Særlige justerbare asynkronmotorer er skabt som et resultat af tilpasning af generelle industrielle asynkronmotorer til deres driftsforhold i kontrollerede elektriske drev, som i sidste ende har højere energi og vægt og størrelses- og omkostningsindikatorer sammenlignet med ikke-tilpassede.
Driften af en asynkronmotor i et kontrolleret elektrisk drev (ED) er karakteriseret ved væsentlige egenskaber, der bestemmer de specifikke tekniske krav, der stilles til dem. Disse funktioner er forbundet med værdierne af motorhastigheden, værdierne og frekvenserne af spændingen eller strømmen, der forsyner motoren, tilstedeværelsen og behovet for at tage højde for midlertidige højere harmoniske komponenter, der ændrer sig inden for de specificerede grænser , og ofte i henhold til de angivne love. På grund af dette, matematiske modeller (MM) af elektromagnetiske, elektromekaniske, energi-, varmeventilationsprocesser i stationære og transiente driftstilstande for motorer, beregninger af yderligere magnetiske tab, mekaniske og vibroakustiske indikatorer, som er bygget på forbedrede beregningsmetoder, er specifikke.
Brugen af serielle asynkronmotorer (AM) i elektriske drev med halvlederomformere (SC) er ikke optimal med hensyn til vægt, størrelse, energi og andre indikatorer. Ifølge nogle estimater reducerer brugen af konventionel seriel IM i et frekvensomformer effektiviteten og kræver en stigning i deres installerede effekt med 15-20 % ved drift i steady-state tilstande og op til 40-45 % ved drift i dynamiske tilstande . På grund af de højere harmoniske spænding og strøm ved udgangen af frekvensomformeren stiger tabene i motoren med 5-6%.
Det er nødvendigt at designe specielle styrede induktionsmotorer (RAM) med forbedret kontrol, dynamiske og vibroakustiske egenskaber. Brugen af RAD'er designet under hensyntagen til de særlige forhold ved deres drift i et kontrolleret elektrisk felt, i stedet for generelle industrielle IM'er, gør det muligt at reducere vægten, dimensionerne og omkostningerne ved elektriske drev betydeligt og forbedre deres funktionelle ydeevne. Hvis du designer en motor optimalt til frekvensstyring, kan du få 25 % mere effekt end almindelig industriel IM af samme størrelse, eller reducere volumen ved samme effekt.
De tekniske forudsætninger, der giver fordelene ved tilpassede variable motorer i forhold til serielle maskiner, er:
Hovedprincipperne og metoden til at designe RAD'er bør være baseret på en systematisk tilgang og fastlagt under hensyntagen til de væsentlige specifikationer af deres drift som en del af en EP, både i steady state og i dynamiske tilstande. Systemtilgangen giver mulighed for at overveje RAD i samspil med andre elementer i EP: effektomformerdelen, kontrol- og reguleringssystemet, arbejdsmaskinens udøvende organ. Effektiviteten af en systematisk tilgang i design af RAD er baseret på at tage hensyn til karakteristikaene af individuelle komponenter i ES, arten af relationerne og forbindelserne mellem disse komponenter. På grund af dette øges tilstrækkeligheden af MM og dermed kvaliteten af designsyntesen af RAD betydeligt. Anvendelsen af en systematisk tilgang gør det muligt at implementere en omfattende analyse af den designede RAD, på grundlag af hvilken alle aspekter af RAD-designet og driften, der er vigtigst for designsyntesen, overvejes.
En systematisk tilgang gør det muligt at udføre:
Baseret på en systematisk tilgang fastlægges specifikke designkriterier og begrænsninger, som bruges i design af RAD.
Design MM baseret på princippet om nedbrydning kan kompileres ved hjælp af modeller af individuelle komponenter i EP, herunder modellen af designobjektet - RAD. RAD-modellen bør tage højde for den polyharmoniske sammensætning af forsyningsspændingen af variabel størrelse og frekvens, ændringer i motorparametre under regulering og en række andre designfunktioner. Halvlederkonvertere, der adskiller sig i typer, strømkredsløb, reguleringstyper, kontrollove osv., er repræsenteret af forskellige MM'er. EP-belastninger har forskellige love for ændringer i modstandsmomenterne fra rotationshastigheden og forskellige niveauer. De kan være kontinuerlige eller cykliske virkninger. Alt dette bør afspejles i MM-belastningerne. Driften af induktionsmotorer i systemer med PP har betydelige specifikationer, hvilket er årsagen til fremkomsten af nye krav til parametrene og tekniske og økonomiske indikatorer for RIM, som et resultat af, at opgaven med at udvikle maskiner til disse systemer er vokset til et uafhængigt problem, herunder en række spørgsmål relateret til at bestemme de optimale parametre for motorer. For at løse problemerne med designsyntese og optimering af sådanne motorer kan standardmetoder og software udviklet til generel industriel IM ikke anvendes.
Ved design af RAD tages der hensyn til følgende funktioner og krav:
Ved design af RIM til frekvensomformere med SR, samt ved valg af seriel IM til disse frekvensomformere, kan der også anvendes kriterier som masse, dimensioner, motoromkostninger eller rækkeviddekriterier - motorenergiindikatorer og reducerede omkostninger. Særlige optimeringskriterier for rækkevidde bestemmer detaljerne i deres definition. Især energiindikatorer - effektivitet og effektfaktor, de reducerede omkostninger bør betragtes som ækvivalente gennemsnitsværdier for hele kontrolområdet. Om nødvendigt er lignende kriterier for drev generelt inkluderet i kriterierne. I nogle tilfælde kan der anvendes et generaliseret kriterium, som er en skalær foldning af ovenstående kriterier med forskellige koefficienter for deres betydning. I steady-state tilstande ligger specificiteten af driften af RAD først og fremmest i det faktum, at motoren ved hvert driftspunkt tilføres en polyharmonisk spænding bestemt af den kvalitative og kvantitative sammensætning, afhængigt af type, type af reguleringen, konverterens kontrollov, og fungerer generelt med et vist belastningsmoment. Ved forskellige driftspunkter i kontrolområdet er værdierne af parametrene for motorækvivalente kredsløb forskellige. De bestemmes under hensyntagen til forskydningen af strømme i viklingerne og mætning af maskinens magnetiske kredsløb. Disse funktioner danner grundlag for optimering og søgeberegninger.
Opgaven med at tilpasse den elektriske maskindel af kontrolleret ED til specifikke driftsforhold er løst som et problem med strukturel og parametrisk optimering af RAD. Kompleksiteten af designproblemet skyldes ikke kun behovet for at danne et sæt rationelle RAD-strukturer, men også behovet for at løse det parametriske optimeringsproblem for hver genereret struktur. I henhold til deres orientering kan opgaverne med strukturel syntese opdeles i intern (relateret til IM) og ekstern (relateret til drivsystemet). Opgaven med parametrisk optimering er at bestemme et sådant sæt værdier af kontrollerede variabler af en eller anden dannet struktur af det elektriske drev og RAD inkluderet i det, hvor den objektive funktion har den bedste værdi. Samtidig er alle krav og begrænsninger specificeret i projekteringsopgaven opfyldt. Sættet af RAD-strukturer med optimerede parametre er informationsgrundlaget for at vælge den optimale RAD-variant.
Systemtilgangen giver mulighed for at tage hensyn til alle aspekter af RAD's funktion. Derfor anvendes der i designsyntesen af RAD en række delsystemer, ved hjælp af hvilke der udføres verifikationsberegninger. Disse omfatter beregninger af mekaniske og vibroakustiske indikatorer, ustabile driftstilstande. Designet MM af undersystemer, såvel som modellerne for optimering og søgeberegninger, er komplekse, sammensat af MM af elementerne inkluderet i drevet, og de tager højde for de detaljer, der er diskuteret ovenfor. Hvis referencebetingelserne for design af RAD indeholder aktive begrænsninger, der ikke er direkte relateret til elektromagnetiske, elektromekaniske, termiske processer, løses problemet med betinget optimering baseret på en kombination af metoder til koncessioner ved kriterier og lempelse af begrænsninger.
Brugen af informationsteknologier til automatiseret designsyntese, anvendt matematisk og software giver dig mulighed for at implementere følgende muligheder: