Дослідження впливу зміни величини опору обмотки ротора асинхронних двигунів, що живляться від одного інвертора
DOI:
https://doi.org/10.15802/ecsrt2019/245720Ключові слова:
тяговий електропривод , асинхронний двигун, векторне керування, стійкість системиАнотація
У роботі розглянуто тягову електромеханічну систему з двома асинхронними двигунами, що живляться від одного інвертора. Такі системи знаходять своє застосування, в тому числі і у електричних транспортних засобах. Проте, складність системи керування у такому випадку значно зростає, навіть у випадку, якщо двигуни мають однакові параметри та працюють в умовах ідентичних навантажень. При використанні декількох асинхронних двигунів у тязі, де кожний двигун приводить у рух колісну вісь, відповідність механічних характеристик асинхронних двигунів дозволяє уникнути проблем, пов’язаних з прослизанням. У випадку невідповідності характеристик двигунів струми, що протікатимуть через кожний з паралельно підключених двигунів, будуть відрізнятися за величиною, а тому й величини крутних моментів двигунів будуть відрізнятися, що призведе до виникнення коливань у системі. Тому ідентичність параметрів двигунів та навантажень у такій системі є важливим аспектом її функціонування.
В результаті аналізу існуючих підходів до побудови систем векторного керування двома паралельно підключеними двигунами виявлено, що врахування зміни параметрів не здійснюється. Найбільших змін під час роботи зазнає величина опору обмотки ротора двигуна, оскільки вона змінюється зі зміною температури. В той же час, дана величина відіграє значну роль у коректному функціонуванні системи векторного керування, оскільки використовується під час визначення складових вектору потокозчеплення ротора, які застосовуються для полеорієнтації системи координат, що обертається.
Виконано дослідження стійкості електромеханічної системи з двома асинхронними двигунами, що живляться від одного інвертора у вигляді математичного опису асинхронного двигуна у системі координат, що обертається, у матричній формі. Представлено аналітичні залежності, що описують чутливість системи до зміни параметрів. Виведений аналітичний вираз, який може використовуватися при побудові систем компенсації впливу величини обмотки ротора на функціонування системи з двома асинхронними двигунами, що живляться від одного інвертора. Проведено комплекс математичного моделювання, який продемонстрував негативний вплив зміни величини опору ротора на роботу електромеханічної системи, що містить два асинхронні двигуни, які паралельно підключені до одного інвертора.
Посилання
Космодамианский, А.С. Прямое управление моментом асинхронных двигателей при их питании от одного преобразователя частоты / А.С. Космодамианский, В.И. Воробьев, А.А. Пугачев // Электротехника. – 2015. – №9. – С. 29-35.
Владыкин, А.В. К вопросу о математиче-ском моделировании влияния импульсного инвертора на процессы боксования колесной пары в предельных условиях эксплуатации / А.В. Владыкин, Н.О. Фролов // Инновационный транспорт. 2015. – №2 (16). – С. 36-37.
Колпахчьян, П.Г. Управление двумя асинхронными двигателями при питании от одного инвертора / П.Г. Колпахчьян // Известия высших учебных заведений: Электромеханика. – 2006. – №2. – С. 45-51.
Бондарєв, О.М. Про вплив частот живлення статорних обмоток асинхронних тягових двигунів на динамічну навантаженість елементів тягових приводів локомотивів / О.М. Бондареєв // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту «Наука та прогрес транспорту». – 2010. – №31. – С. 11-24.
Савоськин, А. Н. Исследование сцепных свойств вагона электропоезда на четырёх одноосных тележках / А. Н. Савоськин, Е. В. Сердобинцев, С. Д. Крушев, П. Н. Званцев // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна. - 2005. - Вип. 8. - С. 95-100. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/vdnuzt_2005_8_21
Заполовский, Н.И. Моделирование тягового электропривода дизель поезда с учетом сцепления колесных пар с рельсами / Н.И. Заполовский, С.И. Червонный, Р.М. Грыб // Вестник Национального технического уни-верситета «Харьковский политехнический институт». Серия: Информатика и моделирование. – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2006. – № 23. – С. 61-66.
Bidart, D. Mono inverter dual parallel PMSM – Structure and control strategy / D. Bidart, M. Pietrzak-David, P. Maussion, M. Fadel // 34th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics. – 2008. – P. 268-273.
Guo L. Weighted torque current control for high speed train with dual induction motors fed by a single inverter / L. Guo, Z. Yang, F. Lin, X. Tu // IECON 2015 41st Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. – 2015. – P. 2723-2728.
Kawai H. Characteristics of speed sensorless vector control of parallel connected dual induction motor fed by a single inverter / H. Kawai, Y. Kouno, K. Matsuse // Proceedings of the Power Conversion Conference. – 2002. – Vol. 2. – P. 522-527.
Joshi, B.M. Two-motor single inverter field-oriented induction machine drive dynamic performance / B.M. Joshi, M.C. Chandorkar // Sadhana. – Indian Academy of Sciences. – 2014. – Vol. 39, iss. 2. – P. 391-407.
Shi, W. Study of speed sensorless control methodology for single inverter parallel connected dual induction motors based on the dynamic model / W. Shi, R. Wang, Y. Wang, Y. He, Z. Wang, J. Liu // CES/IEEE 5th International Power Electronics and Motion Control Conference. –2006. – P. 1-5.
Janous, S. Predictive control of parallel induction motors fed by single inverter with common current sensors / S. Janous, J. Talla, Z. Peroutka, V. Smidl // 44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. – 2018. – P. 5843-5848.
Ghani, P. Analysis of electromechanical model of traction system with single inverter dual induction motor / P. Ghani, M. Arasteh, H. R. Tayebi // 7th Power Electronics and Drive Systems Technologies Conference. – 2016. – P. 99-104.
Qi L. Study of speed-sensorless weighted vector control of parallel connected induction motors drive / L. Qi, C. Wang, X. You // International Power Electronics and Application Conference and Exposition. – 2014. – P. 553-559.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
