Анализ возможности применения тепловых моделей асинхронных двигателей для оценки теплового состояния машины двойного питания

Бесплатный доступ

При разработке и эксплуатации регулируемого электропривода важное значение имеет обеспечение температурных режимов базовой электрической машины, являющихся основными факторами надежности функционирования всей системы в целом. Выбранные на этапе проектирования алгоритмы энергоэффективного управления приводом и стратегия ШИМ в выходном инверторном звене преобразователя частоты оказывают влияние на нагрев фазных обмоток двигателя и его элементов. Для оценки этого влияния необходимы адекватные тепловые модели, топология и подбор параметров, что является сложной задачей и зависит от целого ряда факторов, таких как электрические параметры двигателя, диапазон рабочих скоростей и нагрузок, конструктивные особенности электрической машины. В статье рассматриваются достоинства и недостатки различных математических моделей теплового состояния асинхронного двигателя. Дана оценка возможности применения подобных моделей для анализа теплового состояния машины двойного питания при реализации энергоэффективных алгоритмов управления в широком диапазоне скоростей и нагрузок на валу.

Еще

Асинхронный двигатель, машина двойного питания, тепловая модель, преобразователь частоты, электропривод

Короткий адрес: https://sciup.org/147242682

IDR: 147242682   |   DOI: 10.14529/power230405

Список литературы Анализ возможности применения тепловых моделей асинхронных двигателей для оценки теплового состояния машины двойного питания

  • Jiang X., Zhang F., Xu X. Temperature field calculation and experimental research on brushless doubly fed machine with hybrid rotor // 2017 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo, Asia-Pacific (ITEC Asia-Pacific). Harbin, China, 2017. P. 1–6. DOI: 10.1109/ITEC-AP.2017.8080969
  • Rotor Temperature Estimation in Doubly-Fed Induction Machines Using Rotating High-Frequency Signal Injection / D.D. Reigosa, J.M. Guerrero, A.B. Diez, F. Briz // IEEE Transactions on Industry Applications. 2017. Vol. 53, no. 4. P. 3652–3662. DOI: 10.1109/TIA.2017.2684742
  • Анучин А.С., Федорова К.Г. Двухмассовая тепловая модель асинхронного двигателя // Электротехника. 2014. № 2. С. 21–24.
  • Метельков В.П. О расчёте параметров двухмассовой термодинамической модели асинхронного двигателя // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2016. Т. 16, №1. С. 58–65. DOI: 10.14529/power160109
  • Зюзев А.М., Метельков В.П. Двухканальная термодинамическая модель асинхронного двигателя для систем тепловой защиты // Электротехнические системы и комплексы. 2018. № 2 (39). С. 4–11. DOI: 10.18503/2311- 8318-2018-2(39)-4-11
  • Петушков М.Ю. Тепловая модель асинхронного двигателя // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2011. № 4. С. 48–50.
  • Омельченко Е.Я., Агапитов Е.Б., Моисеев В.О. Термодинамическая математическая модель асинхронного двигателя // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2012. № 1. С. 67–70.
  • Таранов Д.М., Лыткин А.В., Каун О.Ю. Четырёхмассовая тепловая модель электропривода // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). 2014. № 104. С. 2026–2036.
  • Зализный Д.И., Широков О.Г., Попиев В.В. Адаптивная математическая модель тепловых процессов асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором // Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого. 2015. № 1 (60). С. 31–43.
  • Тепловая модель асинхронного двигателя для целей релейной защиты / А.В. Булычев, Е.Ю. Ерохин, Н.Д. Поздеев, О.А. Филичев // Электротехника. 2011. № 3. С. 26–30.
  • Ершов М.С., Феоктистов Е.А. Аналитическое решение для шестимассовой термодинамической модели асинхронного двигателя закрытого исполнения // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333, № 2. С. 53–61. EDN GOUDNA. DOI: 10.18799/24131830/2022/2/3331
  • Popova L. Combined electromagnetic and thermal design platform for totally enclosed induction machines. Lappeenranta: Lappeenranta university of technology, 2010. 76 p.
  • Воробьев В.И., Пугачёв А.А., Бондаренко Д.А. Математическая модель установившихся тепловых процессов в асинхронном двигателе // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2015. № 5-2 (313). С. 221–226.
  • Валиуллин К.Р., Тушев С.И. Математическая модель нагрева асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором на основе эквивалентной тепловой схемы // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2022. Т. 22, № 4. С. 67–76. DOI: 10.14529/power220408
  • Осташевский Н.А., Петренко А.Н. Математическая модель теплового состояния частотно-управляемого асинхронного двигателя в стационарных режимах // Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика. Тематич. вып. науч.-техн. журн. 2009. С. 266.
  • Осташевский Н.А., Шайда В.П., Петренко А.Н. Математическая модель теплового состояния частотно-управляемого асинхронного двигателя в нестационарных режимах // Электротехнические и компьютерные системы. 2010. № 75. С. 46–51.
  • Глухов Д.М., Муравлева О.О. Моделирование работы многофазных асинхронных двигателей в аварийных режимах эксплуатации. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-raboty-mnogofaznyhasinhronnyh-dvigateley-v-avariynyh-rezhimah-ekspluatatsii (дата обращения: 06.10.2023).
  • Verification of the Thermal Model of an Asynchronous Traction Motor / V. Vavilov, A. Zherebtsov, O. Yushkova et al. // 2021 International Conference on Electrotechnical Complexes and Systems (ICOECS). Ufa, Russian Federation, 2021. P. 145–149. DOI: 10.1109/ICOECS52783.2021.9657382
  • Asynchronous Motor Modeling and Dynamic Co-Simulation Based on ANSYS / Z. Wang, L. Tao, J. Mei, W. He // Proceedings of the 2018 7th International Conference on Energy, Environment and Sustainable Development (ICEESD 2018). 2018. P. 103–108. DOI: 10.2991/iceesd-18.2018.15
Еще
Статья научная