Технические науки / 5. Энергетика

Шевченко Ю.А, Шишикин А.Г., Эм Г.А.

Карагандинский государственный технический университет,

Республика Казахстан

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОвание СИСТЕМЫ «источник соизмеримой мощности – тиристорнЫЙ выпрямиТЕЛЬ – дВИГАТЕЛЬ»

Опыт эксплуатации автоматизированного электропривода системы «тиристорный выпрямитель – двигатель постоянного тока независимого возбуждения» (ТВ-Д) на буровых установках, экскаваторах и другой горнодобывающей технике показал, что на его динамические и статические характеристики существенное влияние оказывают внутренние параметры источника электроснабжения, линии электропередачи и нелинейные характеристики управляемого выпрямителя. При этом электроснабжение указанного оборудования осуществляется, как правило, от автономных и неавтономных источников мощностью, соизмеримой с мощностью электропривода горного оборудования. Для таких условий характерно значительное изменение амплитуды переменного напряжения питающей сети, что, в свою очередь, приводит к значительной деформации статических и динамических характеристик электропривода и, в определенных условиях, к несанкционированным (самопроизвольным) отключениям, связанным с нарушением работы тиристорного выпрямителя [1].

В [2] рассмотрены переходные процессы, протекающие в электромеханической системе «источник соизмеримой мощности – тиристорный выпрямитель – двигатель постоянного тока» (ИСМ-ТВ-Д) при скорости, соответствующей номинальному режиму в условиях «мягкой» сети, а также механизм возникновения явления несанкционированного закрытия тиристоров из-за превышения значения ЭДС якоря двигателя над выпрямленным напряжением сети и автоколебательного режима работы системы.

Для определения динамических свойств рассматриваемого электропривода при электроснабжении от ИСМ в программной среде MatLab R2015A была разработана имитационная модель, представленная на рисунке 2.

В ходе имитационных исследований проведена серия экспериментов с различными параметрами длины питающей линии и момента сопротивления на валу двигателя.

Рисунок 1 – Имитационная модель системы ИСМ-ТВ-Д

Принимались длины линий: 15, 30, 50 км. Значения момента сопротивления: 0,25М_н– 2,25Н∙м; 0,5М_н -4,5Н∙м; 0,75М_н -6,75Н∙м; 1М_н– 9Н∙м; 1,5М_н -13,5Н∙м.

Избранные осциллограммы с графиками изменения скорости, тока и момента на валу при различных нагрузках представлены на рисунках 3-4.

Рисунок 2 ‒ Осциллограммы скорости, тока и момента при длине линии 50 км и номинальной нагрузке

Рисунок 3 ‒ Осциллограммы скорости, тока и момента при длине линии 50 км и нагрузке 1,5М_н

Имитационные эксперименты подтвердили значительную деформацию статических и динамических характеристик электропривода при увеличении длины линии электроснабжения.

Литература:

1. Бырька В.Ф., Брейдо И.В., Петерс И.В и др. Особенности управления тиристорным электроприводом горных машин при электроснабжении от источника энергии соизмеримой мощности // Изв. ВУЗов. Горный журнал. 1991. № 9. С.106-109.

2. Эм Г.А., Брейдо И.В. Тиристорный электропривод постоянного тока горных машин. Влияние импульсного характера работы силового преобразователя на свойства тиристорного электропривода постоянного тока: Монография / LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG Heinrich-Böcking-Str. 6-8, 66121 Saarbrücken, Germany, 2012. 83 с.