Методика проектування асинхронного електропривода з випадковим навантаженням при живленні від однофазної мережі
Анотація
Method of designing an asynchronous electric drive with random loading powered from a single-phase network
Yu. Shurub, A. Dudnyk, D. Lavinskiy
Actuality. An asynchronous electric drive of a large part of the mechanisms of agricultural and communal use has a load that varies according to accidental law. In many cases, the power of the three-phase motors is from a single-phase network, and as phase-locking elements, condensers with constant or regulated capacitance are used. It should be noted that the voltage of the power supply often does not correspond to the norm, and voltage fluctuations in the general case are also stochastic in nature. In the case of a random nature of changes in the load of the electric motor and the supply voltage, the choice of parameters of the phase-shifting elements is a complex task, and it is expedient to carry it out taking into account the probabilistic characteristics of disturbances of the electric drive.
The choice of parameters of phase-displacement elements is based on minimization of the dispersion of the current of the reciprocal sequence. If the load change is characterized as a random stationary process, then the process of changing the values of the symmetric components can also be described by stationary random functions. Thus, the problem is reduced to the definition of numerical characteristics of random variables that have a functional dependence on another random variable.
The purpose of the research is to develop a method for designing an asynchronous electric drive powered by a single-phase network with discretely adjustable phase-shifting elements, taking into account the random nature of the load variation.
The proposed closed-loop control system can provide a symmetrical operating mode of the asynchronous motor in a wide range of load variations and, accordingly, reduce its power consumption and increase the reliability of its operation. But since the modes of loading of electric drives with a sharply variable random nature are considered, the control system due to the presence of electromagnetic and mechanical inertia in the closed circuit does not allow to obtain an optimal mode without proper filtering of the random component of the load. Consequently, the controlling microprocessor device to take into account the stochastic nature of the load change must be supplemented by a random variable filter, which can be presented as a statistically optimal controller. To develop an algorithm for optimal filtration, the criterion for minimizing the mean square error of reproduction of a useful signal is used.
The compatible model of the electric drive and the load allows to determine the structure of the control system of three-phase single-phase electric drives in conditions of the action of stochastic perturbations in order to minimize the currents of the reciprocal sequence.
The calculations have shown that in the case of a load that has an exponential correlation function, the inertial link is the transmitted function of the optimal regulator, and when loaded with an exponentially cosine correlation function, a serial connection of the second order aperiodic link and the driving link.
Conclusions
The proposed control system is a three-phase single-phase EP with a three-element discretely adjustable phase-locking module, where, to provide a minimum reciprocal flow dispersion in a stochastic load change in the control system, an optimal filtration algorithm is used to obtain in a single-phase mode the efficiency of the AD is close to the efficiency of the same AD at the symmetric power when working in a dynamic mode of changing the load according to random laws, as well as reduce the number of switching capacitor switched off shuye overall reliability of the system.
Посилання
Malyar, V., Hamola, O., Maday, V. (2016). Calculation of capacitors for starting up a three-phase asynchronous motor fed by single-phase power supply. Proceedings of 2016 17th International Conference Computational Problems of Electrical Engineering (CPEE 2016). Sandomierz, Poland, 14–17th September, 1–4.
Hizhniak, Т. А., Gusev, О. О., Lipins’kiy, І. S. (2016). Distantciine keruvannia elektrotehnichnimi pristroiami v sistemah reguliuvannia mikroklimatu [Remote control of electrical devices in microclimate control systems]. Tehnichna elektrodinamika, 5, 32–34.
Mazurenko, L. I., Dzhura, O. V., Shevchuk, S. P. (2017). Transients in a Transistor-Switched Capacitor Regulator of a Stand-Alone Induction Generator Supplying a Single-Phase Load. Proceedings of 2017 International conference on modern electrical and energy systems (MEES). Kremenchuk, November 15–17, 2017, 244–247.
Shurub. Yu. V. (2011). Trifazno-odnofazniy asinhronniy elektroprivod z bagatoelementnim emnisnim fazozmishchuuchim modulem [Three-single-phase asynchronous electric drive with multi-element capacitive phase-shift module]. Electrotechnika i elektromehanika, 3, 49–50.
Shurub, Yu. V., Dudnyk, A. O. (2016). Bagatokriterialniy sintez reguliovanih za naprugoiu asinhronnih elektroprivodiv iz stohastichnim navantazhenniam [Multicriterion synthesis of voltage regulated induction electric drives with stochastic loads] . Naukovi wisnik NUBiP Ukrainy, 252. – P. 204–209.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
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).
