Лашко Юрій Вікторович. Захист асинхронних двигунів електроприводів від аварійних режимів на основі показників якості перетворення енергії

Короткий опис

Лашко Юрій Вікторович. Захист асинхронних двигунів електроприводів від аварійних режимів на основі показників якості перетворення енергії : дис... канд. техн. наук: 05.09.03 / Національний технічний ун-т "Харківський політехнічний ін-т". - Х., 2006

Лашко Ю.В. Захист асинхронних двигунів електроприводів від аварійних режимівна основі показників якості перетворення енергії. Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.09.03 електротехнічні комплекси та системи. Національний технічний університет „Харківський політехнічний інститут” Харків - 2006.
Дисертація присвячена підвищенню ефективності систем захисту асинхронних двигунів електроприводів шляхом розробки нових методів і алгоритмів, що реалізують функції захисту на основі застосування показників якості перетворення енергії і забезпечують роботу системи за принципом запобігання.
Проведено комп’ютерні та експериментальні дослідження процесів якості перетворення енергії АД для випадків: (не)якісного електропостачання при (не)якісному технічному стані двигуна, в результаті яких доведено, що підвищення ефективності систем захисту здійснюється застосуванням показників якості перетворення енергії в АД, як інформативних ознак зміни його режиму роботи і, мають властивість щодо опосередкованого врахування поточного реального технічного стану двигуна. Розроблено метод контролю зміни поточного режиму роботи АД, який ґрунтується на застосуванні уведеної характеристики режиму роботи АД, що обчислюється за відношенням потужностей вейвлет-коефіцієнтів, отриманих за ліфтинг-схемою, застосованої до дискретних значень миттєвої потужності. У роботі виконано обґрунтування та розроблено метод змінювання вставки спрацювання за струмом, модифікацію методів визначення і прогнозування теплового стану двигуна, спосіб контролю закінчення пускового режиму. Запропоновані апаратно-програмні рішення для забезпечення конвеєрної обробки даних за схемою отримання-передача-обробка інформації” з організацією функцій захисту на рівні задач із паралельним виконанням їх компонент при математичній обробці даних.
Коректність і працездатність розроблених методів і алгоритмів підтверджена лабораторними експериментами.

Дисертаційна робота присвячена рішенню науково-практичної задачі підвищення ефективності систем захисту для забезпечення надійної експлуатації електропривода з АД шляхом визначення аварійно небезпечних і аварійних режимів його роботи.
У результати проведених досліджень зроблені наступні висновки:

Проаналізовано причини аварійного виходу з ладу АД, методи та засоби їх захисту і підходи, що покладено в основу їх побудови. Встановлено, що на даний час актуальними і перспективними є створення і розробка нових методів і засобів захисту електропривода з АД при зміні параметрів і характеристик двигуна для забезпечення надійної та ефективної експлуатації.
Доведено доцільність застосування показників якості перетворення енергії як інформативних ознак потенційно аварійно небезпечних режимів роботи АД з метою підвищення ефективності систем захисту електропривода з АД. Шляхом математичного моделювання для режимів: неякісне електропостачання та якісний технічний стан двигуна, якісне електропостачання та неякісний технічний стан двигуна і неякісне електропостачання та неякісний технічний стан двигуна, встановлено, що показники якості перетворення енергії характеризують енергопроцеси в АД і опосередковано враховують можливу зміну поточного технічного стану двигуна.
Розроблений метод контролю поточного режиму АД оснований на застосуванні характеристики режиму, яка має інформативну ознаку, достатню для визначення потенційно аварійного режиму АД. Розрахунок характеристики режиму потребує визначення відношення флуктуаційних коефіцієнтів, отриманих за ліфтинг-схемою вейвлет-перетворення, до дискретного сигналу миттєвої потужності на суміжних інтервалах.
Розроблено метод контролю закінчення пускового режиму АД на основі використання запропонованої характеристики режиму. Встановлено, що наприкінці пуску АД характеристика режиму має характерний „провал”, що прийнятий за ознаку закінчення пускового режиму.
Обґрунтована можливість реалізації захисту АД електроприводів за принципом запобігання. Розроблений спосіб змінювання вставки спрацювання за струмом, який ґрунтується на використанні поточного максимального значення показника нерівномірності завантаження струмом фазних обмоток статора, який на відміну від загальноприйнятих захистів за струмом, дозволяє враховувати” потенційно аварійні режими АД і здійснити запобіжне його вимикання.
На відміну від відомих, запропоновані методи основані на використанні енергетичного показника нерівномірності завантаження фаз струмом у рівнянні нагріву АД для реалізації функції захисту від перегріву, а для прогнозу у рівняннях холодного та гарячого стану. Це дозволяє у будь-якому усталеному режимі роботи АД визначати не тільки температуру обмоток, а і прогнозувати час, через який вона набуде граничних значень.

Розширення функціональних можливостей і підвищення ефективності системи захисту здійснюється за умови застосування показників якості перетворення енергії з виконанням функцій аналізу поточного режиму роботи АД на основі логічних ознак режимів роботи двигуна, вирішальних правил і використання апарату прийняття рішення.
Організація функцій захисту за запропонованим принципом апаратно-програмної побудови запропонованої системи захисту забезпечується конвеєрною обробкою даних за циклічною схемою отримання-передача-обробка”.
Експериментальні дослідження алгоритмічного і програмного забезпечення систем захисту АД електроприводів на лабораторному дослідному комплексі довели коректність та адекватність запропонованих методів та їх використання для промислових підприємств.
Результати досліджень прийняті для впровадження у проект системи захисту АД в ВАТ «Електрозахист» (м. Харків). Теоретичні результати роботи та розроблене програмне забезпечення використовуються в навчальному процесі кафедри систем автоматичного управління та електропривода КДПУ.