Том 332 № 10 (2021)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2021/10/3404

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В МУЛЬТИФАЗНОЙ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ ПРИ НЕСИММЕТРИИ РОТОРНЫХ ЦЕПЕЙ

Ссылка для цитирования:  Математическая модель асинхронного двигателя в мультифазной системе координат при несимметрии роторных цепей   / А.С. Глазырин, В.И. Полищук, В.В. Тимошкин, Д.М.  Баннов, Ю.Н. Исаев, Д.И. Антяскин, С.Н. Кладиев, А.А. Филипас, С.В. Ланграф, Д.А. Котин,  В.З. Ковалев // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 10. – С. 213-227.

Актуальность исследования обусловлена острой необходимостью в теоретическом обосновании и практической разработке селективных методов диагностирования сложных внутренних повреждений мощных высоковольтных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, являющихся одним из главных элементов ответственных механизмов всех технологических процессов в топливно-энергетическом комплексе. Как правило, спецификой работы высоковольтных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором в топливно-энергетическом комплексе как на стадии добычи и транспортировки георесурсов, так и на стадии их переработки являются тяжелые условия пуска, особенно это выражено для ответственных механизмов тепловых электростанций (питательные насосы, мельницы, дробилки, дымососы, дутьевые вентиляторы и т. д.). Отказы асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором на тепловых электростанциях приводят либо к отключению энергоблока, либо как минимум к снижению уровня выработки электроэнергии. При этом, несмотря на тяжелейшие и, как правило, необратимые последствия от такого повреждения – дефекты в короткозамкнутой обмотке ротора асинхронных двигателей – защит от данного повреждения не существует, и выявляется оно только в период капитального ремонта. Обрыв стержня ротора, вызывающий несимметрию роторных цепей, в начальной стадии носит скрытый характер и является толчком для развития более опасных аварийных режимов. Отсутствие апробированных технических средств диагностики данного вида повреждения, прежде всего, связано с недостаточной формализацией математического описания процессов в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором при возникновении дефектов в обмотке ротора. Объект: высоковольтные асинхронные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором. Цель: разработать математическую модель асинхронной машины с несимметрией роторных цепей, адекватно отображающую физические процессы в машине при возникновении повреждений в обмотке ротора. Методы и средства. Для достижения поставленной цели применялись теоретические методы исследований. К ним относятся: теория электрических машин, численные методы. Имитационное моделирование производилось в среде MatLab, а математическая обработка данных – в пакете MathCad. Результаты. Разработана n-фазная имитационная модель асинхронного двигателя, позволяющая исследовать обрыв стержня в беличьей клетке. Предложены аналитические выражения, которые описывают процессы в двигателе при неподвижном роторе.

Ключевые слова:

Асинхронный двигатель, математическая модель, «беличья клетка», обрыв стержня ротора, диагностика

Авторы:

Александр Савельевич Глазырин

Владимир Иосифович Полищук

Вадим Владимирович Тимошкин

Дмитрий Михайлович Баннов

Юсуп Ниязбекович Исаев

Дмитрий Ильич Антяскин

Сергей Николаевич Кладиев

Александр Александрович Филипас

Сергей Владимирович Ланграф

Денис Алексеевич Котин

Владимир Захарович Ковалев

Скачать pdf