Аннотация
Шмигель М.Р., Русяева М.Ю., Артюхов И.И. Исследование пусковых режимов электропривода вентиляторов аппаратов воздушного охлаждения газа. Построена имитационная модель электропривода для исследования переходных процессов, которые происходят при пуске электропривода вентиляторов АВО газа.
На компрессорных станциях магистрального транспорта газа получили широкое применение многополюсные асинхронные двигателя (АД), в частности, серии ВАСО мощностью 37 кВт. Эти двигатели осуществляют привод вентиляторов в аппаратах воздушного охлаждения (АВО) газа. Благодаря большому количеству пар полюсов (р=12) скорость вращения ротора близка к 250 об/мин, что позволяет устанавливать вентиляторы непосредственно на вал АД.
Представляет интерес исследование переходных процессов, которые происходят при пуске электропривода вентиляторов АВО газа. Из-за большой инерционности мехатронной системы эти процессы происходят в течение нескольких секунд и сопровождаются перегрузкой источника питания [1].
Для исследования переходных процессов построена имитационная модель (рис. 1) в среде MATLAB (версия R2012a) с пакетом расширения Simulink [2].
Рисунок 1 – Схема имитационной модели электропривода
Основой модели АД с вентиляторной нагрузкой является блок Asynchronous Machine, использующий уравнения в системе Парка – Горева. Момент сопротивления, создаваемый вентиляторной нагрузкой двигателя, моделируется блоками Math Function и Product из библиотеки Math Operations, а также блоком Constant библиотеки Sources. Источник питания моделируется оригинальным блоком Programm Power Source, в котором реализованы функции ступенчатого изменения величины и частоты напряжения.
С помощью имитационной модели исследовалась возможность снижения пусковых токов АД за счет ступенчатого увеличения напряжения на статорных обмотках. Некоторые результаты моделирования для ситуации, когда линейное напряжение источника питания возрастало от 200 до 380 В с шагом 60 В через каждые 0,5 секунд представлены на рисунках 2 и 3.
Рисунок 2 – Графики изменения входного напряжения и потребляемого тока
Рисунок 3 – Графики изменения момента сопротивления и электромагнитного момента
Из графиков видно, что данный способ пуска не позволяет решить поставленную задачу. Реактивная составляющая полного тока АД в переходном режиме превышает активную составляющую в 4,4 раза. Поэтому пусковой ток многополюсного АД можно значительно уменьшить либо за счет динамической компенсации реактивной составляющей, либо применением частотно-регулируемого пуска.
Список использованной литературы
- Аршакян И.И., Артюхов И.И. Динамические процессы в системах электроснабжения установок охлаждения газа. Саратов: СГТУ, 2004. 120 с.
- Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. 288 с.