Определение периода повторяемости электромагнитных процессов в аварийных режимах работы многофазных вентильных двигателей малой мощности
Ключевые слова:
многофазный вентильный двигатель, электромагнитные процессы, изменяемая структура электромеханического преобразователя, штатные и аварийные режимы работы
Аннотация
Возрастающие требования к показателям надежности технических систем приводят к необходимости применения новых подходов к проектированию электрических машин и электропривода как электротехнического комплекса, одним из которых является системный подход. Для обеспечения совокупности повышенных показателей надежности предложено использовать многофазные вентильные двигатели, обладающие структурной и алгоритмической избыточностью. Показано, что для реализации вариантов схем вентильных двигателей кроме показателей надежности необходима количественная оценка его энергетических возможностей в штатных и аварийных режимах работы. Важнейшим этапом практической реализации вычислительного процесса при количественной оценке энергетических возможностей является определение периода повторяемости электромагнитных процессов. Рассмотрены основные вопросы определения периода повторяемости квазиустановившихся электромагнитных процессов электромеханического преобразователя энергии многофазных вентильных двигателей малой мощности при проектировании систем повышенной надежности. Это позволило реализовать численное решение систем дифференциальных уравнений, описывающих физические процессы в вентильных двигателях с изменяемой структурой электромеханического преобразователя в штатных и аварийных режимах работы.
Литература
1. Федеральная космическая программа России на 2016–2025 годы (Утверждена постановлением Правительства РФ от 23.03.2016 г. № 230) [Электрон. ресурс] URL: https://www.roscosmos.ru/22347/ (дата обращения 30.03.2021).
2. Муравлев О.П., Ведяшкин М.В. Эксплуатационная надежность асинхронных двигателей мостовых кранов. – Известия высших учебных заведений. Электромеханика, 2011, № 6, с. 38–41.
3. Михайлов И.Ю., Муравлев О.П., Федянин А.Л. Инженерный анализ эксплуатационной надежности электрического оборудования троллейбуса. – Вестник Кузбасского государственного технического университета, 2016, № 3(115), с. 85–92.
4. Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств. М.: Высшая школа, 1988, 479 с.
5. Однокопылов Г.И. Отказоустойчивый многофазный асинхронный электропривод с несинусоидальными токами. – Известия Томского политехнического университета, 2013, т. 322, № 4, с. 151–154.
6. Муравлев О.П. Системный подход к оценке качества при проектировании и изготовлении электрических машин. – Надежность и контроль качества, 1983, № 10, с. 30–36.
7. Надежность и эффективность в технике. Методология. Организация. Терминология: справочник/Под ред. А.И. Рембезы. М.: Машиностроение, 1986, т.1, 224 с.
8. Козлов Д.И., Аншаков Г.П., Агарков В.Ф. и др. Конструирование автоматических космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1996. 447 с.
9. Путников В.В., Путников А.В., Уваров В.Б. Бесконтактные электродвигатели постоянного тока с повышенной наработкой для космических аппаратов. – Электротехника, 2007, № 2, с. 18–23.
10. Воронин С.Г., Шабуров П.О., Курносов Д.А. Обеспечение работоспособности электропривода с синхронным двигателем при единичных отказах в силовом канале. – Электричество, 2010, № 11, с. 39–42.
11. Лозенко В.К. Вентильные двигатели для авиационных механизмов: автореф. дис. … д-ра техн. наук. М.: Изд-во МЭИ, 1985, 35 с.
12. Сандалов В.М. Резервированные электроприводы на базе вентильных двигателей: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.09.03. Челябинск, 2002, 22 с.
13. Вигриянов П.Г. Электромагнитные процессы многофазных вентильных двигателей. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2007, 143 с.
14. Вигриянов П.Г. Особенности исследования электромагнитных процессов вентильных двигателей с изменяемой структурой электромеханического преобразователя при отказах элементов силовой части. – Электричество, 2012, № 12, с. 46–50.
15. Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока. Л.: Энергия, 1980, 256 с.
16. Лутидзе Ш.И. Основы теории электрических машин с управляемыми полупроводниковыми коммутаторами. М.: Наука, 1968, 302 с.
17. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2012617499 РФ. Расчет мгновенных значений координат многофазных вентильных двигателей малой мощности, питающихся от одного источника, для вариантов неполной коммутации при неисправности типа «обрыв», реф. опубл. в Бюл. «Программы для ЭВМ», 2012, № 4(81), 360 с.
18. Вигриянов П.Г. Общая методика исследования электромагнитных процессов вентильного двигателя с изменяемой структурой электромеханического преобразователя коммутации. –
Электричество, 2012, № 8, с. 44–51.
#
1. Federal’naya kosmicheskaya programma Rossii na 2016–2025 gody (Utverzhdena postanovleniyem Pravitel’stva RF ot 23.03.2016 No.230) Federal Space Program of Russia for 2016–2025 (Approved by the Decree of the Russian Federation Government on 23.03.2016 No. 230) [Electron Resource] URL: https://www.ros-cosmos.ru/22347/ (Date of Appeal 30.03.2021).
2. Muravlev O.P., Vedyashkin M.V. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Elektromekhanika – in Russ. (Russian Electromechanics), 2011, № 6, pp. 38–41.
3. Mikhailov I.Yu., Muravlev O.P., Fedyanin A.L. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta – in Russ. (Bulletin of the Kuzbass State Technical University), 2016, No. 3(115), pp. 85–92.
4. Yuferov F.M. Elektricheskiye mashiny avtomaticheskikh ustroystv (Electric machines of automatic devices). М.: Vysshaya shkola, 1988, 479 p.
5. Odnokopylov G.I. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta – in Russ. (Bulletin of the Tomsk Polytechnic University), 2013, vol. 322, No. 4, pp. 151–154.
6. Muravlev O.P. Nadezhnost’ i kontrol’ kachestva – in Russ. (Reliability and quality control), 1983, No. 10, pp. 30–36.
7. Nadezhnost’ i effektivnost’ v tekhnike. Metodologiya. Organizatsiya. Terminologiya: spravochnik/Pod red. A.I. Rembezy (Reliability and efficiency in engineering. Methodology. Organization. Terminology: reference guide / Ed. by A.I. Rembeza). М.: Mashinostroyeniye, 1986, vol.1, 224 p.
8. Kozlov D.I., Anshakov G.P., Agarkov V.F., etc. Konstruirovaniye avtomaticheskikh kosmicheskikh apparatov (Design of automatic spacecraft). М.: Machinostroenie, 1996, 447 p.
9. Putnikov V.V., Putnikov A.V., Uvarov V.B. Elektrotekhnika – in Russ. (Electrical Engineering), 2007, No. 2, pp. 18–23.
10. Voronin S.G., Shaburov P.O., Kurnosov D.A. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2010, No. 11, pp. 39–42.
11. Lozenko V.K. Ventil’nyye dvigat’yeli dlya aviatsionnykh mekhanizmov: avtoref. dis. … d-ra tekhn. nauk (AC converter-fed motors for aircraft mechanisms: abstract of the dis. ... Dr. Sci. (Eng.)). М.: Izd-vo MEI, 1985, 35 p.
12. Sandalov V.M. Rezervirovannyye elektroprivody na baze ventil’nykh dvigateley: avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk (Redundant electric drives based on AC converter-fed motors: abstract of the dis. ... Dr. Sci. (Eng.)). Chelyabinsk, 2002, 22 p.
13. Vigriyanov P.G. Elektromagnitnyye protsessy mnogofaznykh ventil’nykh dvigateley (Electromagnetic processes of multiphase AC converter-fed motors). Chelyabinsk: Izd-vo YuUrGU, 2007, 143 p.
14. Vigriyanov P.G. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2012, No. 12, pp. 46–50.
15. Vazhnov A.I. Perekhodnyye protsessy v mashinakh peremennogo toka (Transient processes in AC machines). L.: Energiya, 1980, 256 p.
16. Lutidze Sh.I. Osnovy teorii elektricheskikh mashin s upravlyayemymi poluprovodnikovymi kommutatorami (Fundamentals of the theory of electrical machines with controlled semiconductor switches). М.: Nauka, 1968, 302 p.
17. Svidetelstvo o gosudarstvennoy registratsii programmy dlya EVM 2012617499 RF. Raschet mgnovennyh znacheniy koordinat mnogofaznyh ventilnyh dvigateley maloy moshchnosti pitayushchihsya ot odnogo istochnika dlya variantov nepolnoy kommutatsii pri neispravnosti tipa “obryv”, ref. opubl. v byul. «Programmy dlya EVM» (Certificate of state registration of the computer program 2012617499 of the Russian Federation. Calculation of instantaneous values of coordinates of low-power multiphase AC converter-fed motors powered from a single source for incomplete switching options in case of a fault of the «breakage» type, ref. publ. in the Bulletin «Computer programs»), 2012, No. 4(81), 360 p.
18. Vigriyanov P.G. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2012, No. 8, pp. 44–51.
2. Муравлев О.П., Ведяшкин М.В. Эксплуатационная надежность асинхронных двигателей мостовых кранов. – Известия высших учебных заведений. Электромеханика, 2011, № 6, с. 38–41.
3. Михайлов И.Ю., Муравлев О.П., Федянин А.Л. Инженерный анализ эксплуатационной надежности электрического оборудования троллейбуса. – Вестник Кузбасского государственного технического университета, 2016, № 3(115), с. 85–92.
4. Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств. М.: Высшая школа, 1988, 479 с.
5. Однокопылов Г.И. Отказоустойчивый многофазный асинхронный электропривод с несинусоидальными токами. – Известия Томского политехнического университета, 2013, т. 322, № 4, с. 151–154.
6. Муравлев О.П. Системный подход к оценке качества при проектировании и изготовлении электрических машин. – Надежность и контроль качества, 1983, № 10, с. 30–36.
7. Надежность и эффективность в технике. Методология. Организация. Терминология: справочник/Под ред. А.И. Рембезы. М.: Машиностроение, 1986, т.1, 224 с.
8. Козлов Д.И., Аншаков Г.П., Агарков В.Ф. и др. Конструирование автоматических космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1996. 447 с.
9. Путников В.В., Путников А.В., Уваров В.Б. Бесконтактные электродвигатели постоянного тока с повышенной наработкой для космических аппаратов. – Электротехника, 2007, № 2, с. 18–23.
10. Воронин С.Г., Шабуров П.О., Курносов Д.А. Обеспечение работоспособности электропривода с синхронным двигателем при единичных отказах в силовом канале. – Электричество, 2010, № 11, с. 39–42.
11. Лозенко В.К. Вентильные двигатели для авиационных механизмов: автореф. дис. … д-ра техн. наук. М.: Изд-во МЭИ, 1985, 35 с.
12. Сандалов В.М. Резервированные электроприводы на базе вентильных двигателей: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.09.03. Челябинск, 2002, 22 с.
13. Вигриянов П.Г. Электромагнитные процессы многофазных вентильных двигателей. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2007, 143 с.
14. Вигриянов П.Г. Особенности исследования электромагнитных процессов вентильных двигателей с изменяемой структурой электромеханического преобразователя при отказах элементов силовой части. – Электричество, 2012, № 12, с. 46–50.
15. Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока. Л.: Энергия, 1980, 256 с.
16. Лутидзе Ш.И. Основы теории электрических машин с управляемыми полупроводниковыми коммутаторами. М.: Наука, 1968, 302 с.
17. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2012617499 РФ. Расчет мгновенных значений координат многофазных вентильных двигателей малой мощности, питающихся от одного источника, для вариантов неполной коммутации при неисправности типа «обрыв», реф. опубл. в Бюл. «Программы для ЭВМ», 2012, № 4(81), 360 с.
18. Вигриянов П.Г. Общая методика исследования электромагнитных процессов вентильного двигателя с изменяемой структурой электромеханического преобразователя коммутации. –
Электричество, 2012, № 8, с. 44–51.
#
1. Federal’naya kosmicheskaya programma Rossii na 2016–2025 gody (Utverzhdena postanovleniyem Pravitel’stva RF ot 23.03.2016 No.230) Federal Space Program of Russia for 2016–2025 (Approved by the Decree of the Russian Federation Government on 23.03.2016 No. 230) [Electron Resource] URL: https://www.ros-cosmos.ru/22347/ (Date of Appeal 30.03.2021).
2. Muravlev O.P., Vedyashkin M.V. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Elektromekhanika – in Russ. (Russian Electromechanics), 2011, № 6, pp. 38–41.
3. Mikhailov I.Yu., Muravlev O.P., Fedyanin A.L. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta – in Russ. (Bulletin of the Kuzbass State Technical University), 2016, No. 3(115), pp. 85–92.
4. Yuferov F.M. Elektricheskiye mashiny avtomaticheskikh ustroystv (Electric machines of automatic devices). М.: Vysshaya shkola, 1988, 479 p.
5. Odnokopylov G.I. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta – in Russ. (Bulletin of the Tomsk Polytechnic University), 2013, vol. 322, No. 4, pp. 151–154.
6. Muravlev O.P. Nadezhnost’ i kontrol’ kachestva – in Russ. (Reliability and quality control), 1983, No. 10, pp. 30–36.
7. Nadezhnost’ i effektivnost’ v tekhnike. Metodologiya. Organizatsiya. Terminologiya: spravochnik/Pod red. A.I. Rembezy (Reliability and efficiency in engineering. Methodology. Organization. Terminology: reference guide / Ed. by A.I. Rembeza). М.: Mashinostroyeniye, 1986, vol.1, 224 p.
8. Kozlov D.I., Anshakov G.P., Agarkov V.F., etc. Konstruirovaniye avtomaticheskikh kosmicheskikh apparatov (Design of automatic spacecraft). М.: Machinostroenie, 1996, 447 p.
9. Putnikov V.V., Putnikov A.V., Uvarov V.B. Elektrotekhnika – in Russ. (Electrical Engineering), 2007, No. 2, pp. 18–23.
10. Voronin S.G., Shaburov P.O., Kurnosov D.A. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2010, No. 11, pp. 39–42.
11. Lozenko V.K. Ventil’nyye dvigat’yeli dlya aviatsionnykh mekhanizmov: avtoref. dis. … d-ra tekhn. nauk (AC converter-fed motors for aircraft mechanisms: abstract of the dis. ... Dr. Sci. (Eng.)). М.: Izd-vo MEI, 1985, 35 p.
12. Sandalov V.M. Rezervirovannyye elektroprivody na baze ventil’nykh dvigateley: avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk (Redundant electric drives based on AC converter-fed motors: abstract of the dis. ... Dr. Sci. (Eng.)). Chelyabinsk, 2002, 22 p.
13. Vigriyanov P.G. Elektromagnitnyye protsessy mnogofaznykh ventil’nykh dvigateley (Electromagnetic processes of multiphase AC converter-fed motors). Chelyabinsk: Izd-vo YuUrGU, 2007, 143 p.
14. Vigriyanov P.G. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2012, No. 12, pp. 46–50.
15. Vazhnov A.I. Perekhodnyye protsessy v mashinakh peremennogo toka (Transient processes in AC machines). L.: Energiya, 1980, 256 p.
16. Lutidze Sh.I. Osnovy teorii elektricheskikh mashin s upravlyayemymi poluprovodnikovymi kommutatorami (Fundamentals of the theory of electrical machines with controlled semiconductor switches). М.: Nauka, 1968, 302 p.
17. Svidetelstvo o gosudarstvennoy registratsii programmy dlya EVM 2012617499 RF. Raschet mgnovennyh znacheniy koordinat mnogofaznyh ventilnyh dvigateley maloy moshchnosti pitayushchihsya ot odnogo istochnika dlya variantov nepolnoy kommutatsii pri neispravnosti tipa “obryv”, ref. opubl. v byul. «Programmy dlya EVM» (Certificate of state registration of the computer program 2012617499 of the Russian Federation. Calculation of instantaneous values of coordinates of low-power multiphase AC converter-fed motors powered from a single source for incomplete switching options in case of a fault of the «breakage» type, ref. publ. in the Bulletin «Computer programs»), 2012, No. 4(81), 360 p.
18. Vigriyanov P.G. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2012, No. 8, pp. 44–51.
