Филиал Национального исследовательского университета «Московский энергетический институт», Смоленск, Россия:

Барышников В. А., доцент, канд. техн. наук
Рожков В. В., зав. кафедрой, доцент, канд. техн. наук, umo@sbmpei.ru
Федотов В. В., студент

Обоснованы дальнейшие направления развития асинхронного электропривода с импульсно-ключевым способом регулирования на базе полностью управляемых силовых ключей типа GTO, IGBT, MOSFET с усовершенствованной схемой управления. Отмечено, что до сих пор часто на практике используют варианты силовой схемы электропривода с релейно-контакторным реостатным управлением на основе асинхронного двигателя с фазным ротором. Рассмотрен современный, относительно несложный вариант модернизации подобных систем электропривода. Разработана компьютерная имитационная модель и дано ее описание. Выполнен расчет экономического эффекта от внедрения предлагаемой системы электропривода с импульсно-ключевым регулированием.

Работа выполнена при господдержке, проект № FSWF-2020-0019.

1. Ляхомский А. В., Фащиленко В. Н. Управление электромеханическими системами горных машин. – М. : Изд-во Московского государственного горного ун-та, 2004. – 296 с.
2. Константинова С. В. Электропривод горных машин : учеб.-метод. пособие. – Минск : БНТУ, 2013. Ч. 1. – 66 с.
3. Данилов П. Е., Барышников В. А. Асинхронный электропривод с импульсным регулированием // Машиностроение : энциклопедия. – М. : Машиностроение, 2012. Т. IV-2. Электропривод. Гидро- и виброприводы. Кн. 1. Электропривод. С. 300–306.
4. Данилов П. Е. Крановый асинхронный электропривод с импульсным регулятором в роторной цепи : учеб. пособие. – Смоленск : Филиал МЭИ(ТУ) в г. Смоленске, 2005. – 92 с.
5. Барышников В. А., Данилов П. Е., Певзнер Е. М., Голев С. П. Переходные процессы в асинхронном электроприводе с импульсно-ключевым регулированием // Электротехническая промышленность. Сер. Электропривод : науч.-техн. реферативный сб. – М., 1984. Вып. 9(131). С. 1–4.
6. Gladyshev S. P., Usinin Yu., Valov A., Grigoryev M., Bychkov A. Pulse Vector Control of Wound Rotor Induction Motor : Technical Paper 2010-01-0703 // SAE 2010 World Congress and Exhibition. – Detroit, 2010. DOI: 10.4271/2010-01-0703
7. Валов А. В., Функ Т. А., Журавлев А. М., Сидоренко Н. Ю. Схемы импульсно-векторного управления электроприводом переменного тока // Электротехника. 2014. № 10. С. 27–29.
8. Tunyasrirut S., Kinnares V. Speed and Power Control of a Slip Energy Recovery Drive Using Voltage-source PWM Converter with Current Controlled Technique // Energy Procedia. 2013. Vol. 34. P. 326–340.
9. Kolar J. W., Friedli T., Rodriguez J., Wheeler P. W. Review of Three-Phase PWM AC-AC Converter Topologies // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2011. Vol. 58. No. 11. P. 4988–5006.
10. Sita Ram, Rahi O. P., Sharma V., Kumar P., Choudhary R. et al. Analysis of Induction Motor Drive using SPRS Based on GTO/IGBT Buck-Boost chopper Topologies // Proceedings of the 2016 7^th India International Conference on Power Electronics. – Patiala, 2016. P. 496–501.
11. Sita Ram, Rahi O. P., Sharma V. Analysis of Induction Motor Drive using Buck-Boost Controlled Slip Power Recovery Scheme // Proceedings of the 2016 IEEE 1^st International Conference on Power Electronics, Intelligent Control and Energy Systems. – Delhi, 2016. P. 271–276.
12. Meshcheryakov V. N., Muravyev A. A., Boikov A. I., Pikalov V. V. The Soft Starting System for an Induction Motor with an Induction Resistance in the Wound Rotor Circuit // Proceedings of the 2019 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies. – Vladivostok, 2019. P. 131–135.
13. Meshcheryakov V. N., Muravyev A. A., Boikov A. I. Induction Generator Based on Doubly-Fed Machine // Proceedings of the 2018 17^th International Ural Conference on AC Electric Drives. – Ekaterinburg, 2018. P. 207–211.
14. Jiang You, Minghao Liu, Jiarui Ma, Hongjie Jia. Modeling and analyse of induction motor drive system with consideration of dc bus stabilization and control performance // Proceedings of the 2016 IEEE 8th International Power Electronics and Motion Control Conference. – Hefei, 2016. P. 1362–1367.
15. Hengameh Kojooyan-Jafari, Monjo L., Córcoles F., Joaquín Pedra. Parameter Estimation of Wound-Rotor Induction Motors From Transient Measurements // IEEE Transactions on Energy Conversion. 2014. Vol. 29. No. 2. P. 300–308.
16. Sita Ram, Rahi O. P., Veena Sharma, Prakash Kumar, Rishav Choudhary et al. Reactive Power Control of Induction Motor Drive Using Chopper Operated Slip Power Recovery Scheme // Proceedings of the 2016 IEEE 7th Power India International Conference. – Bikaner, 2016. P. 1141–1146.
17. Gladyshev S. P., Okrainskaya I., Gladyshev P. Induction Mode Operation in the Electrical Machine with DC Stator Excitation : Technical Paper 2015-01-0151 // SAE 2015 World Congress & Exhibition. – Detroit, 2015. DOI: 10.4271/2015-01-0151
18. Voronin V. A., Nepsha F. S. Modelling and Simulation of Scraper Face Conveyor Electric Drive // Proceedings of the 2020 Ural Smart Energy Conference. – Ekaterinburg, 2020. P. 63–67.
19. Курилин С. П., Соколов А. М., Прокимнов Н. Н. Компьютерная программа для эксплуа тационной диагностики электромеханических систем на основе топологического подхода // Прикладная информатика. 2021. Т. 16. № 4(94). С. 62–73.
20. Borisov V. V., Kurilin S. P., Prokimnov N. N., Chervalova M. V. Fuzzy cognitive modeling of heterogeneous electromechanical systems // Прикладная информатика. 2021. Т. 16. № 1(91). С. 32–39.
21. Гаврилова С. В., Соколова И. А., Доманов В. И. Математическое моделирование многодвигательного электропривода // Автоматизация и приборостроение: проблемы, решения : матер. V Междунар. науч.-техн. конф. – Севастополь : Изд-во СевГУ, 2017. С. 63–64.
22. Дорощенко И. В., Погуляев М. Н. Имитационная модель асинхронной машины с фазным ротором в Matlab Simulink // Вестник Гомельского государственного технического университета им. П. О. Сухого. 2021. № 2(85). С. 99–106.
23. Haozhe Liu, Feifei Bu, Wenxin Huang, Lu Liu, Yuwen Hu et al. Control Strategy for Five-Phase Dual-Stator Winding Induction Starter/Generator System // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2020. Vol. 67. No. 4. P. 2607–2617.
24. Shestakov A. V. Modeling and Experimental Analysis of Dynamic Characteristics of Asynchronous Motor // Proceedings of the 2019 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing. – Sochi, 2019. DOI: 10.1109/ICIEAM.2019.8743061
25. Panyuan Ren, Bulai Wang, Xiutao Ji, Xiangsheng Liu, Yuanyuan Yang. Simulation Research Based on Asynchronous Motor Vector Control Technology // Proceedings of 2018 Chinese Intelligent Systems Conference. Ser. Lecture Notes in Electrical Engineering. – Singapore : Springer, 2019. Vol. 528. P. 445–453.
26. Rozhkov V. V., Fedotov V. V. Improving the Properties and Characteristics of Avariable-Frequency Drive with an Active Rectifier // Proceedings 2020 International Russian Automation Conference. – Sochi, 2020. P. 903–907.

27. Данилов П. Е., Крутиков К. К., Рожков В. В. Управление частотно-регулируемым электроприводом // Специальные разделы теории электропривода : конспект лекций. – 2-е изд., испр. – Смоленск, 2012. – 100 с.
28. Ключев В. И. Теория электропривода : учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Энергоатомиздат, 2001. – 704 с.
29. Анучин А. С. Системы управления электроприводов : учебник. – М. : ИД МЭИ, 2015. – 373 с.
30. Черных И. В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. – М. : ДМК Пресс, 2007. – 288 с.