Про вплив якості електричної енергії на техніко-економічні параметри асинхронних двигунів

Лінник Д.С. керівник ас. Кузнєцов

Національна металургійна академія України

З огляду на те, що ефективність, надійність, і економічність експлуатації усіх електротехнічних установок, а особливо систем електричного приводу, що використовують електричну енергію змінного струму, багато в чому залежить від її якості в електричних мережах, останньому пред'являються підвищені вимоги [1,2]. Нині існують наступні стандарти, що визначають якість використовуваної електричної енергії:

- міждержавний стандарт на електроенергію 13109-97 "Норми якості електричної енергії в системах електропостачання загального призначення";

- європейський стандарт EN50.006;

- міжнародні стандарти МЕК 861, МЕК 1000-3-2, МЕК 1000-3-3, МЕК 1000-4-1;

- публікації МЕК 1000-2-1, МЕК 1000-2-2 в частині рівнів електромагнітної сумісності в системах електропостачання і методів виміру електромагнітних завад.

Враховуючи, що на багатьох підприємствах широко використовується нерегульований електропривод, в якості його основного устаткування більш ніж в 90% випадків застосовується асинхронний двигун з короткозамкненим ротором.

Як відомо, будь-які відхилення якості живлячої напруги призводять до зростання втрат і зміни величини розвиває мого моменту, знакозмінні складові якого є причиною додаткових вібрацій елементів конструкції даних електродвигунів. При цьому прискорюється старіння ізоляції в них і, в результаті, підвищується аварійність, знижуються також макропоказники роботи, такі як коефіцієнт потужності і, коефіцієнт корисної дії .

До теперішнього часу накопичений багатий досвід в області дослідження впливу відхилення показників якості електроенергії від гостуємих значень на роботу АД з короткозамкненим ротором. Так, наприклад, при вивченні питань, пов'язаних з кількісною оцінкою збитку вищезгаданих електромеханічних перетворювачів, працюючих в умовах несинусоїдної живлячої напруги мають місце такі негативні чинники, як зниження коефіцієнта потужності і ККД електричної машини.

Моделювання асинхронного двигуна працюючого в умовах неякісної електроенергії

Хеліфі Б. керівник ас. Кузнєцов

Національна металургійна академія України

Найпоширенішим електромеханічним перетворювачем є асинхронний двигун (АД) з короткозамкненим ротором, завдяки його високій надійності і низькій вартості. В той же час, актуальною залишається проблема живлення таких двигунів неякісною електроенергією. Навіть незначні відхилення симетрії і синусоїдальності напруги АД приводять до зростання гріючих втрат, зниженню ККД і коефіцієнта потужності приводу.

Вирішення цієї проблеми неможливе без наявності єдиної математичної моделі, яка дозволяла б аналізувати енергетичну ефективність АД при різних значеннях усіх показників якості електричної енергії в мережі. Така модель, отримана на основі диференціальних рівнянь Парка-Горева, записаних відносно просторово-часових комплексів (ПЧК) струмів і напруги :

, (1)

, (2)

где - ПЧК напруги статора, , , - ПЧК струмів статора, ротора, і струму намагнічення, , - ПЧК потокозчеплення статора і ротора, - кутова швидкість обертання АД, , - активні опори статора та ротора. Оскільки в ПЧК використовуються миттєві значення струмів і напруги, відпадає необхідність спектрального аналізу і запису рівнянь для кожної гармоніки. Крім того, в них враховується і несиметрія живлячої напруги. Дана система являється, фактично, універсальною моделлю, що дозволяє аналізувати процеси як в сталих так і в перехідних режимах.