Methods and algorithms to account the design of windings of asynchronous machine in frequency electric drives
Keywords:
modified Clarke and Park transformations, effect of design of windings, frequency control of induction motorAbstract
The reason for writing this article was that the researchers use always the one same mathematical model of
the induction machine in the frequency control systems, the model of idealized machine with a sinusoidal distribution of the magnetic flux density in the air gap.
Authors conducted the calculation distribution of magnetic induction in the gap of induction machine by
the tooth contours method and found deviations from the sinusoidal distribution. Simulation of induction motor start in MATLAB showed noticeable effect even a small non-sinusoidal distribution of the magnetic induction in the electrical and electromechanical processes electric drive
Authors suggested a modified method for transforming vector currents, magnetic fluxes, taking into account the actual structure of the windings of the asynchronous machine. On this basis has been developed a software package in Visual C# language for calculation of the correction functions and for simulation starting of asynchronous machine.
The method proposed does not require rework of frequency control systems.
Just add the correction function and the coefficients obtained by the authors in modified Clarke and Park transformations in frequency control system of induction machine.
Authors proposed method can be useful for the analysis of processes in the three-phase synchronous cylindrical rotor machines, dual power supply machines, as well as other tasks
References
Копылов, И.П. Математическое моделиро-вание электрических машин: учеб. для студентов вузов / И. П. Копылов. – М.: Высш. шк., 2001. – 327 с.
Иванов-Смоленский, А.В. Электрические машины: учеб. для вузов: в 2 т. / А.В. Иванов-Смоленский. – М.: Издат. дом МЭИ, 2006. – Т. 2. – 532 с.
Козярук, А.Е. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регули-руемых электроприводов / А.Е. Козярук, В.В. Руда-ков; под ред. А.Г. Народицкого. – СПб.: Санкт-Петербургская Электротехническая компания, 2004. – 127 с.
Герман-Галкин, С.Г. Компьютерное моде-лирование полупроводниковых систем / С.Г. Гер-ман-Галкин. – СПб.: КОРОНА принт, 2001.
Шрейнер, Р.Т. Математическое моделиро-вание электроприводов переменного тока с полу-проводниковыми преобразователями частоты / Р.Т. Шрейнер. – Екатеринбург: УРО РАН, 2000. – 654 с.
Труды VII Международной научно-техни-ческой конференции по автоматизированному электроприводу. – Иваново: ФГБОУ ВПО «Ива-новский государственный энергетический универ-ситет им. В. И. Ленина», 2012. – 708 с.
Mathematical Model of Asynchronous Ma-chine in MATLAB Simulink / A. Ansari et al. // Inter-national Journal of Engineering Science and Techno¬logy. – 2010. – Vol. 2 (5). – P.1260–1267.
Dynamic Induction Machine Model Account-ing for Stator and Rotor Slotting / G. Joksimovic,
J. Riger, T. Wolbank et al. // XXth International Con-ference on Electrical Machines (ICEM 2012). – Mar-seille, France (2–5 September 2012). – P. 207–213. DOI: 10.1109/ICElMach.2012.6349865
Serrano-Iribarnegaray, L. Critical Rewiew of the Modified Winding Function Theory / L. Serrano-Iribarnegaray, P. Cruz-Romero, and A. Gomez-Exposito // Progress in Electromagnetics Research. – 2013 – Vol. 133. – pp. 515–534. DOI: 10.2528/PIER12091301
Mahmoud Riaz. Simulation of Electric Ma-chine and Drive Systems Using Matlab and Simulink / Riaz Mahmoud // University of Minnesota. – http://www.ece.umn.edu/users/riaz/macsim/info.pdf (дата обращения: 23.04.2015).
Vector Control of Induction Machines, Power Systems / B. Robyns et al. // Springer-Verlag London, 2012. DOI: 10.1007/978-0-85729-901-7_2
Multiple Coupled Circuit Modeling of Induc-tion Machines / X. Luo, Y. Liao, H.A. Toliyat, A. El-Antably, and T.A. Lipo // IEEE Transactions on Indus-try Applications. – 1995. – Vol. 31, no. 2. – P. 311–319. DOI: 10.1109/28.370279
Метод зубцовых контуров и его примене-ние: лаборатор. практикум по курсу «Универсаль-ные методы расчета полей и процессов в элек-трических машинах» / В.И. Гончаров, В.А. Кузне-цов, В.Г. Фисенко, С.В. Ширинский // Моск. энер-гет. ин-т (МЭИ ТУ). – М.: Изд-во МЭИ, 1998. – 24 с.
Захаржевский, О.А. О модели асинхронной машины / О.А. Захаржевский; Мордов. гос. ун-т. – Саранск, 2013. – 37 c. – Деп. рук. ВИНИТИ,
№ 122-В 2013 от 07.05.2013.
Захаржевский, О.А. [Refined Model of In-duction Machines] / О.А. Захаржевский, В.В. Афо-нин // Сборник научных трудов SWorld. – Одесса: КУПРИЕНКО, 2013. – Вып. 2, т. 8. – С. 34–36.
Захаржевский, О.А. Отображение кон-струкции обмоток в модели асинхронной машины / О.А. Захаржевский, С.А. Панфилов // Сборник научных трудов SWorld. – Вып. 2, т. 8. – Одесса: КУПРИЕНКО, 2013. – С. 36–39.
Захаржевский, О.А. Amendments Clarke’s and Park’s Transformations According to the Laout of Three-Phase Stator Windings / О.А. Захаржевский, В.В. Афонин // Сборник научных трудов SWorld. – Вып. 2, т. 3. – Одесса: КУПРИЕНКО, 2014. –
С. 34–38.
Захаржевский, О.А. Учет конструкции обмоток асинхронной машины при моделировании в MATLAB / О.А. Захаржевский, В.В. Афонин // Международный научно-теоретический журнал «Электронное моделирование» / НАН Украины, Институт проблем моделирования в энергетике им. Г.Е. Пухова. – Киев: Технiка, № 4/36, 2014. –
С. 101–116.
Захаржевский, О.А. Программный ком-плекс для моделирования пуска асинхронной ма-шины от сети / О.А. Захаржевский, В.В. Афонин // XLIII Огаревские чтения: материалы науч. конф. В 3 ч. Ч. 1: Технические науки. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2014. – С. 124–129.
Пат. 2476982. Российская Федерация. Способ управления электромагнитным моментом асинхронного электродвигателя с короткоза-мкнутым ротором / А.Е. Козярук, Б.Ю. Васильев; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный горный университет» – № 2011132450/07; заявл. 01.08.2011; опубл. 27.02.2013, Бюл. № 6. – 12 с.
