Електропривод на базі трифазного асинхронного двигуна при однофазному живленні обмеженої потужності
Автор: Вучкан Давід Васильович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 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. В 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, а 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. Проаналізовао основні конфігурації невеликих привідних механізмів, у яких незмінний момент навантаженням, 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. Проведено огляд будови, принципу роботи однофазних та двофазних асинхронних двигунів, оскільки принцип їх роботи майже ідентичний, як у звичного трифазного двигуна при однофазному живленні. Розглянуто питання утворення колового та еліптичного магнітного поля у двигуні, та проаналізовано несиметричні двофазні машини й можливі способи їх симетрування в однофазній мережі. У третьому розділі пояснювальної записки розглянуто основні способи застосування фазозсувних пристроїв, які здатні підвищити ефективність роботи трифазного асинхронного двигуна в однофазній мережі. Для початку, проведено огляд прямого включення трифазного двигуна в однофазну мережу, без використання додаткових пристроїв. 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 при однофазному живленні з вибором відповідних конденсаторів. У результаті було здійснено порівняння отриманих характеристик. У кінці розділу, проведено практичне дослідження трифазного двигуна, але за складною конденсаторною схемою, що містить кілька фазозсувних елементів, та забезпечує отримання максимально можливої продуктивності трифазного двигуна при однофазному режимі. За результатами дослідів видно, що 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. Об’єкт дослідження – трифазний асинхронний двигун при підключенні простих та складних однофазних конденсаторних схем в мережу живлення. Предмет дослідження – дослідження параметрів та характеристик при різних способах підвищення ефективності та поведінки трифазного асинхронного двигуна в умовах обмеженого однофазного живлення. Мета дослідження: забезпечення найвищої продуктивності в умовах використання однофазних конденсаторних схем живлення при підключенні трифазного асинхронного двигуна в мережу однофазного живлення. 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.