Мінімізація втрат в системі двозонного регулювання швидкості асинхронного двигуна

Анотація

У статті проаналізовані види втрат в асинхронному двигуні, в результаті чого прийнято рішення мінімізувати най- більш суттєві з них: втрати в обмотках і втрати в магнітопроводі від вихрових струмів і від гістерезису. Виведено рівняння для розрахунку значень потокозчеплення ротора і ортогональних складових струму статора у обертовій системі координат ротора dq в системі векторного керування асинхронним двигуном з умови мінімізації сумарних втрат в міді і стали двигуна в статичному режимі. При висновку не врахований ефект насичення стали. Визначено граничні значення електромагнітного моменту і швидкості, при яких регулювання потокозчеплення ротора здатне поліпшити енергетичні характеристики приводу, не входячи в зону насичення кривої намагнічування. Показано, що основною складністю при реалізації енергооптималь- ного керування системою двозонного векторного керування швидкістю асинхронного двигуна є те, що потокозчеплення ротора керує не тільки енергетичними параметрами, але і регулюванням швидкості в другій зоні. Запропоновано структурну схему реалізації енергооптимального керування потокозчеплення в системі двох-зонного регулювання швидкості. Ідея по- лягає в перемиканні алгоритмів керування магнітним полем двигуна таким чином, щоб в пуско-гальмівних режимах потоко- зчеплення ротора змінювалося в функції завдання швидкості, а при роботі на сталій швидкості - в функції електромагнітно- го моменту. Виконано порівняльний аналіз типової і розробленої енергоефективної систем двозонного регулювання швид- кістю методом математичного моделювання. Показано, що при однакових перехідних процесах електромагнітного моменту і швидкості в типовій системі ККД в сталих режимах при зменшенні навантаження падає, а в запропонованій системі зали- шається незмінним. Зміна ККД в динамічних режимах відбувається при зміні потокозчеплення ротора. При енергооптима- льному керуванні спостерігається деяке збільшення піків струму статора при різкій зміні навантаження, але при малих на- вантаженнях додаткове ослаблення поля призводить до зменшення напруги статора в сталому режимі, що призводить до зниження споживання електроенергії.