Электродвигатели

Решению задачи управления асинхронными электродвигателями (АД) посвящено значительное число работ. Одно из направлений построения систем управления - использование алгоритмов аналитического конструирования упомянутых систем, известных как: • Вариационное исчисление. • Принцип максимума Л. Понтрягина. • Достаточные условия абсолютного минимума В. Кротова и другие наработки в данной области.

Для повышения надежности и эффективности работы двигателей постоянного тока (ДПТ) необходимо использовать систему функциональной диагностики и защиты от аварийных режимов работы. Информация для этой системы может быть получена в реальном времени с помощью динамической идентификации ДПТ. Одним из эффективных методов для этих целей является фильтр Калмана, который позволяет оценивать вектор состояния и параметров исследуемой системы при известной структуре ее динамической модели, с использованием ряда неполных и зашумленных измерений.

Станина взрывозащищенного асинхронного двигателя (ВАД) является базовой сборочной единицей, определяющей точность взаимного расположения деталей и сборочных единиц в двигателе и, в конечном счете, точность его важнейшего функционального параметра - радиальный воздушный зазор между поверхностями статора и ротора. Это обстоятельство предъявляет высокие требования к точности станин ВАД. Станина ВАД представляет собой сварную обечайку из малоуглеродистой стали толщиной 8- 12 мм, к которой приварены патрубки коробки выводов, ребра охлаждения, лапы, фланцы и бобышки. При изготовлении станин доминирующими являются сварочные операции, вызывающие значительные температурные деформации обечайки, большую погрешность формы ее отверстия и приводящие к возникновению напряжений. Две операции пластического деформирования (дорнования) также приводят к появлению в материале обечайки станины значительных остаточных напряжений.

В угольных шахтах, опасных по газу и пыли, основой электрификации производственных процессов служит рудничное взрывобезопасное электрооборудование (РВЗЭО). В соответствии с ГОСТ Р 51330.0 взрывобезопасное электрооборудование - взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при признанных вероятных повреждениях, определяемых условиями эксплуатации, кроме повреждений средств взрывозащиты. Из определения этого стандарта видно, что основным условием безопасного применения РВЗЭО является безопасное состояние средств взрывозащиты (СВЗ).

Работа большинства горных машин сопровождается достаточно большими вибрациями корпуса, что негативно отражается на надежности установленного там оборудования. Большая часть вибраций обусловлена реакцией машины на изменяющуюся нагрузку и наличием упругой податливости в элементах рамы, связывающих статоры приводных двигателей с землей. Помимо этого, резкопеременный характер нагрузки способствует возникновению упругих колебаний в элементах трансмиссии, которые негативно влияют на надежность этих элементов.

Для построения современных систем управления асинхронных электроприводов необходимо знание текущего значения потокосцепления статора, которая является одной из наиболее важных переменных величин, характеризующих состояние асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором (АД) в процессе его работы. При известном потокосцеплении и токе статора АД возможен расчет электромагнитного момента, а также, если известны индуктивности обмоток статора и ротора, а так же значение тока потокосцепления ротора.

Точность выходных энергетических показателей двигателей определяется точностью находящихся с ними в зависимости функциональных параметров, среди которых наибольший долевой вклад имеет точность воздушного зазора (ВЗ) между ротором и статором.

В последние годы, в связи с поисками путей энергосбережения в различных отраслях хозяйства, возник интерес к энергетическим комплексам, потребляющим нетрадиционные энергоресурсы. При электроснабжении небольших животноводческих комплексов, например, в качестве первичного энергоносителя можно рассматривать биогаз, а в качестве генератора - асинхронный двигатель, приводимый двигателем внутреннего сгорания. Возможностями применения простого в эксплуатации асинхронного генератора (АГ) в небольших по мощности (до 100 кВт) электростанциях посвящено ряд исследований, в которых отмечаются трудности поддержания частоты генерируемого напряжения при наличии индуктивной нагрузки

Задача совместной оценки состояния и всех параметров асинхронного электродвигателя (АД) в реальном времени, даже при наиболее простой модели, не имеет известного решения, удовлетворяющего требованиям практической реализации, из-за необходимости обеспечения устойчивости процесса оценки в условиях естественных шумов системы измерения и различий между реально протекающими в АД процессами и их математической моделью. Кроме того, практическая реализация часто требует исключения частоты вращения ротора из измеряемых значений, усложняя задачу.

Прогресс электромашиностроения диктует необходимость увеличения единичной мощности не только крупных, но и малых электрических машин, что связано с совершенствованием их конструкции, а также поиском новых принципов и систем охлаждения. В этой связи несомненный интерес вызывают магнитные жидкости (МЖ), называемые также феррожидкостями и представляющие собой седиментационно устойчивые гетерогенные системы на основе разнообразных жидкостных дисперсионных сред

Знание текущих значений параметров асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором (АД), которые изменяются в процессе работы и могут значительно отличаться от каталожных данных, необходимо для эффективной работы современных регулируемых асинхронных электроприводов и диагностики АД. В статье рассмотрена динамическая идентификация параметров ротора асинхронного электродвигателя с помощью искусственной нейронной сети.

Знание величины активного сопротивления обмотки статора асинхронного двигателя (АД) позволяет при измеренных фазных токах и напряжениях получить оценку потокосцепления статора, а затем и электромагнитного момента. Несмотря на то, что активное сопротивление обмотки статора RS доступно для прямого измерения, в производственных условиях это во многих случаях нецелесообразно или недопустимо из-за необходимости отключения обмотки статора от сети и использования измерительной аппаратуры.

Знание текущих значений параметров двигателей постоянного тока (ДПТ) в процессе их работы в составе электроприводов карьерных экскаваторов и буровых станков необходимо для создания современных систем управления, диагностики и защиты. Параметры конкретных ДПТ (активные и индуктивные сопротивления, а также постоянные времени обмоток возбуждения и якоря) могут значительно отличаться от каталожных данных, которые являются усредненными для серии двигателей, а также могут изменяться после некоторых видов ремонта. Кроме того, значения параметров зависят от режимов нагружения и теплового состояния ДПТ. Непосредственное измерение значений параметров при работе ДПТ невозможно, поэтому целесообразно использование наблюдающих устройств.

Управляемый электропривод на базе самых массовых и дешевых асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (АД) является в настоящее время наиболее перспективным для большинства промышленных установок. Это обусловлено как успехами в области создания высокоэффективных полупроводниковых преобразовательных устройств, так и совершенствованием информационных систем электроприводов.

Развивающиеся в последнее время системы векторного управления АД требуют знания информации о векторе потокосцепления ротора. Прямое его измерение труднодоступно, поэтому на практике используют расчетные методы определения потокосцепления ротора по уравнениям динамики, измеряя фазные токи, напряжения статора и скорость вращения ротора. При этом точность определения потокосцепления напрямую зависит от точности задаваемых параметров двигателя, которые, как правило, определяются из каталожных данных, являющихся усредненными для партии или серии двигателей.

Данная статья является продолжением публикаций [1,2] и посвящена определению индуктивности ротора асинхронного двигателя (АД) в реальном времени с использованием рекуррентного метода наименьших квадратов на основе измеряемых фазных токов статора и предварительно рассчитанных величин потокосцепления и индуктивности цепи намагничивания [1, 2]. Следует отметить, что представленный метод применим только для двигателей, работающих со статической, либо с медленно изменяющейся нагрузкой.

В статье рассмотрены технические решения которые позволили повысить эксплуатационную надежность взрывозащищенных электродвигателей используемых в горной промышленности.

Во взрывоопасных производствах ряда отраслей народного хозяйства (химические и газоперерабатывающие предприятия, при производстве минеральных удобрений и т.п.) и в угольных шахтах, опасных по газу и пыли, применяется взрывозащищенное электрооборудование (ВЗЭО), основу которого составляет вид взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка». К такому электрооборудованию предъявляют требования по взрывоустойчивости и взрывонепроницаемости.

Несмотря на высокие взрывобезопасные свойства взрывонепроницаемой оболочки, опыт ее изготовления, эксплуатации и ремонта свидетельствует о необходимости совершенствования и повышения надежности взрывозащиты, так как в нашей стране и в зарубежной практике имеются отдельные случаи взрывов на предприятиях, причиной которых послужило нарушение взрывонепроницаемости оболочек взрывозащищенного электрооборудования.

Знание основных типов нагрузок, электродвигателей и изделий, в которых они применяются, может упростить выбор электродвигателя и принадлежностей к нему. При выборе электродвигателя следует учитывать множество факторов, в том числе: Целевое назначение. Предполагаемые внешние воздействия. Требующиеся эксплуатационные и механические характеристики.

При оценке параметров и состояния асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором (АД) величина индуктивности цепи намагничивания мало влияет на точность оценок, при условии ее достаточно большого по сравнению с индуктивностями рассеяния значения.

Спектр технических решений, в которых используется уникальные свойства магнитных жидкостей (МЖ) достаточно широк. Не последнее место среди них занимает высокогерметичные вводы движения и вращающиеся валы. В последнем случае они выполняют роль автономных радиальных или торцевых уплотнений машин и аппаратов, одинаково хорошо работающих как в статике, так и динамике. Формально относясь к классу контактных, они работают в режиме жидкостного (при больших концентрациях - полужидкостного) трения и меньше изнашиваются.

В системах электроснабжения горных предприятий продолжается интенсивный рост мощностей используемых в приводах горных машин электродвигателей. К сожалению, вместе с тем отмечен и сопутствующий рост аварийности этих электродвигателей как отечественного, так и зарубежного производства.

При расследовании аварий на угольных шахтах большое значение имеет выявление причины опасной ситуации. В Кузбассе на шахте «Чертинская» при всасывающем проветривании тупиковой выработки произошла вспышка метана. Возникла гипотеза о том, что источником зажигания послужил вал вентилятора, нагревшийся из-за выхода из строя подшипника в муфте, соединяющей валы двигателя и вентилятора, так как сломанный подшипник при трении о вал может быть тепловым источником.

Ранее рассматриваемая двухфазная математическая модель комплекса, состоящего из асинхронного двигателя (АД) с кабелем и пускателем в статорной цепи. При помощи предложенной модели можно исследовать динамические явления, одновременно происходящие в кабельной сети, контакторе пускателя и в асинхронном двигателе при условии, что все фазы системы симметричны. Рассмотрим систему с трехфазным электродвигателем.

Анализ выполненных на кафедре электроснабжения горных и промышленных предприятий и опубликованных к настоящему времени исследований по надежности рудничных электродвигателей (РЭД) позволил сформулировать алгоритм функционирования и контроля технического состояния РЭД с учетом действия факторов, определяющих изменение свойств изоляции обмоток статора и расходование общего ресурса.

В сетях электроснабжения с электродвигательной нагрузкой имеют место переходные процессы, которые могут изменять питающее напряжение электродвигателей. При этом возможно возникновение неблагоприятных условий работы коммутационной аппаратуры, что может привести к ее отключению и что, в свою очередь, может привести к распаду всего технологического процесса.