Романова Виктория Викторовна – старший преподаватель кафедры «Энергетики»
г. Чита
Victoria V. Romanova
Chita
Хромов Сергей Владимирович – старший преподаватель кафедры «Энергетики»
г. Чита
Sergey V. Khromov
Chita
Батухтин Андрей Геннадьевич – канд. техн. наук, доцент, декан энергетического факультета
г. Чита
Andrey G. Batukhtin
Chita
Суслов Константин Витальевич – д-р техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Электроснабжения и электротехники»
г. Иркутск
Konstantin V. Suslov
Irkutsk
ЦЕЛЬ. Актуальность исследования заключается в комплексном обосновании вопросов, направленных на обеспечение эффективного функционирования электротехнического комплекса с наличием электродвигательной нагрузки в условиях некачественного питающего напряжения. Целью работы является исследование влияния несимметрии питающего напряжения на срок службы асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Основное внимание уделено динамике изменения срока службы низковольтных асинхронных электродвигателей различных серий в зависимости от уровня несимметрии напряжений. В качестве объекта исследования выделены асинхронные электродвигатели классической серии (4А, АИ) и модернизированной (5А, АИ’). Как известно, эффективное и надёжное функционирование электродвигателей характеризуется сроком службы изоляции обмоток. Количественная оценка эксплуатационной надёжности АД определяется точностью прогнозирования реального срока их службы. Именно поэтому, становится очевидным, задача адекватной оценки эксплуатационной надёжности низковольтных асинхронных электродвигателей, работающих в условиях некачественного питающего напряжения, напрямую зависит от комплекса исследований такого внешнего воздействующего фактора, как несимметрия питающего напряжения. МЕТОДЫ. Достижение задач исследования осуществлено с использованием пакета программ «SimPowerSystems» интерактивной среды программирования Matlab/Simulink. РЕЗУЛЬТАТЫ. Исследования выполнены на асинхронных электродвигателях с короткозамкнутым ротором: классической серии (4A132S4, АИР160S8), модернизированной серии (5А132М6, АИР132S4) с Рн = 7,5 кВт, номинальной частотой вращения n = 1500 об/мин. Моделирование физических процессов исследуемых электродвигателей производилось путём изменения коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности (K2U) от 0 до 5% с шагом в 1%. На основании полученных результатов моделирования построены диаграммы изменения срока службы АД от величины воздействующего фактора. Исследования, выполненные с применением компьютерного моделирования на основе пакета программ «SimPowerSystems» системы Matlab/Simulink, позволили спрогнозировать изменения срока службы АД, оценить границы допустимых значений коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности, сравнить исследуемые электродвигатели по уровню устойчивости к внешнему воздействующему фактору. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Комплексное решение вопросов, связанных с повышением эксплуатационной надёжности низковольтных асинхронных электродвигателей, является одним из приоритетных направлений, главным образом, направленных на обеспечение эффективного функционирования электротехнического комплекса с электродвигательной нагрузкой. В процессе исследования выполнена детальная оценка и анализ степени влияния несимметрии питающего напряжения на эксплуатационную надёжность низковольтных асинхронных электродвигателей. Проведено обсуждение полученных результатов исследования, сформулированы рекомендации по применению асинхронных электродвигателей в условиях наличия несимметрии питающего напряжения.
THE PURPOSE. The relevance of research is that the comprehensive substantiation of issues aimed at ensuring the effective functioning of the electrical complex with the presence of an electric motor load in conditions of low-quality supply voltage. The aim of the work is to study the effect of the asymmetry of the supply voltage on the service life of an asynchronous motor with a short-circuited rotor. The main attention is paid to the dynamics of changes in the service life of low-voltage asynchronous electric motors of various series, depending on the level of voltage asymmetry. Asynchronous electric motors of the classic series (4A, AI) and the upgraded (5A, AI’) are identified as the object of research. As is known, the efficient and reliable operation of electric motors is characterized by the service life of the insulation of the windings. A qualitative assessment of the operational reliability of AM is determined by the accuracy of forecasting the real life of their service. That is why, it becomes obvious, the task of an adequate assessment of the operational reliability of low-voltage asynchronous electric motors operating under conditions of low-quality supply voltage directly depends on the complex of studies of such an external influencing factor as the asymmetry of the supply voltage. METHODS. The realization of the research objectives was carried out using the software package "SimPowerSystems" of the interactive programming environment Matlab/Simulink. RESULTS. The research was carried out on asynchronous motors with a short-circuited rotor: classic series (4A132S4, AIR160S8), upgraded series (5A132M6, AIR132S4) with PH = 7,5 kW, rated speed n = 1500 rpm. Modeling of the physical processes of the studied electric motors was carried out by changing the voltage asymmetry coefficient in the reverse sequence (K2U) from 0 to 5% in increments of 1%. Based on the obtained simulation results, diagrams of the change in the service life of AM from the magnitude of the influencing factor are constructed. The studies performed using computer modeling based on the "SimPowerSystems" software package of the Matlab/Simulink system made it possible to predict changes in the service life of AM, estimate the limits of permissible values of the voltage asymmetry coefficient in the reverse sequence, compare the studied electric motors by the level of resistance to an external influencing factor. CONCLUSION. A comprehensive solution to issues related to improving the operational reliability of low-voltage asynchronous electric motors is one of the priority areas, mainly aimed at ensuring the effective functioning of the electrical complex with an electric motor load. In the course of the study, a detailed assessment and analysis of the degree of influence of the asymmetry of the supply voltage on the operational reliability of low-voltage asynchronous electric motors was carried out. The results of the study were discussed, recommendations for the use of asynchronous electric motors in the presence of asymmetry of the supply voltage were formulated.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.