Моделювання впливу несинусоїдної напруги живлення на режими роботи асинхронного електроприводу

Анотація

У статті розглянуто актуальну науково-технічну проблему впливу несинусоїдної напруги живлення на режими роботи асинхронного електроприводу, що має особливе значення для сучасних промислових електротехнічних комплексів із великою кількістю нелінійних навантажень, силових напівпровідникових перетворювачів, частотно-регульованих приводів та іншого обладнання, яке спричиняє погіршення якості електроенергії. Для формування несинусоїдної напруги використано розклад періодичної функції у ряд Фур’є з урахуванням першої, третьої та п’ятої гармонічних складових. З метою відображення таких процесів побудовано підмодель генератора несинусоїдної напруги методом Bond Graph, яка дозволяє змінювати амплітуди та початкові фази окремих гармонік і, відповідно, імітувати різні типи спотворень у мережі живлення. Моделювання виконано для високовольтного асинхронного електродвигуна ВАО2-400LB-2У2. У результаті дослідження отримано осцилограми гармонічних складових напруги, спотворених трифазних напруг живлення, струмів статора та залежність електромагнітного моменту за умов живлення несинусоїдною напругою. Практична цінність дослідження полягає в тому, що запропонована Bond Graph модель із підмоделлю генератора несинусоїдної напруги дозволяє прогнозувати миттєві значення струмів, амплітуди та початкові фази гармонічних складових у випадку невідповідності параметрів електроенергії нормативним показникам якості. Отримані результати можуть бути використані для оцінювання чутливості асинхронних електроприводів до гармонічних спотворень, обґрунтування вибору раціональних режимів експлуатації, а також розроблення рекомендацій щодо впровадження пасивних, активних і гібридних фільтро-компенсувальних пристроїв, статичних синхронних компенсаторів та динамічних відновлювачів напруги для підвищення якості електроенергії. Застосування таких рішень сприятиме зменшенню гармонічних спотворень, стабілізації електромагнітного моменту, зниженню теплових перевантажень, підвищенню енергоефективності та забезпеченню надійної роботи високовольтних асинхронних електроприводів у реальних умовах промислових електричних мереж.