Аппаратно-программный комплекс для экспериментального исследования электроприводов асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором с традиционной обмоткой и двигателей с комбинированной обмоткой

ЦЕЛЬ. Современные требования к электроприводам предъявляют все более жесткие условия по энергоэффективности, габаритам и массе. Особенно ощутимы массо-габаритные параметры применительно к стремительно развивающемуся электротранспорту. Достигнутые технологические пределы практически не дают ощутимых результатов по улучшению характеристик известных конструкций, поэтому идет борьба за единицы процентов и доли процента в плане повышения эффективности оборудования.

МАТЕРИАЛЫ. Отладка и доводка элементов электроприводов требует многочисленных испытаний на исследовательских стендах с применением измерительных каналов и аналогово-цифрового преобразования (АЦП), цифро-аналогового преобразования (ЦАП), цифро-цифрового преобразования (ЦЦП).

РЕЗУЛЬТАТЫ. Создание исследовательских стендов подразумевает разработку аппаратно-программного комплекса (АПК) на основе быстродействующих вычислительных устройств. В состав АПК вошел разработанный преобразователь частоты с возможностью корректировки алгоритмов управления электродвигателем и математической модели самого электродвигателя. Объектом экспериментальных исследований являлись опытные образцы электроприводов на основе асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором и комбинированной обмоткой статора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В статье рассматриваются способы организации измерительных и управляющих каналов измерительно-информационной системы исследовательского стенда, позволяющего проводить исследования образцов асинхронных электродвигателей в режимах работы на холостом ходу и под нагрузкой.

1. Змиева К.А., Яковлев А.П. Оптимизация линейки энергосберегающих асинхронных двигателей с габаритами от 100 до 132 с совмещенными обмотками // Электротехника. 2014. № 7. С. 32-35.

2. Мощинский Ю.А., Соколова Е.М. Преимущества и недостатки совмещенной обмотки «славянка» // Электричество. 2018. № 11, с. 23–31.

3. Дейнего В.С., Дуюнов Д.А., Иванов В.А. Изменение конструкции обмоток асинхронных электродвигателей потенциал обеспечения надёжности электросетей // Сети России. №2 (29), март–апрель.2015. с. 42-49

4. Мухаметшин А.И., Корнилов В.Ю. Модернизация электроприводов штанговых насосных установок на основе энергоэффективных асинхронных электродвигателей к комбинированной двухслойной обмоткой. // В сборнике: Приборостроение и автоматизированный электропривод в топливно-энергетическом комплексе и жилищно-коммунальном хозяйстве. Материалы 6 Национальной научно-практической конференции, в 2 т. Казань, 2020. С. 75-78.

5. Афлетонов Р.А., Гордеев В.Ю., Усманов И.К., и др. Обмотка энергоэффективного асинхронного двигателя. Патент на полезную модель RU 176753 U1, 29.01.2018. Заявка № 2017109563 от 21.03.2017..

6. Андреева Н.В., Ахунов Д.Д., Корнилов В.Ю. Автоматизированный стенд для исследования и испытания электроприводов. Патент РФ № 121664, МПК H02H, Опубл. 27.10.12, Бюл. №30.

7. Андреева Н.В., Ахунов Д.Д., Корнилов В.Ю. Установка для оценки эффективности функционирования асинхронного электропривода. Патент РФ № 129260, МПК G01R31/00, Опубл. 20.06.2013, Бюл. №6.

8. Doan N.S., Tsvetkov A.N. and Nguyen T.H. Study and implementation of space vector pulse width modulation inverter on an Arduino. E3S Web of Conferences 288, 01059 (2021).

9. Цветков А.Н., Корнилов В.Ю., Сафин А.Р., Кувшинов Н.Е., Петров Т.И., Гибадуллин Р.Р. Разработка стенда для исследования электроприводов станков-качалок // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. 2020. Т. 23. № 4. С. 364-375.

10. Владимиров О.В., Ившин И.В., Низамиев М.Ф., Цветков А.Н., Усманов И.К.,Гибадуллин Р.Р. Стенд для послеремонтных испытаний асинхронных двигателей // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2019. Т. 21. № 3-4. С. 58-66.

11. Chomat M., Schreier L. and Bendl J. Induction Machine with Combined Star-Delta Stator Winding in Parallel Configuration. Proc. 2018 23rd Int. Conf. Electr. Mach. ICEM 2018, pp. 2478–2482, 2018.

12. Duyunov D.A., Duyunov E.D., Teplova Y.O., et al. Induction Motors Redesign Using the Combined Windings Principle Based on Computer Models Study As a Means of Improving the Energy-Efficiency and Performance Characteristics of Electric Drives, Modern High Technol. 2018. no. №5. pp. 56–61, 2018.

13. Raziee S.M., Misir O. and Ponick B. Combined Star-Delta Winding Analysis. IEEE Trans. Energy Convers. 2018. V. 3, no. 1.pp. 384–394.

14. Chomat J.B. M. and Schreier L. Analysis of magnetic field distribution in induction machine with combined star‐delta stator winding. The 9th International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD 2018).The Journal of Engineering. 2019. pp. 4369–4374.

15. Ludek M.C. and Bendl J. Analysis of properties of induction machine with combined parallel star-delta stator winding. 2017. V. 2017. no. 1. pp. 147–153.