Установка для экспериментальных исследований многофазных электромеханических систем

В. М. Терешкин, Д. А. Гришин, И. А. Макулов

Аннотация


Предметом данного исследования является экспериментальная установка, созданная для изучения характеристик и алгоритмов управления многофазными двигателями с числом рабочих фаз от 3 до 8, соединенных звездой, треугольником, либо другим способом, позволяющим протекать фазным токам, создающим вращающееся электромагнитное поле. Установка состоит из двух отдельных самостоятельных блоков: контроллера, или человеко-машинного интерфейса управления, и силового инверторного модуля (преобразователя). Контроллер соединен с преобразователем двухпроводным полудуплексным интерфейсом (RS485) по информационному протоколу обмена Modbus RTU. В состав установки также входят синхронные двигатели с числом фаз 3, 5, 7.

С помощью разработанной установки можно проводить экспериментальные исследования многофазных двигателей при реализации различных алгоритмов управления преобразователя, реализующего векторную широтно-импульсную модуляцию. Временные затраты реализации алгоритмов управления минимальны. По результатам экспериментов можно проводить сравнительный анализ многофазных двигателей по энергетической эффективности, по уровню вибраций электромагнитного происхождения, по динамическим параметрам. Возможна экспериментальная оценка нагрузки ключей преобразователя.

Созданная установка является эффективным инструментом для проверки достоверности результатов теоретических исследований электромеханических систем на основе многофазных двигателей. 


Ключевые слова


установка для экспериментальных исследований; многофазный двигатель; многофазный преобразователь; сенсорная панель контроллера

Полный текст:

PDF PDF (English)

Литература


Kozyaruk A.E. Direct torque control in an alternating current electric drive of mining machinery and mechanisms. SPGGI, St. Petersburg, 2008, p. 99.

Kozyaruk A.E. Modern efficient electric drives of production and transport mechanisms. Elektrotekhnika. 2019. N 3, p. 33-37.

Rudakov V.V., Kozyaruk A.E. Electric drive control systems. Direct torque control in AC drive. SPGGI, St. Petersburg, 2007, p. 75.

Tereshkin V.M. An analytical method for assessing vibrations of electromagnetic origin in a seven-phase AC machine. Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta. 2019. N 1, p. 61-69.

Tereshkin V.M., Grishin D.A. Study of the algorithms for the operation of a five-phase converter in the mode of vector pulse-width modulation. Elektrotekhnika. 2017. N 2, p. 46-51.

Tereshkin V.M. Determination of the harmonic composition of the resulting current of a 4-phase symmetrical winding of an electric machine. Vestnik Moskovskogo aviatsionnogo instituta. 2018. Vol. 25. N 3, p. 212-219.

Tereshkin V.M., Grishin D.A., Makulov I.A. Prospects for the use of multiphase AC machines, Elektronika i elektrooborudovanie transporta. 2017. N 1, p. 19-26.

Tereshkin V.M., Grishin D.A., Makulov I.A. Comparative analysis of the effectiveness of three-phase and five-phase synchronous valve machines. Elektrotekhnika. 2018. N 5, p. 60-67.

Tereshkin V.M. The theoretical justification for the possibility of reducing vibrations of electromagnetic origin in a five-phase AC machine compared to a three-phase machine. Vestnik Moskovskogo aviatsionnogo instituta. 2018. Vol. 25. N 4, p. 229-239.

Tereshkin V.M., Grishin D.A., Makulov I.A. Three-key switching mode of the five-phase converter. Generalized voltage vector of a five-phase system with three-key switching. Elektronika i elektrooborudovanie transporta. 2018. N 4, p. 9-16.

Usol'tsev A.A. Modern asynchronous electric drive of optical-mechanical complexes. St. Petersburg: SPbGU ITMO, 2011, p. 164.

Bermudez M., Gonzalez-Prieto I., Barrero F., Guzman H., Kestelyn X., Duran M.J. An Experimental Assessment of Open-Phase Fault-Tolerant Virtual-Vector-Based Direct Torque Control in Five-Phase Induction Motor Drives. IEEE Transactions on Power Electronics. 2018. Vol. 33. N 3, p. 2774-2784.

Guzman H., Bermúdez M., Martín C., Barrero F., Durán M. Application of DSP in Power Conversion Systems – A Practical Approach for Multiphase Drives. 2015. URL: http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/48835.pdf (date of access: 09.09.2018). DOI: org/10.5772/60450

Barrero F., Duran M.J. Recent Advances in the Design, Modeling, and Control of Multiphase Machines – Part I. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2016. Vol. 63. N 1, p. 449-455; 459-468.

Dwari S., Parsa L. Fault-Tolerant Control of Five-Phase Permanent–Magnet Motors With Trapezoidal Back EMF. IEEE Transact Indust Electron. 2011. Vol. 58. N 2, p. 476-485.

Levi E. Advances in Converter Control and Innovative Exploitation of Additional Degrees of Freedom for Multiphase Machines. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2016. Vol. 63. Iss. 1, p. 433-448.

Levi E., Bojoi R., Profumo F., Toliyat H.A., Williamson S. Multiphase Induction Motor Drives – A Technology Status Review. IET Electric Power Applic. 2007. Vol. 1. N 4, p. 489-516.

M.Bermudez, I.Gonzalez-Prieto, F.Barrero, M.J.Duran, X.Kestelyn Open-phase fault operation of 5-phase induction motor drives using DTC techniques. Proc. 41st Annual Conference IEEE Industrial Electron. Society. 2015, p. 595-600.

Chan C.C., Bouscayrol A., Chen K. Electric, Hybrid, Fuel-Cell Vehicles: Architectures and Modeling. IEEE Transact Vehicular Technol. 2010. Vol. 59. N 2, p. 589-598.

Williamson S., Smith S. Pulsating Torque and Losses in Multiphase Induction Machines. IEEE Transact Indust Applic. 2003. Vol. 39. N 4, p. 986-993.




DOI: http://dx.doi.org/10.31897/pmi.2019.6.678

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.