Electrical Power and Electromechanical Systems
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/46160
Browse
4 results
Search Results
Item Dual-motor induction frequency-regulated electric drive with improved electromagnetic and electromechanical compatibility(Видавництво Львівської політехніки, 2022-02-22) Семенюк, М. Б.; Куцик, А. С.; Подскарбі, Гжегож; Semeniuk, M.; Kutsyk, A.; Grzegorz, Podskarbi; Національний університет “Львівська політехніка”; Політехніка Жешовська; Lviv Polytechnic National University; Rzeszow University of TechnologyДводвигунний асинхронний частотнорегульований електропривід використовують як альтернативу однодвигунного електроприводу в тих випадках, коли є складності в реалізації однодвигуннного електроприводу, які зв’язані з реалізацією механічної передачі. Дводвигунний електропривід приводить в рух тягові механізми, робочі органи електротранспортних засобів. Для живлення двох асинхронних двигунів використовують один або два автономних інвертори напруги з широтно-імпульсною модуляцією. Недоліком таких інверторів напруги є те, що змінна напруга формується як високочастотна послідовність імпульсів різної полярності з крутим фронтом. Це спричиняє появу хвильових процесів у кабелі та, відповідно, перенапруги на обмотках статора асинхронного двигуна. Для вирішення проблеми запропоновано використовувати шеститактні інвертори напруги із законом керування ключами 180 град. Проте такий привід має задовільні показники електромагнітної та електромеханічної сумісності, зокрема, наявність шостої гармоніки в електромагнітному моменті двигуна та шостої гармоніки у вхідній потужності інвертора. Це обмежує діапазон регулювання частоти обертання асинхронного двигуна. З метою покращення електромагнітної та електромеханічної сумісності у дводвигунному електроприводі запропоновано зміщення в часі вихідних напруг шеститактних інверторів на 30 електричних градусів, що досягається зміщенням провідності вентилів другого інвертора. Для аналізу електромеханічних процесів дводвигунного електроприводу з двома шеститактними інверторами напруги, зміщеними у часі на 30°, розроблено математичну модель методом середніх напруг на кроці числового інтегрування. Результати математичного моделювання підтвердили, що запропоноване рішення дає змогу покращити електромагнітну сумісність електроприводу з джерелом постійної напруги та електромеханічну сумісність електроприводу з навантаження порівняно з однодвигунним електроприводом, зокрема ліквідувати шосту гармоніку вхідної потужності інверторів та шосту гармоніку електромагнітного моменту асинхронного електроприводу, зменшити більше ніж у вісім разів амплітуду пульсації електромагнітного моменту та більше ніж у два рази амплітуду пульсації вхідного струму.Item An influence of a current compounding on the behavior of a synchronous generator with a brushless excitation system during a terminal-voltage variation(Видавництво Львівської політехніки) Куцик, А. С.; Семенюк, М. Б.; Kutsyk, A.; Semeniuk, M.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityБезконтактні (безщіткові) системи збудження синхронних генераторів забезпечують безконтактне передавання потужності збудження на ротор турбогенератора за відсутності комутації в роторному колі. Такі системи інерційні з погляду регулювання напруги, оскільки містять додатковий збудник. Введення швидкодіючого контуру компаундування дає змогу покращити динамічні показники регулювання напруги турбогенератора в режимах різкої зміни напруги та в режимах короткого замикання в лінії. Безщіткова система збудження синхронного генератора зі струмовим компаундуванням реалізує комбінований спосіб регулювання напруги. Регулювання за збуренням здійснює контур компаундування, а за відхиленням – система регулювання з автоматичним регулятором збудження. З іншого боку, в безщітковій системі збудження з контуром струмового компаундування спостерігається перерозподіл струмів системи збудження в різних режимах роботи синхронного генератора. Тобто приріст струму збудження генератора не дорівнює приросту струму компаундування, оскільки змінюється струм джерела напруги. Це спричинено взаємними впливами між джерелом напруги (випрямлячем) та джерелом струму (контуром компаундування), струм якого є пропорційним до струму статора синхронного генератора. Досліджено режими 10 % зменшення напруги мережі та режим трифазного короткого замикання в лінії для різних коефіцієнтів трансформації трансформаторів струму кола компаундування методом математичного моделювання. Адекватність моделі підтверджено експериментальними результатами, які отримані на фізичній моделі. Крім того, проаналізовано вплив параметрів контуру компаундування на характеристики системи. Зокрема, статична похибка регулювання напруги зменшується зі збільшенням коефіцієнта контуру компаундування у режимі зменшення напруги. Також зменшення дії контуру струмового компаундування може призвести до випадання із синхронізму синхронного генератора в режимі трифазного короткого замикання в лінії.Item Реалізація системи регулювання положення на базі промислового частотно-керованого асинхронного електроприводу(Видавництво Львівської політехніки, 2020-02-24) Місюренко, В. О.; Куцик, А. С.; Семенюк, М. Б.; Misurenko, V.; Kutsyk, A.; Semeniuk, M.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityПозиційні електроприводи широко використовуються в різних галузях машинобудування, металорізальних та деревообробних верстатах, екскаваторах, підйомнотранспортних механізмах, маніпуляторах. Різні механізми ставлять різні вимоги до якості переміщення, а відповідно, для реалізації систем регулювання положення можуть використовуватися різні схемотехнічні рішення: від найпростіших розімкнених систем із позиціонуванням у фіксованих точках до слідкуючих систем автоматичного регулювання положення. У більшості випадків для забезпечення необхідних характеристик використовують замкнені системи автоматичного регулювання положення. Зазвичай це є сервоприводи на базі синхронних двигунів з постійними магнітами, які використовують у високоточних системах. Наведено реалізацію розробленої позиційної системи на базі серійного перетворювача частоти ATV32 (ATV320) та асинхронного двигуна із короткозамкненим ротором, що є альтернативним рішенням відносно використання сервоприводу на базі синхронного двигуна з постійними магнітами. Для регулювання положення в такому приводі використано параболічний регулятор, який реалізовано на програмованому логічному контролері Modicon М238. Отримані експериментальні результати дослідження позиційної системи свідчать про можливість та доцільність застосування системи регулювання положення на базі серійних пристроїв у механізмах, які не потребують високої точності позиціювання як альтернативи дорогому сервоприводу на базі синхронного двигуна з постійними магнітами.Item Математичне моделювання в реальному часі асинхронного генератора з інвертором напруги в колі ротора(Видавництво Львівської політехніки, 2019-02-28) Куцик, А. С.; Плахтина, О. Г.; Kutsyk, A. S.; Plakhtyna, O. G.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityОписано математичну модель електромеханічної системи із асинхронним генератором із регулюванням струму ротора перетворювачем частоти з автономним інвертором напруги, керованим регуляторами струму. Асинхронні генератори завдяки їх простоті доволі широко використовують у вітроенергетичних установках. Регулювання струмів ротора за допомогою перетворювача частоти дає змогу регулювати швидкість та коефіцієнт потужності в колі статора. Потужність перетворювача частоти визначається діапазоном зміни ковзання і може становити 25–30% сумарної потужності генератора. Синтез відповідної системи керування вимагає розроблення математичної моделі, яка повинна враховувати нелінійність магнітних зв’язків у асинхронній машині та взаємні впливи між компонентами системи. Поєднання реальної системи керування з математичною моделлю силової схеми системи генерування електроенергії за технологією “hardware-in-the-loop”, яка працює у реальному часі, дає змогу провести випробування та налаштування системи керування. Для створення математичної моделі застосовано оригінальний авторський метод середніх напруг на кроці числового інтегрування для математичного моделювання електричних кіл. Застосування цього методу забезпечує високу швидкодію та числову стійкість і створює умови для неперервної роботи моделі в режимі реального часу в поєднанні із фізичними об’єктами (наприклад, із фізичним контролером). Це дає змогу використати її для синтезу та тестування систем керування асинхронним генератором. Реалізована в моделі система векторного керування забезпечує регулювання швидкості обертання генератора та реактивної потужності в колі статора і створює умови для використання зазначеної системи, наприклад, для вітроенергетичних установок.