Направления разработки эффективной системы управления электроприводом насосной станции
Ключевые слова:
цифровое моделирование, математическое моделирование, магнитопроводы, бесконтактные двигателиАннотация
В системах электроснабжения потребителей постоянного тока достаточно часто используются выпрямительные установки. При этом могут возникать такие проблемы, как увеличенное сечение токоведущих частей в случае отсутствия стабилизации напряжения, искажение качества электрической энергии, сопровождающееся дополнительными ее потерями из-за появления высших гармоник. Также следует учитывать, что современные двигатели постоянного тока остро реагируют на искажение формы кривой питающего напряжения. Актуальной задачей является разработка выпрямительного устройства, которое способно подвести к электроприемникам электрическую энергию необходимого качества при соблюдении требований по надежности работы электрооборудования. В статье предложено использовать для управления электроприводом постоянного тока трехконтурную систему регулирования, включающую датчики положения ротора. Сигналы, снимаемые с указанного датчика, непосредственно поступают в систему управления данных двигателей. При этом основным предложенным техническим решением является регулируемое выпрямительное устройство на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем. С целью исследования процессов, происходящих в устройстве, рекомендовано применение метода математического моделирования с уравнениями, составленными на основе теории электрических цепей с взаимоиндуктивностью. Произведен расчет переходных процессов, происходящих при коммутации нагрузки и при различных видах несимметрии питающего напряжения. Полученные результаты расчета подтвердили эффективность использования трансформатора с вращающимся магнитным полем и датчика положения ротора для создания рабочей системы управления электроприводом постоянного тока.
Библиографические ссылки
Пузина Е.Ю., Худоногов И.А. Выявление факторов разрыва транзита электроэнергии в системе внешнего электроснабжения и ее подпитки через контактную сеть // Вестн. Урал. гос. ун-та путей сообщ. 2023. № 2 (58). С. 67–76.
Селезнёв А.С., Кондрат С.А., Третьяков А.Н. Об эффективности применения фильтров при нормализации несинусоидальных режимов // Вестн. Иркут. гос. техн. ун-та. 2015. № 8 (103). С. 177–183.
Управление качеством электроэнергии / И.И. Карташов, В.Н. Тульский, Р.Г. Шамонов и др. М. : МЭИ, 2006. 319 с.
Третьяков Е.А. Управление качеством электрической энергии в распределительных сетях железных дорог. Омск : ОмГУПС, 2013. 191 с.
Овечкин И.С., Пузина Е.Ю. Снижение несимметрии напряжения воздушных линий, питающих устройства автоблокировки // Вестн. Урал. гос. ун-та путей сообщ. 2023. № 4 (60). С. 84–95.
Cherpanov A., Kutsyi A. Modeling of Tractive Power Supply Systems for Heavy-Tonnage Trains Operation // International Russian Automation Conference (RusAutoCon). Sochi, 2018. P. 1–5. DOI 10.1109/RUSAUTOCON.2018.8501734.
Shamanov V.I., Pultyakov A.V., Trofimov Yu.A. Main electromagnetic jammer sources with impact on the railroad automation systems // Journal of Physics: International Conference on Information Technology in Business and Industry (ITBI 2020). 2020. Vol. 1661. Is. 1. DOI 10.1088/1742-6596/1661/1/012012.
Быкадоров А.Л., Заруцкая Т.А., Попов М.О. Инновационные методы анализа основных компонент для оценки и диа-гностики состояния контактной сети // Энергетика транспорта. Актуальные проблемы и задачи : сб. науч. тр. VII Междунар. науч.-практ. конф. Ростов-на-Дону, 2023. С. 50–53.
Рыжова Е.Л. Инновационные технологии определения состояния изоляции тяговых электрических машин // Интеллектуальная электротехника. 2022. № 1 (17). С. 116–127.
Сулейманов Р.Я., Падерина И.Б. Особенности ускорения подвижного состава // Вестн. Урал. гос. ун-та путей сообщ. 2020. № 1 (45). С. 75–81.
Определение современных показателей надежности устройств релейной защиты и автоматики / А.В. Виноградов, А.А. Лансберг, Ю.Д. Волчков и др. // Изв. высш. учеб. заведений. Проблемы энергетики. 2023. Т. 25. № 2. С. 58–70.
Reliability analysis of power equipment of traction rolling stock within the Eastern region / A.M. Khudonogov, I.A. Khudonogov, E.Yu. Dulskiy et al. // International Conference on Transport and Infrastructure of the Siberian Region (SibTrans 2019). Moscow, 2019. Vol. 760. DOI 10.1088/1757-899X/760/1/012018.
Плотников И.И. Обнаружение неисправностей в системе тягового электроснабжения // Железнодорожный транспорт. 2023. № 8. С. 45–47.
Усовершенствование схемы блока управления электродвигателя малогабаритного стрелочного универсального / К.В. Менакер, А.В. Пультяков, М.В. Востриков и др. // Автоматика на транспорте. 2023. № 4. Т. 9. С. 313–323.
Пузина Е.Ю. Регулируемые тяговые преобразователи в системе электроснабжения постоянного тока : автореф. дис. … канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 1998. 24 с.
Овечкин И.С., Поляков М.М. Изменение сигнала на выходе линейного колебательного контура при приближении частоты к резонансной // Молодая наука Сибири. 2021. № 2 (12). С. 372–382. URL : https://mnv.irgups.ru/sites/default/files/articles_pdf_files/ovechkin_polyakov.pdf (Дата обращения 18.11.2023).
Основы электротехники, микроэлектроники и управления. Теория и расчет. В 2 т. / Ю.А. Комиссаров, Л.С. Гордеев, Д,П. Вент и др. Т. 1. М. : Химия, 2007. 451 с.
Красношапка М.М., Коваленко Г.А., Красношапка Д.М. Плавно регулируемые трансформаторы и автотрансформато-ры с вращающимся магнитным полем. Киев : ИЭД, 1986. 49 с.
Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. М. : Высш. шк., 1987. 248 с.
Страхов С.В. Переходные процессы в электрических цепях, содержащих машины переменного тока. М.-Л. : Госэнерго-издат, 1960. 247 с.
Мишин С.В., Мишина И.В. Математическое моделирование управляемого трансформатора с вращающимся магнит-ным полем // Науч. вестн. Москов. гос. техн. ун-та граждан. авиации. 2008. № 126. С. 87–91.
Веников В.А., Веников Г.В. Теория подобия и моделирования (применительно к задачам электроэнергетики). М. : Высш. шк., 1984. 438 с.
Петров Г.Н. Трансформаторы. Т. 1. Основы теории. М.-Л. : Энергоиздат, 1934. 446 с.
