Математическое и имитационное моделирование электропривода с преобразователем частоты нефтегазового оборудования
Аннотация
В настоящее время одной из главных задач современной энергетики является задача освоения шельфовых месторождений углеводородов. Для освоения месторождений углеводородов используются технические средства, состоящие из плавучих буровых установок (ПБУ) и буровых судов, ледоколов, судов снабжения, транспортных судов (танкеров и газовозов), подводных перекачивающих комплексов (ППК).
Для разработки высоковольтных электроприводов с преобразователями частоты технических средств освоения шельфа выполняется комплекс исследований с использованием математических и имитационных моделей, причем точность расчета и характеристики конечного изделия определяются качеством выполнения моделирования. Достижение высоких показателей адекватности моделирования и точности расчета возможно обеспечить только с использованием уточненных математических моделей. С ростом объемов работ по проектированию электротехнических комплексов нефтегазовых технологических систем растет актуальность математического и имитационного моделирования электроприводов и исследования их характеристик методом компьютерного моделирования.
В работе показан алгоритм составления имитационных моделей трехуровневых автономных инверторов электроприводов, который включает в себя анализ структурной схемы электропривода, принятие допущений, составление эквивалентной схемы электропривода, математического описания электропривода, синтеза алгоритма модуляции и составления имитационных моделей. Выполненные исследования показывают влияние параметров сопротивления и индуктивности моторных дросселей на качество выходного напряжения автономного инвертора. Также исследовано влияние частоты коммутации автономного инвертора на искажения выходного напряжения и тока. Дополнительно даны рекомендации по выбору моторных дросселей.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Belov M.P., Novikov A.D., Rassudov L.N. Avtomatizirovannyy elektroprivod tipovykh proizvodstven-nykh mekhanizmov i tekhnologicheskikh kompleksov. Uchebnik dlya vysshikh uchebnykh zavedeniy [Automat-ed Electric Drive for Standard Production Mechanisms and Facilities. Textbook for Higher Educational Insti-tutions]. Moscow, Akademiya Publ., 2007. 576 p.
Onishchenko G.B., Aksenov M.I., Grekhov V.P. et al. Avtomatizirovannyy elektroprivod promyshlen-nykh ustanovok [Automated Electric Drive for Industrial Facilities]. RASKhN Publ., 2001. 520 p.
Terekhov V.M., Osipov O.I. Sistemy upravleniya elektroprivodov: Uchebnik dlya vuzov [Electric Drive Control Systems: Textbook for High Schools]. Moscow, Akademiya Publ., 2005. 304 p.
Sokolovskiy G.G. Elektroprivody peremennogo toka s chastotnym regulirovaniyem. Uchebnik dlya vuzov [AC Electric Drives With Frequency Control. Textbook for Higher Educational Institutions]. Moscow, Akademiya Publ., 2006. 272 p.
Tripathi A., Kambadkone A.M., Panda S.K. Direct Method of Overmodulation with Integrated Closed Loop Stator Flux Vector Control. IEEE Trans. PE, 2005, no. 20, pp. 1161–1168. DOI: 10.1109/TPEL.2005.854049
Belov M.P., Zementov O.I., Kozyaruk A.Ye. Inzhiniring elektropri-vodov i sistem avtomatizatsii. Uchebnoye posobiye [Engineering of Electric Drives and Automation Systems. Tutorial]. Moscow, Akademi-ya Publ, 2006. 368 p.
Shreyner R.T. Matematicheskoe modelirovanie elektroprivodov peremennogo toka s poluprovodni-kovymi preobrazovatelyami chastity [Mathematical Modeling of AC Drives with Semiconductor Frequency Converters]. Ekaterinburg, URO RAN Publ., 2000. 654 p.
Shreyner R.T., Kostylev A.V., Krivovyaz V.K., Shilin S.I. Elektromekhanicheskie i teplovye rezhimy asinkhronnykh dvigateley v sistemakh chastotnogo upravleniya [Electromechanical and Thermal States of Asynchronous Motors in Frequency Control Systems]. Ekaterinburg, Russian State Vocational and Pedagogi-cal University Publ., 2008. 361 p.
German-Galkin S.G. Matlab&Simulink. atlab&Simulink. Proektirovanie mekhatronnykh sistem na PK [Matlab&Simulink. Computer-Aided Design of Mechatronic Systems]. St. Petersburg, KORONA-Vek Publ., 2008. 368 p.
Pronin M.V. Vorontsov A.G. Silovye polnost'yu upravlyaemye poluprovodnikovye preobrazovateli (modelirovanie i raschet) [Fully-Controlled Semiconductor Power Converters (Simulation and Calculation)].
St. Petersburg, 2003. 172 p.
Hendawi E., Khater F., Shaltout A. Analysis, Simulation and Implementation of Space Vector Pulse width Modulation Inverter. International Conference on Application of Electrical Engineering, 2011, pp. 124–131.
Ogbuka C.U., Agu M.U. [A Generalized Rectified Sinusoidal PWM Technique for Harmonic Elimi-nation]. The Pacific Journal of Science and Technology, 2009, no. 2, pp. 21–26. (in Russ.)
Kozyaruk A.Ye., Rudakov V.V. Pryamoe upravlenie momentom v elektroprivode peremennogo toka mashin i mekhanizmov gornogo proizvodstva: uchebnoe posobie [Direct Torque Control in AC Drive of Ma-chines and Mechanisms Used in Mining: a Textbook]. St. Petersburg, 2008. 99 p.
Gupta A. K., Kambadkone A.M. A General Space Vector PWM Algorithm for Multi-level Inverter,
Including Operation in Overmodulation Range. International electric machines and drives conference, 2005, pp. 2527–2533. DOI: 10.1109/IEMDC.2005.195910
DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power180115
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.