Анотація до роботи:

Бойко А.О. Електропривод ТПН-АД з мінімізацією втрат при живленні від джерела з несиметричною напругою. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.09.03 - Електротехнічні комплекси і системи. - Одеський національний політехнічний університет, Одеса 2002.

Розроблено математичні моделі, адекватні електромагнітним і електромеханічним процесам в електроприводі ТПН-АД. Виведено передаточну функцію електромагнітної частини АД. Виконано удосконалення розрахункової методики дослідження стійкості розімкнутої системи ЕП ТПН-АД. Показано метод дослідження стійкості, заснований на аналізі сталих часу ЕП. Проведено оцінку впливу на стійкість розімкнутої системи різноманітних параметрів ЕП.

Виконано дослідження з пливу несиметрії напруги джерела живлення на характеристики ЕП. Описано схеми системи автоматичного симетрування струмів статора АД, показано алгоритм і особливості управління. Здійснено моделювання системи автоматичного симетрування і визначені показники її роботи.

Проведено математичний опис режимів роботи електроприводу ТПН-АД, оптимальних за критерієм мінімуму втрат. Виконано розробку системи автоматичної мінімізації втрат потужності в АД з одночасними функціями симетрування. Приведено функціональну схему, виконано розрахунок елементів системи управління. Визначені кількісні показники зменшення втрат потужності в АД і показники симетрування при живленні ЕП від джерела з несиметричною напругою. Ілюстровано шляхи підвищення ефективності системи автоматичної мінімізації втрат за рахунок застосування мікропроцесорних засобів управління. Проведено дослідження впливу вищих гармонік струму АД на систему електропостачання.

1. Вдосконалена і використана в роботі математична модель електроприводу ТПН-АД досить точно відображає фізичні процеси, що протікають в ЕП, в тому числі при живленні від джерела з несиметричною напругою, і дозволяє проводити необхідні дослідження статичних і динамічних режимів роботи. Адекватність моделі електроприводу ТПН-АД підтверджено експериментально.

2. Удосконалена методика дослідження стійкості розімкнутої системи ЕП ТПН-АД поєднує аналітичні і чисельні засоби аналізу, враховує нелінійності АД і може застосовуватися для всіх типів загальнопромислових асинхронних двигунів.

3. Показано, що аналіз співвідношень окремих сталих часу перехідної функції електромагнітного моменту АД і електромеханічної сталої часу ЕП дозволяє прогнозувати можливість виникнення нестійких режимів роботи розімкнутої системи електроприводу ТПН-АД.

4. Доведено, що несиметрія напруги джерела живлення негативно впливає на роботу ЕП, що виявляється в погіршенні динамічних характеристик, збільшенні втрат і додатковому нагріванні АД. Запропонована ефективна система автоматичного симетрування струмів, яка забезпечує значне «вирівнювання» діючих струмів статора АД при достатньо істотній несиметрії напруги джерела живлення, коли коефіцієнт несиметрії напруги К_u навіть дорівнює 15%. За рахунок цього спостерігається зменшення коефіцієнтів несиметрії струмів більш ніж на порядок, усунення або значне зменшення коливань швидкості, розширення діапазону робочих моментів за умовою нагрівання.

5. Створена система автоматичної мінімізації втрат з одночасними функціями симетрування. Система забезпечує зниження сумарних втрат потужності в АД при зменшенні навантаження, що дозволяє значно підвищити коефіцієнт потужності і ККД електроприводу. При такій несиметрії напруги джерела живлення, коли К_u < 7%, система забезпечує симетрування струмів АД за рахунок рівності кутів d у кожній з фаз.

6. Виявлено, що для ряду АД в замкнутій системі автоматичної мінімізації втрат, коли використовується перетворювач з синхронізацією за напругою мережі, існують коливання, властиві розімкнутим системам ЕП ТПН-АД. Ця обставина надає право рекомендувати до застосування системи з синхронізацією за струмом навантаження як найкращі.

7. Запропонована функціональна схема мікропроцесорного управління і розроблений алгоритм роботи значно розширює функціональні можливості системи мінімізації втрат при живленні від джерела з несиметричною напругою.

Публікації автора:

1. Андрющенко О.А., Бойко А.А. Исследование устойчивости разомкнутой системы электропривода ТПН-АД // Електромашинобудування та електрообладнання. Респ. міжвід. наук.-техн. зб. - 2000. - Вип. 54. - С.16 - 20.

2. Андрющенко О.А., Бойко А.А. Методика исследования устойчивости электропривода ТПН-АД // Вестник Харьковского политехнического университета. Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика. Выпуск 113. - Харьков: ХГПУ. - 2000. - С. 63 - 64.

3. Бойко А.А. Динамические свойства асинхронных электродвигателей // Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы. - 2000. -№2(7). - С. 75 - 80.

4. Андрющенко О.А., Бойко А.А. Электропривод ТПН-АД с системой автоматической оптимизации энергетики // Електромашинобудування та електрообладнання. Респ. міжвід. наук.-техн. зб. - 2001. - Вип. 56. - С. 22 - 25.

5. Андрющенко О.А., Бойко А.А. Электропривод ТПН-АД с системой оптимизации энергетики при питании двигателя от сети с несимметричным напряжением // Вестник Харьковского политехнического университета. Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика. Выпуск 114. -Харьков, ХГПУ: 2001. - С. 326 - 327.

6. Андрющенко О.А., Бойко А.А. Исследование режимов работы системы автоматического симметрирования токов статора асинхронного двигателя // Труды Одес. политех. ун-та. – Одесса, 2001. – Вып. 4(16). - С. 70 - 73.

7. Бойко А.А., Андрющенко О.А. Разработка электропривода ТПН с системой автоматического симметрирования при питании двигателя от сети с несимметричным напряжением // Материалы конференции по управлению «Автоматика – 2001»: в 2-х т. - Одесса, 2001. - Т. 1. - С. 130 - 132.