Васильев Даниил Александрович - старший преподаватель кафедры «Электротехники, электрооборудования и электроснабжения»
г. Ижевск
Daniil A. Vasilyev
Izhevsk
Пантелеева Лариса Анатольевна – канд. техн. наук, доцент кафедры «Электротехники, электрооборудования и электроснабжения»
г. Ижевск
Larisa A. Panteleeva
Izhevsk
Грачева Елена Ивановна – д-р техн. наук, профессор кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий»
г. Казань
Elena I. Gracheva
Kazan
ЦЕЛЬ. Представленная работа ставит перед собой цель оптимизации режима работы асинхронного двигателя (АД) с короткозамкнутым ротором. Для реализации энергоэффективных режимов работы АД, работающих в системах автоматизированного электропривода, необходимо определить числовые значения параметров схемы замещения АД, токов протекающих по элементам схемы. При этом нет возможности непосредственного определения токов короткозамкнутого ротора, в соответствии с этим возникает необходимость идентификации токов короткозамкнутого ротора, которая должна решаться одновременно определением параметров схемы замещения АД.
МЕТОДЫ. Для анализа работы АД в технической и учебной литературе используют схемы замещения, которые представляют собой цепи с последовательным и параллельным соединением активных и индуктивных сопротивлений. Выполнено преобразование схемы замещения АД состоящей из последовательного и параллельного соединения активных и индуктивных сопротивлений, в схему состоящую из проводимостей. При преобразовании схемы замещения АД не вводились дополнительные зависимости и коэффициенты, и все допущения, которые принимаются для схем замещения АД, относятся к рассматриваемой схеме.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Для исследования режимов работы АД, в работе предложена схем замещения, состоящая из проводимостей, что позволяет непосредственно определять активные и реактивные составляющие тока статора и ротора, соответствующие им мощности. Оценка эффективности работы двигателя, для предложенной схеме замещения, определяется отношением произведения активных проводимостей цепи ротора и суммарной активной проводимости фазы к квадрату полной проводимости фазы АД, что соответствует минимальным активным потерям в обмотках двигателя.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В результате решения задачи оптимизации потерь в АД, по предложенному отношению проводимостей, получена зависимость частоты питающей сети, на базе двигателя АИР100S4, от скольжения, по условию минимума потерь в обмотках статора и ротора. Исследуемый АД АИР100S4 будет работать с минимальными потерями, если изменять амплитуду питающего напряжения питания так, чтобы скольжение АД было равно расчетному значению sξ=0,061 при частоте 50 Гц. Предложенный в работе способ поваляет уменьшить потери активной мощности на 3-5% в обмотках двигателя.
THE PURPOSE. The presented work aims to optimize the operating mode of an asynchronous motor (AM) with a short-circuited rotor. To implement energy-efficient modes of operation of AM, operating in the resources of a rational electric drive, it is necessary to determine the numerical values of the parameters of the AM equivalent circuit, the currents flowing through the circuit element. There is no significance to this important definition of squirrel-cage currents, in accordance with the identification of the allocation of squirrel-cage rotor currents, which requires a solution along with the determination of the parameters of the IM equivalent circuit.
METHODS. To analyze the work of AM in technical and educational formulations, equivalent circuits are presented, which turn into circuits with serial and analytical connections of active and inductive connections. For the established and transient operating modes of AM, it is important to determine the stator and rotor currents, their active and reactive components. In this regard, it is proposed to present the IM equivalent circuit in the form of conductivities connected in parallel, which will allow determining the components of IM currents without complex mathematical models. The replacement circuit of AM consisting of a series and parallel connection of active and inductive resistances has been converted into a circuit consisting of conductances. When converting the AM equivalent circuit, no additional dependencies and coefficients were introduced, and all assumptions that are accepted for IM equivalent circuits refer to the circuit under consideration. RESULTS. It was decided to use the equivalent circuit of one phase of AM, expressed in terms of the conductivities of the stator and rotor. According to the found dependences of conductivities, for the proposed equivalent circuit, the corresponding currents and powers of the AM phase are determined. Formulate the basic principle of optimal frequency control of AM, according to the criterion of energy saving. As an indicator of the efficiency of AM operation in steady-state operating modes, the minimum value of the total losses of the engine, the value of which is determined by the ratio of the product of the active conductivity of the rotor circuit q2s and the active conductivity of the phase q to the square of total conductivity y.
CONCLUSION. Based on the results of the analysis of the characteristics of an asynchronous motor, the following conclusion was drawn: the motor will operate with minimal losses if the amplitude of the supply voltage is changed so that the slip of the asynchronous motor is equal to the critical value sξ for a given frequency. For the investigated engine AIR100S4, the critical value is sξ=0.0613 at a network frequency of 50 Hz. The method proposed in the work allows to reduce the loss of active power by 3-5% in the motor windings.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.