes are used to calculate the electromagnetic parameters of the motor. To account for the current displacement in the rotor bars, the short-circuited winding is considered as a multilayer structure formed by dividing the bars in height by several elements. Results. Due to the variable load on the motor shaft, electromagnetic processes in both transient and steady state modes of the electric drive in any coordinate system are described by a system of nonlinear differential equations. The result of the calculation of the transients is obtained as a result of their integration time dependencies of coordinates (currents, electromagnetic torque, etc.) at a given law of change of the moment of loading. The proposed method of calculating steady-state mode is based on algebraization of differential equations on the mesh of nodes of the process cyclicity period and allows to obtain periodic dependencies in the time domain. Originality. The problem of calculating a steady-state periodic mode is solved as a boundary problem for a system of first-order differential equations with periodic boundary conditions, which allows to obtain instantaneous dependences during the period of currents, electromagnetic torque, capacities and other coordinates. Practical significance. Using the developed algorithm, it is possible to calculate the static characteristics of periodic processes as dependencies on different parameters of the cycle of periodic load or other coordinates, which is the basis for the choice of the motor for overload, power, heating, etc., as well as to detect the possibility of resonance.
Розроблено математичні моделі і алгоритми, з використанням яких складені програми розрахунку перехідних процесів і усталених режимів асинхронних електроприводів, які працюють в режимі періодичної зміни навантаження. В їх основу покладено математичну модель асинхронного двигуна, розроблену на основі теорії кіл і зображувальних векторів електричних координат, в якій враховується насичення магнітопроводу і витіснення струму в стержнях короткозамкненого ротора. Внаслідок змінного навантаження на валу двигуна електромагнітні процеси як в перехідних, так і усталених режимах в будь-якій системі координат описуються системою нелінійних диференціальних рівнянь. В роботі використано систему ортогональних координатних осей x, y, яка обертається з довільною швидкістю. Для обчислення електромагнітних параметрів двигуна використовуються характеристики намагнічування основним магнітним потоком, а також потоками розсіювання статора і ротора. Для урахування витіснення струму в стержнях ротора короткозамкнена обмотка подається у вигляді багатошарової структури, утвореної розбиттям стержнів по висоті на кілька елементів. Усталений періодичний режим розраховується методом розв’язування крайової задачі, розробленим на основі апроксимації координат кубічними сплайнами, що дає змогу отримати їх періодичні залежності в позачасовій області і розраховувати статичні характеристики як залежності від параметрів циклу періодично-змінного навантаження або інших координат.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: