Методика проектирования универсальной испытательной системы на основе группировки электрических машин

Для обеспечения процесса ремонта и производства асинхронных машин актуальной задачей является создание и разработка унифицированных испытательных систем. Предлагаемая в статье методика проектирования унифицированных испытательных систем позволит использовать эффективные и экономичные способы создания таких систем, позволяющих испытывать различные типы асинхронных машин со сходными техническими параметрами.

Существующие системы в своем большинстве проводят испытания асинхронных электрических машин только по опыту холостого хода и опыту короткого замыкания, исключая возможность проведения испытаний на нагревание при номинальной нагрузке, а также ограничиваясь проведением испытания только косвенными методами, что в неполной мере отражает качество изготовления или ремонта асинхронной машины. Оценка технического состояния асинхронной машины во время проведения испытаний представляет собой важную задачу, решение которой способствует повышению надежности, снижению аварийных ситуаций, сокращению потерь рабочего времени, связанных с внеплановыми ремонтами.

В настоящее время особое внимание уделяется процессам информационных технологий, применяемых при проведении ремонта электрических машин и формировании электронного паспорта электрической машины, развития цифровых систем контроля технологической и технической дисциплины для исключения влияния негативного человеческого фактора.

Объект исследования — комплекс электротехнического оборудования, разработанный для проведения экспериментальных исследований асинхронных машин. Предмет исследования — фундаментальные принципы конструирования, подходы к созданию математических моделей и механизмы управления этим комплексом, применяемые при тестировании асинхронных машин. Цель работы — предложить эффективную методику для создания универсальных электротехнических испытательных стендов, которая опирается на систематизацию асинхронных машин по их основным параметрам.

В статье приведено описание математической и имитационной моделей разработанной системы испытаний двух взаимно нагруженных асинхронных машин с учетом реакции упругого элемента, соединяющего их валы.

1. Бублик А. В., Бублик В. В. Вспомогательные электрические машины электроподвижного состава и их классификация // Оригинальные исследования. 2021. Т. 11, № 5. С. 104–111. EDN: UBXRPQ.

2. Бублик А. В., Бублик В. В., Гателюк О. В., Есин Н. В. Вопросы проектирования испытательных стендов электрических машин подвижного состава // Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов: материалы VII Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. уч. Омск: Изд-во ОмГУПС, 2022. С. 58–66. EDN: SOIGQQ.

3. Фешин А. О. Математическое моделирование вращающихся машин в фазных координатах и исследование процессов в электроэнергетических системах с их применением: дис. … канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2024. 156 c.

4. Кавалеров Б. В., Кошелев В. В. Математическое моделирование динамики электрических машин в фазных осях // Вестник ПНИПУ. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2019. № 31. С. 72–90. EDN: AGQDNP.

5. Казаков Ю. Б., Палилов И. А., Гуляев И. В. Анализ электромеханических процессов в асинхронных машинах при испытаниях методом взаимной нагрузки с рекуперацией энергии в сеть // Электротехника. 2020. № 1. С. 2–8. EDN: KSYGTR.

6. Буньков Д. С., Глазырин А. С., Боловин Е. В. [и др.]. Исследование асинхронной электрической машины с короткозамкнутым ротором для возобновляемой энергетики при нестационарном конденсаторном возбуждении // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020. № 12. С. 187–199. DOI: 10.18799/24131830/2020/12/2952. EDN: WAAJYH.

7. Пугачев А. А., Воробьев В. И., Космодомианский А. С. Система управления тяговым асинхронным двигателем с минимизацией мощности потерь // Вестник Брянского государственного технического университета. 2015. № 2 (46). С. 55. EDN: UJJZMT.

8. Среда динамического моделирования технических систем SimInTech: программа для ЭВМ. Москва: ФИПС, 2010. № 2010617758 от 23.11.2010.

9. Малышков Г. М., Крючков В. В., Соловьев И. Н. [и др.]. Выбор параметров фильтров инверторов — ЭТВА // Электронная техника в автоматике / под ред. Ю. И. Конева. Москва: Радио и связь, 1986. Вып. 17. С. 148–168.

10. Калачев Ю. Н. Simintech. Моделирование в электроприводе. Инструкция по пониманию. Москва: ДМК Пресс, 2019. 106 с. ISBN 978-5-93700-102-3.

11. Пат. № 80018 Российская Федерация, МПК G01R 31/04. Устройство для испытания асинхронных тяговых электродвигателей / Рапопорт О. Л., Цукублин А. Б., Бейер- лейн Е. В. № 2008115647/22; заявл. 21.04.2008; опубл. 20.01.2009.

12. Сазонов А. С., Лебедев Д. Ю. Расчет и выбор параметров синусных фильтров частотно-регулируемых приводов с ШИМ-инвертором напряжения // Промышленная энергетика. 2012. № 2. С. 18–22. EDN: PGPWTR.

13. Калачев Ю. Н., Самохвалов Д. В. Основы регулируемого электропривода. Москва: ДМК Пресс, 2022. 236 с. ISBN 978-5-93700-210-5.

14. Ваттметры, варметры и ваттварметры цифровые щитовые серии 3021. Руководство по эксплуатации 0ИУСН.140.012 РЭ. Краснодар: ООО предприятие «ЗИП-Научприбор», 2022. 44 с.