автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Повышение эффективности и экономичности асинхронных электроприводов, работающих в циклических режимах

§ БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

¿х- ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

Э шиш

- —V

УДК 62-83:621.313.333

ФЕРШИШИ Нуреддин Бен Али

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭКОНОМИЧНОСТИ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ, РАБОТАЮЩИХ В ЦИКЛИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ

05.09.03 — Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Минск 1998

Работа выполнена на кафедре "Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов" Белорусской государственной политехнической академии.

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

Оппонирующая организация

доктор технических наук, профессор Фираго Б.И.

доктор технических наук, профессор Луковников В. И. кандидат технических наук, доцент Кузьмицкий И.Ф.

Кафедра ЭАПУ Могилевского

Машиностроительного

Института

Защита состоится " ЗО" / О 1998 г. в Ю00 часов на заседании совета по защите диссертаций Д.02.05.02 в Белорусской государственной политехнической академии по адресу:

220027, г. Минск, пр. Ф. Скорины, 65, к.2, ауд.201, Белорусская государственная политехническая академия.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белорусской государственной политехнической академии. Автореферат разослан "" Г*? 1998 г.

Ученый секретарь совета по защите диссертаций доктор технических наук, профессор Короткевич М.А.

© Фершнши Н., 1998

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Существует много механизмов, работающих в циклических режимах: лифты, краны, штабелеры, прессы и др. В большинстве случаев для этих механизмов применяют редукторнын электропривод на основе нерегулируемых асинхронных короткозамкнутых двигателей. Для уменьшения потерь энергии в переходных процессах номинальные скорости этих двигателей не превышают 1000 об/мин. С уменьшением номинальной скорости двигателя при одной и той же мощности возрастает его масса и стоимость. Кроме того, потерн энергии в переходных процессах ограничивают частоту включении двигателей, а следовательно, производительность механизма.

С целью уменьшения массогабаритных показателей редукторного электропривода и повышения частоты включений двигателя представляется целесообразным исследовать возможность применения высокоскоростных двигателей в электроприводах циклического действия. Для уменьшения потерь энергии в переходных процессах вследствие повышенных скоростей двигателей намечается использовать частотное регулирование скорости. В результате масса двигателей уменьшается, возрастает допустимое число включении, однако при этом увеличивается масса редуктора и добавляется преобразователь, влияющий положительно на надежность и срок службы асинхронного двигателя.

Сопоставление существующих и предлагаемых редукторных электроприводов по технико-экономическим показателям и составляет сущность работы.

Связь работы с крупными научными программами, темами. Работа выполнялась в соответствии с темой научно-исследовательских работ кафедры "Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов" БГПА ГБ — 91-22 "Разработать высокоэффективные асинхронные электроприводы с полупроводниковыми преобразователями для автоматизации производственных процессов, обеспечивающих повышение производительности труда".

Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы заключается в разработке комплексных подходов и методах для

проектирования электроприводов механизмов циклического действия, мощность приводного двигателя которых не превышает 30 кВт, что составляет примерно 80% от общего числа асинхронных двигателей.

Для достижения указанной цели в работе решаются следующие задачи:

\. Анализ состояния электроприводов, работающих в циклических режимах.

2. Анализ показателей качества асинхронных электроприводо! механизмов циклического действия.

3. Исследование влияния передаточного числа редуктора ш массогабаритные показатели комплекса "двигатель-редуктор".

4. Исследование влияния передаточного числа редуктора н; стоимостные показатели комплекса "двигатель-редуктор".

5. Исследование влияния передаточного числа редуктора н; переходные процессы электропривода.

6. Разработка рационального построения электроприводов работающих в циклических режимах.

7. Разработка математической модели трехфазного асинхронное двигателя в неподвижных осях координат а, Д у, на базе закон частотного управления у/т - const, и линейного задани: частоты.

8. Анализ энергетических показателей электроприводо механизмов циклического действия.

9. Расчет и сравнение экономической эффективности различны вариантов электроприводов, работающих в циклически режимах.

Методы исследования. При аналитических исследования электроприводов использовались методы интегрс

дифференциального исчисления, теории автоматическог управления, электрических машин и электропривода, численнь! методы решения дифференциальных и алгебраических уравненш методы аппроксимации. Проверка результатов теоретически исследований осуществлялась с помощью имитационно1 моделирования, а также практическим применением на объектг Концерна "Белэнерго" и производственных установках МП1 "Химволокно".

Научная новизна полученных результатов.

Сформулированы требования по критериям качества к двигателям механизмов циклического действия. Теоретически и экспериментально определены оптимальные передаточные числа редукторов, в зависимости от числа ступеней, обеспечивающих минимум массогабаритных и стоимостных показателей комплекса "двигатель - редуктор", а также определены оптимальные передаточные числа редукторов, позволяющие достичь максимальное быстродействие электропривода при минимальном нагреве двигателя. Разработана математическая модель трехфазного асинхронного двигателя в неподвижных осях координат а, Д у, на базе закона частотного управления ц/т = const., и линейного задания частоты, позволяющая анализировать переходные процессы электропривода, а также определять потери мощности и энергии в электроприводе. Сформулированы и применены на практике приемы проектирования рациональных электроприводов механизмов циклического действия.

Практическая значимость полученных результатов. Предложен новый подход к выбору электродвигателей, предназначенных для работы в механизмах циклического действия, на базе критериев минимума массогабаритных и стоимостных показателей и максимума быстродействия. Разработана математическая модель трехфазного асинхронного двигателя в неподвижных осях координат а, Д у, для закона частотного управления щ„ = const, и линейного задания частоты. Разработано программное обеспечение для расчета переходных процессов электропривода и определения при этом потерь мощности и энергии.

Результаты работы использованы при модернизации объектов Концерна "Белэнерго", штабелеров стеллажного склада Могилевского Производственного Объединения "Химволокно", а также используются при чтении курса "Теория электропривода" для специальности Т11.02 в БГПЛ. Кроме того, результаты исследования могут найти применение при разработке и проектировании механизмов циклического действия на базе асинхронных электроприводов с повышенными

требованиями к надежности и экономичности в различных отраслях хозяйства Республик Беларусь и Туниса.

Экономическая значимость полученных результатов. Разработанные подходы, методики и программы 1< проектированию рациональных электроприводов для механнзмо! циклического действия позволяют их рассматривать кар коммерческий продукт.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Анализ состояния электроприводов механизмов циклической действия.

2. Анализ показателей качества асинхронных трехфазные электроприводов.

3. Методы определения оптимальных передаточных чисел определяющих минимум массогабаритных н стоимостны: показателей, а также максимум быстродейстшн электропривода.

4. Результаты исследовании рационального построежп электроприводов, работающих в циклических режимах. Личный вклад соискателя выразился в разработке идеи п

совершенствованию подходов к проектированию электроприводо механизмов циклического действия, разработке математическо; модели и отладке программы имитационного моделировани электропривода. Анализ результатов проведен под руководство! научного руководителя.

Апробация результатов диссертации. Материал! диссертации докладывались на:

международной 52-й научно-технической конференци профессоров, преподавателей, научных работников, аспирантов студентов Белорусской государственной политехническо академии (Минск, 1997г.);

второй Республиканской научно-технической конференци "Моделирование сельскохозяйственных процессов и машин Белорусского аграрного университета (Минск, 1996г.);

международном семинаре по электрическим приводам (3 -июня 1997, Острава, Чехия);

VII симпозиуме "Фундаментальные проблемы

энергоэлектроники и электромеханики" (17 - 20 марта 1997, У стронь, Польша);

VIII международной конференции но силовой электронике и управлению движением (8 - 10 сентября 1998, Прага) и опубликованы в журнале Электротехника № 4, 1998г.

Опубликованность результатов. Основные положения диссертации освещены в 5 статьях и 3 тезисах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и приложений, изложенных на 270 страницах машинописного текста, 15 рисунков, 24 таблицы, списка использованных источников, включающего 80 наименований и 8 приложении.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе выполнен анализ свойств и состояния электроприводов, работающих в циклических режимах. Сделан обзор существующих методов повышения эффективности и экономичности асинхронных электроприводов, применяемых в механизмах циклического действия, а также поставлены задачи исследования и проектирования таких механизмов.

Во второй главе показано, что при сопоставлении асинхронных двигателей разных серий рациональными являются те двигатели, которые в системе электродвигатель-редуктор имеют максимальные значения показателей Х& (удельная металлоемкость двигателя), Лд,р (удельная металлоемкость системы двигатель-редуктор), уд (удельный условный момент двигателя), Щ (номинальная приемистость) и минимум конструктивного показателя Кд, где

Лд=М„/т. (1)

Лд,р = Лд.Лр/(Лд+Лр/1) = Лр/(1 + Лр /Лдл); (2)

уд - Мн/т]д.т = Лй/щ

(3)

Пд - Яд. е„ = М; /]д.т;

(4)

Кд=ё/Лд,

(5)

М„ - номинальный момент двигателя; / - передаточный число редуктора; % - к.п.д. двигателя; £„ - Мн/Зд - номинальная добротность; g - ускорение свободного падения; Jд - момент инерции двигателя.

Исходя из выражений веса двигателя и веса редуктора, найден зависимость дс = ^(0 при минимальных и максимальны значениях К.Кр и Кд, где

К - коэффициент, учитывающий кратность пускотормозны: моментов двигателя;

Кр - коэффициент пропорциональности, учитывающий средни габарит комплекта передач; п - число ступеней редуктора.

Найдены значения оптимальных передаточных чисел г0„, пр которых вес комплекса "двигатель-редуктор" минимален, а такж границы, внутри которых выгодно, с точки зрения минимизаци веса системы, применять редуктор с тем или иным количество] ступеней, исходя из условия дс.п(0 = дс.п+1(0•

Представлен метод расчета передаточного числа редукторг минимизирующего капитальные затраты комплекса "двигател! редуктор". Здесь установлено что, эти передаточные числ совпадают с передаточными числами для условия минимума вес комплекса.

Рассмотрены вопросы влияния передаточного числа редуктор на пускотормозные свойства электропривода при заданны параметрах исполнительного механизма: угловой скорости юл вращающем моменте Мм, моменте инерции и допущени постоянства момента двигателя К.МН в переходном процессе н базе выражения времени переходного процесса электропривода

¿я.д = (1м + 5-1о ■ I2 ) ■ хом /(К.М„ . г ± Мм), (6)

где ]м - момент инерции рабочей машины; - момент инерции двигателя; г - передаточное число редуктора;

тм - требуемая частота вращения рабочей машины;

Мм - момент сопротивления рабочей машины;

К.МН - пусковой (тормозной) момент двигателя;

8 - {6 = 1.1 - 1.3) коэффициент, учитывающий момент инерции самой передачи.

Для оценки влияния параметров двигателя на время переходного процесса при заданных параметрах механизма, и установления влияния отклонения передаточного числа от

оптимального на время переходного процесса и среднеквадратичный момент, найдена функция v = f(x,z) где

а' = (m/ío)2: (7)

V = h.r, / t„.n.om (8)

- = i/Íon\ (9)

М = Мм/К.Ми; (10)

i0 = (JJ8.Jü)m. (11) Установлено что, для кривой х = 0 при г = 0.7 - 1.4 время

пуска изменяется не более, чем на 5 %. Такие отклонения г от гоп можно считать допустимыми. Изменения г в сторону г < 1 сильнее влияют на V, чем при 2 >1. Влияние отклонения г от 1 при торможении аналогично этому влиянию при пуске. Аналогичным образом влияет отклонение передаточного числа от оптимального на среднеквадратичный момент и стоимость.

В третьей главе проведен анализ рационального построения электроприводов, работающих в циклических режимах. Здесь потери энергии от переменных потерь мощности при пуске и

динамическом торможении асинхронного нерегулируемого двигателя вхолостую определяются соотношением

ЛА1 = ААпрям. = (1 + Ri/R'2).Ji.w0i2/2. (12)

В связи с тем, что потери энергии при Мс = const зависят от характера переходного процесса, рассмотрены два способа формирования переходных процессов. В первом способе, асинхронный двигатель работает в переходном процессе при максимально допустимом значении электромагнитного момента. Тогда ускорение и замедление будут разными по величине. Во втором способе, электродвигатель работает при таких значениях электромагнитного момента, чтобы обеспечить одинаковое по величине ускорение и замедление электропривода. Доказано что, использование второго способа формирования переходных процессов электропривода предпочтительно не только с точки зрения улучшения работы механической части электропривода (меньшие удары), но и с точки зрения уменьшения потерь энергии за время переходного процесса. Потери энергии в переходном процессе с одинаковыми значениями ускорения и замедления меньше на 70 % при динамическом торможении и в 2 раза — при торможении противовключением по сравнению с потерями при разных значениях ускорения и замедления.

При оценке потерь энергии и времени переходного процесса асинхронного частотно-регулируемого электропривода, установлено, что переход от нерегулируемого электропривода к частотно-регулируемому без изменения скорости двигателя дает снижение потерь энергии при пуске и торможении в 2.5 - 9 раз. При замене нерегулируемого АД мощностью 11 кВт с частотой вращения 750 об/мин на частотно-регулируемый двигатель с щ - 3000 об/мин потери энергии за время пуска и торможения (to « 0,5 с) уменьшаются в 4.7 раза, во столько же раз увеличивается допустимое число включений в час, а обобщенный энергетический показатель £ = rj.costp возрастает на 21 %. За счет снижения потерь энергии в переходном процессе электропривода электродвигатель с повышенной скоростью в установившемся режиме цикла сможет выполнять

дополнительную работу, на 30 % превышающую двойной запас кинетической энергии АД с щ = 3000 об/мин. Очевидно, если увеличить время линейного задания скорости поля в переходном процессе, т.е. задать to > 0.5 с, то потери энергии в переходном процессе уменьшаться еще больше.

Четвертая глава посвящена моделированию исследуемой системы преобразователь частоты - асинхронный двигатель. За основу было взято создание математической модели исследуемого объекта и выбора наиболее подходящего языка программирования и сервисных программ, обеспечивающих минимальные затраты времени на моделирование. Программа моделирования состоит из двух частей: модели асинхронного двигателя и модели системы частотного управления. Поскольку управление ключами тиристорного преобразователя в исследуемой системе осуществляется в функции токов статора, была разработана трехфазная модель асинхронного двигателя в неподвижной системе координат la, lf5, 1у, разрешенная относительно токов.

В модели системы частотного управления по закону Ч'щ = const мгновенные значения напряжений трех фаз генерируются в соответствии с логическими функциями, которые определяют продолжительность и знак задаваемого выходного напряжения преобразователя, режим работы преобразователя, номер полу период а несущей частоты (число п), углы открывания тиристоров ап на п-м интервале, допустимое значение тока статора, принимаемое за ноль.

На безтоковых интервалах статора в фазе индуктируется ЭДС, которая будет равна измеряемому на статоре напряжению. Это явление учтено в модели электропривода.

При созданных моделях трехфазного асинхронного двигателя и системы частотного управления процесс имитационного моделирования задается законом изменения частоты в переходном процессе. В диссертации при имитационном моделировании использовался линейный закон задания частоты. В переходном процессе следует формировать кривую выходного напряжения так, чтобы ее первая гармоника в переходном процессе изменялась таким же образом, как и при

синусоидальном питающем напряжении. А это требует специального формирования углов открывания тиристоров в переходном процессе. В диссертации решены эти вопросы с помощью полученных аналитических выражений.

Разработанная модель трехфазного асинхронного двигателя в неподвижной системе координат 1а, 1/3, 1у справедлива при постоянных параметрах.

Программа моделирования исследуемого электропривода записана на языке Паскаль и скомпелирована с помощью пакета Борланд-Паскаль 7.0.

Моделирование системы электропривода выполнено для нескольких асинхронных двигателей одинаковой мощности но заметно отличающимися параметрами.

В пятой главе проведена оценка экономической эффективности электроприводов механизмов циклического действия на основе метода расчета потерь энергии в зависимости от продолжительности распределения нагрузки с использованием имитационной модели трехфазного частотно-управляемого электропривода, проанализирована стоимость потерь энергии и срок окупаемости затрат при переходе от нерегулируемого к рациональному частотно-регулируемому электроприводу в механизмах циклического действия. Для асинхронного электропривода мощностью 2,2 кВт штабелера стеллажного склада показано, что за счет сэкономленных средств преобразователь частоты окупается за 1,24 года.

В результате имитационного моделирования частотно-регулируемых электроприводов для механизмов циклического действия установлено, что при мощностях АД до 30 кВт резистивное частотное торможение оказывается экономически выгоднее рекуперативного торможения.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что снижение веса и стоимости системы электродвигатель - редуктор возможно за счет применения высоко скоростных двигателей и редукторов с большим передаточным числом, при этом показано, что существуют

предельные значения оптимальных передаточных чисел внутри которых, для тех или иных чисел ступеней, стоимость и вес комплекса "двигатель-редуктор" становятся минимальными.

2. Установлено, что отклонение передаточного числа в меньшую сторону от оптимального, сильнее сказывается на весовых и стоимостных показателях системы "двигатель-редуктор", а также на быстродействии и нагревании самого двигателя, чем отклонение в большую сторону.

3. Показано, что с целью снижения потерь энергии в переходных процессах электропривода и улучшения условий работы механического оборудования желательно формировать переходные процессы с одинаковыми значениями ускорения и замедления. Кроме того, асинхронные короткозамкнутые двигатели с повышенным скольжением (серии 4АС, 4МТКР(Н)), рекомендуемые для циклических режимов работы нерегулируемого электропривода, нецелесообразно применять в частотно-регулируемых электроприводах из-за повышенных потерь энергии.

4. Разработана имитационная математическая модель (для компьютерного моделирования) трехфазного асинхронного двигателя без учета насыщения магнитной цепи в неподвижных осях а, ¡3, у, на базе которой установлено, что переход от нерегулируемого электропривода к частотно-регулируемому без изменения скорости и серии двигателя при одинаковой продолжительности переходных процессов дает снижение потерь энергии при пуске и торможении в 3-6 раз, и увеличивает допустимое число включений в час в 4-9 раз, в зависимости от величины продолжительности включения.

5. Для снижения потерь энергии в переходных процессах н улучшения энергетических показателей частотно-регулируемого электропривода следует применять асинхронные короткозамкнутые двигатели нормального исполнения (серии 4А, АИР).

6. Выявлено, что при мощности асинхронного двигателя до 30 кВт резистивное частотное торможение оказывается экономически выгоднее рекуперативного торможения.

7. Проблема оптимального передаточного числа редуктор рассматриваемая обычно как проблема чисто техническая, действительности является проблемой не только технической, но экономической. На его величине сказывается наряду с другт факторами чисто экономический параметр - норма эффективное капиталовложений.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ СОИСКАТЕЛЯ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Фершиши Н.Б.А. Опыт и перспективы применения частотн управляемых электроприводов механизмов циклического действи Материалы международной 52-й научно-технической конференщ профессоров, преподавателей, научных работников, аспирантов студентов БГПА "технические вузы - Республике", часть 1. Минск: БГПА,1997 г. - С. 152.

2. Фираго Б.И., Куликов А.Ю., Фершиши Н.Б. Моделирован! асинхронного электропривода с непосредственны преобразователем частоты. Тезисы второй Республиканскс научно-технической конференции "Моделирован! сельскохозяйственных процессов и машин".— Минск: БАТУ, 19£ г. - С. 30.

3. Фираго Б.И., Фершиши Н.Б. Исследование передаточно1 числа редуктора, минимизирующего весогабаритные показател комплекса двигатель-редуктор методом деления пополам. Тезис второй Республиканской научно-технической конференци "Моделирование сельскохозяйственных процессов и машин". -Минск: БАТУ, 1996 г. - С. 122.

4. Firago Bronislav, Ferchichi Noureddine. Rational design с induction motor electrical drives operating in intermittent periodi conditions. Seminar "Elektricke pohony" Drive '97, 3-5 June 1997.

Techniska univerzita. Ostrava. Cerna Louka, a.s. Ostrava: Czech Republic, VSB - TU. - P. 118 - 126.

5. Firago Bronislav, Ferchichi Noureddine. Improvement of electrical drives performance under intermittent periodic conditions. VII Symposium "Fundamental problems of power electronics and efectromechanics". Ustron: - Poland, 17 - 20 March 1997, - P. 373 -378.

6. Firago B.I., Stiskala V., Ferchichi N.A. Some aspects of electrical drive selection for the intermittent duties. VIII International conference on power electronics and motion control. 8-10 September 1998. Prague. Czech Republic.

7. Фираго Б.И., Фершнши Н.А. Рациональное построение асинхронного электропривода, работающего в циклических режимах. Электротехника №4, 1998 г. С. 39 - 43.

8. Фершнши Н.Б. Пути повышения экономичности электропривода механизмов циклического действия. Электротехника №4, 1998 г. С. 44 - 46.

РЭЗЮМЭ

Фершышы Нурэдзш Бен Ал1 Павышэнне эфектыунасщ i эканам1чнасщ ас1нхронных электрапрыводау, працуючых у цьпаичных рэжымах

Ас1нхронны электрапрывод, масагабарытныя паказчыю, с1стэа рухавж-рэдуктар, частотнае юраванне скорасщ, ¿лйтацыйн; мадэл1раванне, павышэнне эфектыунасщ i эканам1чнас: ас1нхроннага электрапрывода.

Аб'ектам1 даследавання з'яуляюцца асшхронны неюруемы ас1нхронны частотна-к1руемы электрапрыводы. Мэта даследаваш заключаецца у распрацоуцы комплексных падыходау i метадг для праектавання электрапрыводау мехашзмау цыкл1чна дзеяння шляхам парауноування юнуючых i прапаноуваемь рэдуктарных электрапрыводау па тэхшка-эканам1чны паказчыкам.

Сфармуляваны патрабаванш па крытэрыям якасщ да рухавшс мехашзмау цыкл1чнага дзеяння. Тэарэтычна i эксперыменталы вызначыны аптымальныя перадатачныя ni Ki рэдуктарау залежнасщ ад колькасц1 ступеняу, як1я забяспечваюць MiHiM) масагабарытных i вартасныхпаказчыкау с1стэмы рухавш-рэдукта а таксама вызначыны аптымальныя перадатачныя лии рэдуктара ятя дазваляюць дасячнуць макамальнай хугкадзейнас электрапрывода пры мш1мальным награванш электрарухав1ка.

Распрацавана матэматычная мадэль трохфазнага асшхронна рухав1ка у нерухомых в осях каардынат а, р, у на базе зако) частотнага юравання ц/т = const, i лшеинага задания частагы, як; дазваляе анал1заваць пераходныя працэсы электрапрывода, таксама вызначаць страты магутнасщ i 3neprii у электрапрыводзе

Сфармуляваны i выкарыстаны на практыцы прыек праектавання рацыянальных электрапрыводау мехашзм, цыкл1чнага дзеяння.

РЕЗЮМЕ

Фершишп Нуреддин Бен Али Повышение эффективности н экономичности асинхронных электроприводов, работающих в циклических режимах

Асинхронный электропривод, массогабаритные показатели, система двигатель-редуктор, система преобразователь частоты-двигатель-редуктор, частотное регулирование скорости, имитационное моделирование, повышение эффективности и экономичности асинхронного электропривода.

Объектами исследования являются асинхронный нерегулируемый и асинхронный частотно-регулируемый электроприводы. Цель исследования заключается в разработке комплексных подходов и методов для проектирования электроприводов механизмов циклического действия путем сопоставления существующих и предлагаемых редукторных электроприводов по технико-экономическим показателям.

Сформулированы требования по критериям качества к двигателям механизмов циклического действия. Теоретически и экспериментально определены оптимальные передаточные числа редукторов в зависимости от числа ступеней, обеспечивающие минимум массогабаритных и стоимостных показателей комплекса "двигатель - редуктор", а также определены оптимальные передаточные числа редукторов, позволяющие достичь максимальное быстродействие электропривода при минимальном нагреве двигателя. Разработана математическая модель трехфазного асинхронного двигателя в неподвижных осях координат а, (3, у, на базе закона частотного управления у/т = const, и линейного задания частоты, позволяющая анализировать переходные процессы электропривода, а также определять потери мощности и энергии в электроприводе. Сформулированы и применены на практике приемы проектирования рациональных электроприводов механизмов циклического действия.

SUMMARY

Ferchichi Noureddine Ben Ali Improvement of efficiency and performance of the induction motor electrical drives, operating in intermittent periodic conditions

Induction motor electrical drive, weight and overall dimensioi electric motor - reduction gear system, frequency control, simulatic improvement of efficiency and performance.

The objects of research are non-controlled and frequen controlled induction motor electrical drives. The objective of tl research is the development of complex approaches and desi techniques for electrical drives operating in intermittent perioc conditions by comparison of existing and offered electrical drives technical and economical parameters and on the economic feasibility The requirements for induction motor factors of merit have be formulated as applied to electrical drives operating in perioc conditions. Optimum gear ratios, depending on the number reduction gear stages, are determined theoretically a experimentally, ensuring a minimum for weight - dimensions and c< parameters of the "electric motor - reduction gear" system, t optimum gear ratios, minimising heating of the electric motor at maximum of fast-acting, are found. The simulation model of thri phase induction motor in stationary axes of coordinates a, P, y, developed for the frequency control law y/m = const, and line ramping of frequency. This model allows us to analyse the transiei of the electrical drives and to calculate the power and energy los: in the electrical drives.

The design techniques for rational construction of electrical dri\ operating in periodic conditions are elaborated.