Трифазний асинхронний двигун з підвищеною продуктивністю в однофазному режимі
Автор: Романишин Назарій Михайлович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У цій магістерській кваліфікаційній роботі висвітлюється проблема щодо дослідження способу підвищення продуктивності та ефективності при використанні трифазного асинхронного двигуна в однофазних мережах. У вступній частині пояснювальної записки проаналізовано актуальність використання однофазних та трифазних асинхронних двигунів, поширеність одно- і трифазних мереж живлень, застосування в умовах реалій сьогодення [1]. У першому розділі пояснювальної записки висвітлено питання ефективного та доцільного застосування асинхронних двигунів в однофазних мережах живлення, наведено відмінність між трифазним та однофазним струмом. Окрім цього, розглянуто основні переваги використання асинхронних двигунів [5], також виділено увагу основним причинам поширення однофазних мереж. Здійснено огляд основних технічних обмежень, які впливають на спосіб підмикання в мережу двигуна, серед яких труднощі з симетруванням струмів живлення. Важливу увагу виділено альтернативним способам створення однофазного живлення, серед яких виділяють бензогенератор та частотний перетворювач [2]. Проаналізовано основні конфігурації невеликих привідних механізмів, у яких незмінний момент навантаження [3], що зумовлене особливістю підключення асинхронного двигуна в однофазну мережу. У другому розділі пояснювальної записки було наведено загальний огляд, конструкцію та принцип дії класичного трифазного асинхронного двигуна, що працює від мережі симетричної трифазної напруги, описано способи з’єднання статорних обмоток в трифазну мережу живлення [4]. Проведено огляд будови, принципу роботи однофазних та двофазних асинхронних двигунів, оскільки принцип їх роботи майже ідентичний, як у звичного трифазного двигуна при однофазному живленні [5]. Розглянуто питання утворення колового та еліптичного магнітного поля у двигуні, та проаналізовано несиметричні двофазні машини й можливі способи їх симетрування в однофазній мережі [5]. У третьому розділі пояснювальної записки розглянуто основні способи застосування фазозсувних пристроїв, які здатні підвищити ефективність роботи трифазного асинхронного двигуна в однофазній мережі [7]. Для початку, проведено огляд прямого включення трифазного двигуна в однофазну мережу, без використання додаткових пристроїв [5]. Було також описано сутність використання простих однофазних конденсаторних схем та пристроїв, за якими сполучають трифазний асинхронний двигун. Для дослідження було проведено практичний дослід в лабораторії , а також здійснено математичне моделювання в середовищі Matlab Simulink, проаналізовано параметри трифазного двигуна при симетричному трифазному живленні та проведено дослід за простою схемою при однофазному живленні з вибором відповідного конденсатора [6]. У результаті було здійснено порівняння отриманих характеристик. У кінці розділу, проведено практичний дослід за складною конденсаторною схемою, що містить кілька фазозсувних елементи, та забезпечує отримання максимально можливої продуктивності трифазного двигуна при однофазному режимі. Об’єкт дослідження – трифазний асинхронний двигун при підключенні простих та складних однофазних конденсаторних схем в мережу живлення. Предмет дослідження – параметри та характеристики трифазного асинхронного двигуна за різних схем підключення та способів підвищення ефективності й поведінки в умовах обмеженого однофазного живлення. Мета дослідження: забезпечити спосіб найвищої продуктивності за умов використання однофазних конденсаторних схем живлення при підключенні трифазного асинхронного двигуна в мережу однофазного живлення. Згідно з результатами дослідження, при підключенні за простою схемою конденсаторного живлення забезпечується 65-70% від номінальної потужності при симетричному трифазному живленні, а при застосуванні складної однофазної схеми – 90% від номіналу за умови сталого моменту навантаження. Ключові слова – асинхронний двигун, електропривід, однофазна мережа живлення, конденсатор, фазозміщувальний елемент, колове магнітне поле. Перелік використаних літературних джерел. 1. Електричні мережі та системи. Режими роботи розімкнених мереж: Навчальний посібник з дисципліни для всіх форм навчання та студентів іноземців напряму підготовки 6.050701 “Електротехніка та електротехнології” /Уклад. В.В.Кирик.-К.: НТУУ «КПІ», 2014.- 130с 2. Півняк Г.Г., Волков О.В. Сучасні частотно-регульовані асинхронні електроприводи з широтно-імпульсною модуляцією. – Дніпропетровськ: Національний гірничий університет, 2006. – 470 с. 3. Шевченко І.С., Морозов Д.І. Електромеханічні системи в асинхронному електроприводі: Навч. посібник / І.С. Шевченко, Д.І. Морозов. – Алчевськ: ДонДТУ, 2009. – 349 с. 4. А. А. Видмиш, Л. В. Ярошенко. Основи електропривода. Теорія та практика. Частина 1. / Навчальний посібник. – Вінниця: ВНАУ, 2020. – 387 с. 5. Експериментальні дослідження електричних машин. Грабко В.В., Розводюк М.П., Левицький С.М., Казак М.О.Частина ІІІ. Асинхронні машини. Навчальний посібник. – Вінниця: ВНТУ, 2007. – 197 с. 6. Моделювання електромеханічних систем. Математичне моделювання систем асинхронного електроприводу Matlab Simulink: навчальний посібник / О. І. Толочко. – Київ, НТУУ «КПІ», 2016. – 150 с. 7. Дослідження трифазного асинхронного двигуна в однофазних схемах ввімкнення: Методичні вказівки до лабораторної роботи з предмету «Електромеханотронні перетворювачі систем автоматики» для студентів спеціальності 141. Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / Укл.: І.Є. Біляковський. – Львів: Видавництво Національного університету «Львівська політехніка», 2018. – 9 с.