АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ МОДЕЛЕЙ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ МАШИНЫ ДВОЙНОГО ПИТАНИЯ

Г.М. Тутаев; Е.С. Безбородов

doi:10.14529/power230405

Авторы

Г.М. Тутаев Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва
Е.С. Безбородов Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва

DOI:

https://doi.org/10.14529/power230405

Ключевые слова:

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

Аннотация

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 в которых 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.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биографии авторов

Г.М. Тутаев, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва

д-р техн. наук, заведующий кафедрой электроники и электротехники

Е.С. Безбородов, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва

аспирант кафедры электроники и электротехники

Библиографические ссылки

Xiaodong Jiang, Fengge Zhang, Xiaolong Xu. Temperature field calculation and experimental research on brushless doubly fed machine with hybrid rotor // (ITEC Asia-Pacific). – IEEE Conference Publications. – 2017. – рр. 1-6.

Reigosa D.D., Guerrero J.M., Diez A.B., Briz F. Rotor Temperature Estimation in Doubly-Fed Induction Machines Using Rotating High-Frequency Signal Injection. – IEEE Journals & Magazines. – Volume: 53, Issue: 4, 2017. – рр. 3652 – 3662.

Анучин А.С., Федорова К.Г. Двухмассовая тепловая модель асинхронного двигателя // Электротехника. 2014. №2. – С. 21-25

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 (162). – 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 // Научный журнал КубГАУ. 2014. №104(10).

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

Булычев А.В., Ерохин Е.Ю., Поздеев Н.Д., Филичев О. А. Тепловая модель асинхронного двигателя для целей релейной защиты // Электротехника. 2011. №1. – 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. №2(333). – С. 53-61 DOI: 10.18799/24131830/2022/2/3331. – EDN GOUDNA.

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

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. журнала. 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. №10. – С. 46-51

Глухов Д.М., Муравлева О.О. Моделирование работы многофазных асинхронных двигателей в аварийных режимах эксплуатации / Д.М. Глухов, О.О. Муравлева. – https://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-raboty-mnogofaznyh-asinhronnyh-dvigateley-v-avariynyh-rezhimah-ekspluatatsii (дата обращения: 06.10.2023).

Vavilov V. et al. Verification of the Thermal Model of an Asynchronous Traction Motor // 2021 International Conference on Electrotechnical Complexes and Systems (ICOECS) – Ufa, Russian Federation, 2021, – pp. 145-149, doi: 10.1109/ICOECS52783.2021.9657382.

Wang, Z., Tao, L., Mei, J., & He, W. Asynchronous Motor Modeling and Dynamic Co-Simulation Based on ANSYS // Proceedings of the 2018 7th International Conference on Energy, Environment and Sustainable Development (ICEESD 2018), – pp. 103–108. https://doi.org/10.2991/iceesd-18.2018.15