Система частотного управління шнекового агрегату з масивним ротором
DOI:
https://doi.org/10.33042/2079-424X.2023.62.2.04Ключові слова:
перетворювач енергії, багатофункціональний, електромеханічний агрегат, шнек, перетворювач частоти, система управлінняАнотація
У даній статті розглянуто особливості побудови та апаратну реалізацію системи управління роботою багатофункціонального перетворювача енергії (БФПЕ) шнекового типу. БФПЕ – це нетипова електрична машина, яка являє собою асинхронний двигун із зовнішнім порожнистим масивним ротором. Завдяки наявності феромагнітного ротора, при подаванні живлення на обмотку статора, ротор нагрівається за рахунок вихрових струмів і одночасно обертається. Таким чином вдається поєднати в одному пристрої декілька функцій на рівні принципу дії. Проте така електрична машина, як БФПЕ потребує особливого підходу до управління і забезпечення стабільності роботи. Так задача ускладняється при механічному з’єднанні декількох роторів БФПЕ у цілісну конструкцію. У задачі системи управління входить не тільки забезпечення низької швидкості обертання загального ротору БФПЕ, але й забезпечення значення обертального моменту на рівні номінального без втрачання інтенсивності нагрівання ротору. Передумовами для практичного вирішення поставлених задач є попередні теоретичні дослідження авторів і імітаційне моделювання. У цій роботі докладно розглянуто практичну реалізацію теоретичних розробок. Зокрема, передбачається живлення одного модуля БФПЕ від перетворювача частоти в режимі підтримки заданої швидкості обертання. Живлення другого модуля БФПЕ передбачається від нерегульованого трифазного джерела живлення, яке створює обертальний момент, протилежний моменту першого модуля БФПЕ. Про характеристику такого режиму роботи, його призначення і вплив на вихідні характеристики шнекового агрегату в цілому детально пояснено у відповідних розділах цієї статті.
Посилання
Zablodskij N. Submersible electromechanical transformers for energy efficient technologies of oil ex-traction / N. Zablodskiy, V. Pliugin, V. Gritsyuk // Progressive technologies of coal, coaled methane, and ores mining. – 2014 – P. 223 – 227. https://books.google.com.ua/books?hl=ru&lr=&id=dovaBAAAQBAJ&oi=fnd&pg=PA223&dq=related:GKS8iiJmD-0J:scholar.google.com/&ots=KyQCVf3tQD&sig=iw0QB_kDMmiHNtzAkGG1KKXCfCg&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false
Zablodskij N. Dynamic Simulation of the Double-Stator Induction Electromechanical Converter with Ferromagnetic Rotor / N. Zablodskij, V. Pliugin, J. Lettl, S. Fligl // “Power Engineering”. – 2013. – P. 1448 – 1453. https://doi.org/10.1109/PowerEng.2013.6635828
M. Zablodskiy, V. Gritsyuk, V. Pliuhin and I. Biletskyi, "The Surface Characteristics Features of The Electromagnetic Field of the Rotor of a Polyfunctional Electromechanical Converter," 2021 International Conference on Electrical, Computer, Communications and Mechatronics Engineering (ICECCME), 2021, pp. 1-5, https://doi.org/10.1109/ICECCME52200.2021.9590872
Zablodskiy, M. M., Pliuhin, V. E., Kovalchuk, S. I., & Tietieriev, V. O. (2022). Indirect field-oriented control of twin-screw electromechanical hydrolyzer. Electrical Engineering & Electromechanics, (1), 3–11. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2022.1.01
Gulbahce, Mehmet & Mcguiness, Daniel & Kocabas, Derya. (2018). Shielded axially slitted solid rotor design for high-speed solid rotor induction motors. IET Electric Power Applications. 12. https://doi.org/10.1049/iet-epa.2018.5210
Fan Z, Yi H, Xu J, Xie K, Qi Y, Ren S, Wang H. Performance Study and Optimization Design of High-Speed Amorphous Alloy Induction Motor. Energies. 2021; 14(9):2468. https://doi.org/10.3390/en14092468
Ochman A, Chen W-Q, Błasiak P, Pomorski M, Pietrowicz S. The Use of Capsuled Paraffin Wax in Low-Temperature Thermal Energy Storage Applications: An Experimental and Numerical Investigation. Energies. 2021; 14(3):538. https://doi.org/10.3390/en14030538
Pliuhin В., Zablodskiy М., Tsegelnyk Є., & Slovikovskyi О. (2022). Development of Imitation Model of an Electromechanical Energy Converter with a Solid Rotor in ANSYS RMxprt, Maxwell and Twin Builder . Lighting Engineering & Power Engineering, 61(1), 21–29. https://doi.org/10.33042/2079-424X.2022.61.1.03
Jingquan Guo, Xinqiang Ma, Ali Ahmadpour, Electrical–mechanical evaluation of the multi–cascaded induction motors under different conditions, Energy, Volume 229, 2021, 120664, https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120664
Detka K, Górecki K, Grzejszczak P, Barlik R. Modeling and Measurements of Properties of Coupled Inductors. Energies. 2021; 14(14):4088. https://doi.org/10.3390/en14144088
Rabia Melati, Azzedine Hamid, Lebey Thierry, Mokhtaria Derkaoui, Design of a new electrical model of a ferromagnetic planar inductor for its integration in a micro-converter, Mathematical and Computer Modelling, Volume 57, Issues 1–2,
, Pages 200-227, https://doi.org/10.1016/j.mcm.2011.06.014
Solmaz Kahourzade, Amin Mahmoudi, Emad Roshandel, Zhi Cao, Optimal design of Axial-Flux Induction Motors based on an improved analytical model, Energy, Volume 237, 2021, 121552, https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.121552
N.H. Malik, Harmonic Analysis of Three Phase AC Voltage Regulators Using Thyristor - Diode Switches, Journal of King Saud University - Engineering Sciences, Volume 1, Issues 1–2, 1989, Pages 111-121
https://doi.org/10.1016/S1018-3639(18)30864-X
Fediv, Y., & Sivakova, O. (2022). Determining the mode characteristics of voltage regulator with capacitive load . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(5 (117), 28–35. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.259935
Barudov, E. S. ., & Panov, E. I. . (2020). Comparative Valuation of Precise and Approximate Non-Linear Models of an AC Discrete Voltage Regulator and Vector Analysis of Its Parameters. South Florida Journal of Development, 1(4), 202–210. https://doi.org/10.46932/sfjdv1n4-003
G.K. Singh, A research survey of induction motor operation with non-sinusoidal supply wave forms, Electric Power Systems Research, Volume 75, Issues 2–3, 2005, Pages 200-213. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2005.04.001
Bindeshwar Singh, Garima Agrawal, Enhancement of voltage profile by incorporation of SVC in power system networks by using optimal load flow method in MATLAB/Simulink environments, Energy Reports, Volume 4,
, Pages 418-434. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2018.07.004
Aziz AGMA, Abdelaziz AY, Ali ZM, Diab AAZ. A Comprehensive Examination of Vector-Controlled Induction Motor Drive Techniques. Energies. 2023; 16(6):2854. https://doi.org/10.3390/en16062854
Hu J, Jia M, Xiao F, Fu C, Zheng L. Motor Vector Control Based on Speed-Torque-Current Map. Applied Sciences. 2020; 10(1):78. https://doi.org/10.3390/app10010078
Sara Kadi, Khoukha Imarazene, El Madjid Berkouk, Habib Benbouhenni, Emad Abdelkarim, A direct vector control based on modified SMC theory to control the double-powered induction generator-based variable-speed contra-rotating wind turbine systems, Energy Reports, Volume 8, 2022, Pages 15057-15066. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.11.052
Pliuhin В., Zablodskiy М., Tsegelnyk Є., & Slovikovskyi О. (2022). Development of Imitation Model of an Electromechanical Energy Converter with a Solid Rotor in ANSYS RMxprt, Maxwell and Twin Builder . Lighting Engineering & Power Engineering, 61(1), 21–29. https://doi.org/10.33042/2079-424X.2022.61.1.03
Sukhonos М., Pliuhin В., Tsegelnyk Є., Slovikovskyi О., & Varvianska В. (2022). Development of Electric Drive Control System in SoMachine (Schneider Electric) . Lighting Engineering & Power Engineering, 61(3), 93–106. https://doi.org/10.33042/2079-424X.2022.61.3.03
Aksonov О., Pliuhin В., Tsegelnyk Є., Slovikovskyi О., Duniev О., & Yehorov А. (2022). Electric Drive SCIMA Development with Vijeo Designer (Schneider Electric). Lighting Engineering & Power Engineering, 61(3), 107–121. https://doi.org/10.33042/2079-424X.2022.61.3.04
ATV930-ATV950 Installation manual. Schneider Electric, 2023. – 244 p. https://download.schneider-electric.com/files?p_Doc_Ref=NHA80932&p_enDocType=User+guide&p_File_Name=ATV930_950_Installation_manual_EN_NHA80932_10.pdf
Modicon M241 Logic Controller Hardware Guide. Schneider Electric, 2018. – 250 p. https://download.schneider-electric.com/files?p_Doc_Ref=EIO0000001456&p_enDocType=User+guide&p_File_Name=EIO0000001456.07.pdf
Modicon M241 Logic Controller Programming Guide. Schneider Electric, 2018. – 286 p. https://download.schneider-electric.com/files?p_Doc_Ref=EIO0000001432&p_enDocType=User+guide&p_File_Name=EIO0000001432.07.pdf
Material Handling Conveying M241 Project Template User Guide. Schneider Electric, 2014. – 44 p. https://download.schneider-electric.com/files?p_Doc_Ref=EIO0000001985&p_enDocType=System+user+guide&p_File_Name=EIO0000001985.00.pdf
SoMachine Industrial Ethernet User Guide. Schneider Electric, 2017. – 204 p. https://download.schneider-electric.com/files?p_Doc_Ref=EIO0000002215&p_enDocType=User+guide&p_File_Name=EIO0000002215.02.pdf
Vijeo Designer Tutorial. Schneider Electric, 2014. – 70 p. https://download.schneider-electric.com/files?p_Doc_Ref=VD-userguide-V6.2&p_enDocType=User+guide&p_File_Name=Vijeo-Designer-Starting-guide-English.pdf
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Світлотехніка та Електроенергетика
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
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).
@LepeJournal