ЕНЕРГОЕФЕКТИВНИЙ ЕЛЕКТРОПРИВОД ТУРБОМЕХАНІЗМІВ НА ОСНОВІ ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГУНА ЗІ ЗБУДЖЕННЯМ ЗМІННИМ СТРУМОМ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.1.2025.324835Ключові слова:
електропривод, турбомеханізми, вентильний двигун, збудження змінним струмом, комутація вентилів, оптимізація частоти збудженняАнотація
Робота присвячена аналізу електромеханічних властивостей вентильних двигунів (ВД) зі збудженням змінним струмом у застосуванні до електроприводів (ЕП) турбомеханізмів (вентиляторів, насосів, турбокомпресорів). Оскільки такі механізми споживають близько 25% електроенергії у промисловості, оптимізація їхніх ЕП є критично важливим завданням. Запропоновано схему ВД, яка усуває проблему відсутності машинної комутації вентилів інвертора на низьких частотах і під час пуску.
Проведено математичний аналіз характеристик ВД, зокрема досліджено оптимальну частоту збудження, що забезпечує мінімальну потужність перетворювачів у роторі та статорі. Показано, що при частоті збудження 4–6 Гц сумарна потужність перетворювачів знижується на 15–20% у порівнянні з традиційними схемами подвійного живлення. Також показано, що зміна напрямку обертання поля збудження дозволяє розширити діапазон регулювання швидкості, що підвищує адаптивність системи до змінних умов експлуатації.
Отримані результати демонструють переваги запропонованого підходу, зокрема зниження теплових втрат, підвищення перевантажувальної здатності ЕП та виключення необхідності у встановленні датчика положення ротора. Запропоновані рішення можуть бути використані для розробки високоефективних систем керування турбомеханізмами
Посилання
O. M. Zakladnyi, A. V. Prakhovnyk, and O. I. Solovei, Energy Saving in Industrial Electric Drives: A Textbook. Kyiv: Kondor, 2005, 408 p.
O. O. Zakladnyi, "Energy efficiency of a brushless motor," Energy: Economics, Technology, Ecology, no. 4(58), pp. 99–105, 2019. [Online]. Available: https://doi.org/10.20535/1813-5420.4.2019.200507.
O. M. Zakladnyi and O. O. Zakladnyi, Energy-Efficient Electric Drive with Brushless Motors (in Ukrainian), 2nd ed., revised and extended. Kyiv: Libra Publishing House, 2013, 212 p. [Online]. Available: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/70374.
Dai H., Wang Y. Analysis of Induction Motor Efficiency under Variable Frequency Drives // Journal of Electrical Engineering, 2021, Vol. 35, No. 4, pp. 203–218.
Hansen R., Lee S. Comparative Study of Variable Speed Drives for Turbo Compressors // Applied Energy, 2019, Vol. 251, Article 113364.
Bose B. K. Modern Power Electronics and AC Drives. – Prentice Hall, 2002.
Mohan N. Advanced Electric Drives: Analysis, Control, and Modeling Using MATLAB/Simulink. – Wiley, 2014.
Pillay P. Brushless Permanent Magnet and Reluctance Motor Drives. – Wiley, 2016.
Hendershot J. R., Miller T. J. E. Design of Brushless Permanent-Magnet Motors. – Magna Physics Publishing, 2010.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
