Материал: Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. труды Всероссийской студенческой научно-технической конференции. Шелякин В.П

Рис.3. Результат экспорта схемы в Компас-График

Программный построитель обмоток позволяет построить развернутую схему трёхфазной обмотки как для различных типов электрических машин. В этот перечень входят асинхронные и синхронные машины переменного тока, а также бесконтактные машины постоянного тока. Программа строит схемы обмоток с целым числом q, так и с дробным. Так же реализовано построение двухслойных обмоток с разным укорочением/удлинением обмотки.

Следует отметить, что на данный момент реализовано построение только петлевых двухслойных обмоток. Поддерживается отображение и экспорт схемы обмотки на одну фазу (рис.4).

Рис.4. Отображение фазы А трёхфазной дробной обмотки

11

Программный построитель будет полезен как при быстром построении схем обмоток инженерами проектировщиками электрических машин, так и при обучении студентов. Например, для контрольной самопроверки и закрепления материалов темы «обмотки электрических машин переменного тока» учебной дисциплины «Электрические машины».

Литература

1.Проектирование электрических машин: учебник для вузов / под.ред. И.П. Копылова – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство Юрайт, 2011. – 767с.

2.Зимин В.И. Обмотки электрических машин. Изд. 6-е, перераб. и доп. Л.: Энергия, 1970.

Международный институт компьютерных технологий (г. Воронеж)

12

УДК 621.314+62-83:621.313

В.В. Благов, А.Д. Булатов, М.А. Чесноков, А.К. Муконин

О ВАРИАНТАХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ЧАСТОТНОГО ПРИВОДА

Рассмотрена возможность создания трехфазной системы синусоидальных напряжений с помощью двух регулируемых источников напряжения (РИН). Использование таких РИН упрощает преобразовательное устройство частотного электропривода.

Ключевые слова: двигатель переменного тока, частотный электропривод, преобразователь частоты, преобразовательное устройство.

Вчастотном приводе преобразовательное устройство (ПУ) питает

вобщем случае трёхфазную обмотку двигателя напряжениями регулируемой частоты. Преобразовательные устройства классифицируют по разным признакам и, в частности, по типу потенциальной (гальванической) связи фаз нагрузки и выходных выводов преобразователя. По данному признаку выделим три основных варианта преобразователей электрической энергии для частотного привода:

- с раздельным питанием фаз двигателя; - с наличием общего вывода;

- с трёхфазной нагрузкой и отсутствием общего вывода. Вышеназванную классификацию поясняет рис.1, где

использованы следующие обозначения: z1 – zn – фазы двигателя; РИН1РИНn – регулируемые источники напряжения; ИТ1-ИТn – измерители тока; ОВ – общий вывод; u1*- un* - сигналы управления напряжениями

нагрузки u1- un.

13

Рис.1. Варианты построения преобразовательных устройств

Схема на (Рис.1,а) соответствует преобразователю с раздельным питанием n фаз двигателя. В такой схеме общее число выводов преобразователя nв=2n.

Трехфазную обмотку обычно питают тремя синусоидальными фазными напряжениями.

где i = 1,2,3; Um и - амплитуда и частота напряжений. Двухфазный двигатель питают синусоидальными напряжениями

u1 , u2, сдвинутыми на 90:

14

Схемы на (Рис.1,б,г,д) соответствуют преобразователям с общим выводом ОВ. В традиционной схеме, приведенной на (Рис.1,б), обмотки двигателя соединены в n-лучевую звезду с нулевым проводом. Общее число выходных выводов преобразователя nв = n+1.

В нетрадиционных [1] преобразователях, соответствующих (Рис.1,г,д), трехфазная обмотка соединена в звезду без нулевого провода или в треугольник. Общее число выводов ПУ равно трем.

Схема преобразователя на (Рис.1,6) не имеет общего вывода, а трехфазная обмотка электродвигателя М1 соединяется в звезду без нулевого провода или в треугольник. Данный преобразователь создает трехфазную систему линейных напряжений u1-u3, описываемых формулой (1). В преобразователе нельзя в явном виде выделить отдельные регулируемые источники напряжений. К таким преобразователям относится, к примеру, трехфазный мостовой транзисторный инвертор напряжения.

Схемы на (Рис.1,г,д) позволяют упросить преобразовательные устройства. Рассмотрим возможность получения в данных схемах трехфазной симметричной системы синусоидального напряжения.

Блоки РИН1 и РИН2 формируют относительно общего вывода (ОВ) напряжения u1, u2 cо сдвигом фаз 60°:

Исходя из (3), для линейных напряжений трехфазной обмотки получим:

Таким образом, с помощью двух РИН формируется традиционная трехфазная симметричная система синусоид.

Проверка возможности питания трехфазной обмотки двигателя от двух РИН выполнена с использованием моделирования в среде MATLAB. Вначале были определены параметры модели асинхронного двигателя 4АА50В2У3 с номинальным моментом 0.849 Н*м и мощностью 120 Вт. Далее моделировалась работа двигателя при питании от трех источников синусоидальных напряжений (Рис.2,а) и от двух источников напряжения сдвинутых на 60° - (Рис. 2,б).

15