По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.31

Исследование возможностей энергетической развязки электроприводов и сетей электроснабжения промышленных электротехнических комплексов

Васильев Б. Ю. канд. техн. наук, доцент, Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург
Шпенст В. А. д-р техн. наук, зав. кафедрой, Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург
Калашников О. В. аспирант, Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург

Исследование эффективности энергетической развязки, обеспечиваемой с помощью активного выпрямителя преобразователя частоты, показывает, что приводной электродвигатель полностью сохраняет устойчивость и управляемость частотой вращения и моментом при изменении показателей качества электроэнергии в сети. Без использования энергетической развязки обеспечить работы электропривода при изменении параметров качества электроэнергии в сети невозможно.

Литература:

1. Zhuxia Fan, Yongjian Zhi, Bingquan Zhu, Guanglin Yan, Yu Shi. Research of bearing voltage and bearing current in induction motor drive system // Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility (APEMC). – Shenzhen, China, 2016. – Рр. 1195–1198.

2. Akagi H., Tamuramore S. A Passive EMI Filter for Eliminating Both Bearing Current and Ground Leakage Current From an Inverter-Driven Motor // IEEE Transactions on Power Electronics. – Vol. 21. – N 5. – Рр. 1459–1469.

3. Schiferl R.F., Melfi M.J. Bearing current remediation options // IEEE Industry Applications Magazine. – Vol. 10. – N 4. – Рр. 40–50.

4. Chen S., Lipo T.A., Fitzgerald D. Source of induction motor bearing currents caused by PWM inverters // IEEE Transactions on Energy Conversion. – Vol. 11. – N 1. – Рр. 25–32.

5. Annette Muetze, Andreas Binder. Practical Rules for Assessment of Inverter-Induced Bearing Currents in Inverter-Fed AC Motors up to 500 kW // IEEE Transactions on Industrial Electronics. – 1999. – Vol. 54. – N 3. – Рр. 1614– 1622.

6. Link P.J. Minimizing electric bearing currents in ASD systems // IEEE Industry Applications Magazine. – Vol. 5. – N 4. – Рр. 55–66.

7. Пустоветов М.Ю., Вербицкий Л.И. Помехи в частотно-регулируемом электроприводе переменного тока // Труды всероссийской научно-практической конференции «Транспорт–2012». – Ростов-на-Дону: Ростовский госуд. ун-т путей сообщения, 2012. – С. 414–416.

8. Sharana Reddy, Basavaraja B. Simulation and analysis of common mode voltage, bearing voltage and bearing current in two-level and three-level PWM inverter fed induction motor drive with long cable // International Conference on power and advanced control engineering. – Bangalore, 2015. – Рр. 221–226.

9. Васильев Б.Ю., Жуковский Ю.Л. Энергосбережение и энергоэффективность в промышленности. – СПб.: Энергетика, 2016. – 214 с.

10. Васильев Б.Ю. Электропривод. Энергетика электропривода. – М.: СОЛОН-Пресс, 2015. – 268 с.

11. Kalaiselvi J., Srinivas S. Bearing currents and shaft voltage reduction in dual-inverter-fed open-end winding induction motor with reduced CMV PWM methods // IEEE Transactions on Industrial Electronics. – 2014. – Vol. 62. – N 1. – Рр. 144–152.

12. Jing Quan, Baodong Bai, Yu Wang, Weifeng Liu. Research on electrostatic shield for discharge bearing currents suppression in variable-frequency motors // International Conference on Electrical Machines and Systems. – 2014. – Рр. 139–143.

13. Hirofumi Akagi, Shunsuke Tamura. A Passive EMI Filter for Eliminating Both Bearing Current and Ground Leakage Current from an Inverter-Driven Motor // IEEE Transactions on Power Electronics. – 2006. – Vol. 21. – N 5. – Рp. 1459–1469.

14. Reza Kazemi Golkhandan, Mohammad Tavakoli Bina, Masoud Aliakbar Golkar, Mohsen Jokar. A complete excitation-shaft-bearing model to overcome the shaft induced voltage and bearing current // Power Electronics. Drive Systems and Technologies Conference. – 2011. – Рp. 362–366.

15. Rajendra K. Dhatrak, Rajesh K. Nema, Soubhagya Kumar Dash, Dinesh M. Deshpande. Mitigation of bearing current and shaft voltage using five level inverter in three phase induction motor drive with SPWM technique // International Conference Industrial Instrumentation and Control. – 2015. – Рр. 1184–1189.

Для обеспечения заданных режимов работы приводных двигателей в промышленных электроприводах используются преобразователи частоты.

Современные типы преобразователей обеспечивают возможность формирования характеристик приводных машин с заданными механическими и энергетическими параметрами.

Для управления приводными двигателями в современных промышленных электроприводах используются:

– скалярные системы управления;

– векторные системы управления;

– системы прямого управления моментом.

Для управления преобразователями частоты современных промышленных электроприводов используются:

– системы широтно-импульсной модуляции;

– системы пространственно-векторной модуляции;

– системы релейной модуляции.

В настоящее время большая часть исследований в области промышленных электроприводов посвящена развитию и исследованию данных систем и эффективности их использования [1–5].

Другая часть исследований проводится в области развития структур части преобразователей и электроприводов в целом, включая область рационального выбора и обоснования типов приводных машин и типов преобразователей [6–10].

Необходимо отметить крупный комплекс исследований энергетической эффективности промышленных электроприводов [11–15].

В настоящее время характерная черта промышленных электроприводов, в особенности электроприводов горной и нефтегазовой промышленности, заключается в работе электроприводных систем в условиях низкого качества электроэнергии.

Для обеспечения заданных режимов работы примышленных электроприводов и снижения влияния низкого качества электроэнергии сети на работу электроприводов используются методы модификации электроэнергетических систем промышленных предприятий, что не всегда является рациональным. Наиболее эффективным инструментом решения данной проблемы является обеспечение энергетической развязки электропривода и сети электроснабжения.

Обеспечение энергетической развязки электропривода и сети необходимо рассматривать как часть комплексной проблемы обеспечения энергетической совместимости электроприводов [10].

Для Цитирования:
Васильев Б. Ю., Шпенст В. А., Калашников О. В., Исследование возможностей энергетической развязки электроприводов и сетей электроснабжения промышленных электротехнических комплексов. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2018;11.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: