Анализ способов и методов снижения внешних электромагнитных полей асинхронных двигателей при питании широтно-импульсно модулированным напряжением тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.01, кандидат наук Шумилов, Егор Алексеевич

• Шумилов, Егор Алексеевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Шумилов, Егор Алексеевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ВНЕШНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ, ПИТАЕМЫЕ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНО МОДУЛИРОВАННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ

1.1. Интенсивное внедрение в промышленности частотно-регулируемых асинхронных двигателей, работающих от преобразователей с широтно-импульсной модуляцией напряжения

1.2. Проявления внешних электромагнитных полей асинхронных двигателей

1.3. Методы исследования внешних электромагнитных полей асинхронных двигателей

1.4. Моделирование электромагнитных полей асинхронных

двигателей численными методами

1.5. Выводы и постановка задач

ГЛАВА 2. ВЫЯВЛЕНИЕ СУЩЕСТВЕННЫХ ДЛЯ РАСЧЕТА ВНЕШНИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ГАРМОНИК НАПРЯЖЕНИЙ И ТОКОВ ФАЗ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ

2.1. Имитационное моделирование асинхронных двигателей, работающих от преобразователей частоты с широтно-импульсной 49 модуляцией напряжения

2.2. Гармонический состав выходного напряжения инвертора и тока асинхронных двигателей при питании от преобразователя частоты с широтно-импульсной модуляцией напряжения

2.3. Расчет электромагнитных процессов в асинхронных двигателях

при питании от преобразователя частоты с широтно-импульсной 70 модуляцией напряжения

2.4. Выводы

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ВНЕШНИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ

МОДУЛЯЦИЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ

ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

3.1. Частотно-регулируемый асинхронный двигатель, как источник высокочастотного внешнего электромагнитного поля

3.2. Двухмерное моделирование внешних электромагнитных полей асинхронных двигателей при работе от преобразователей частоты с широтно-импульсной модуляцией напряжения

3.3. Трехмерное моделирование внешних электромагнитных полей асинхронных двигателей при работе от преобразователей частоты с широтно-импульсной модуляцией напряжения

3.4. Анализ энергии высокочастотных электромагнитных помех внешнего электромагнитного поля асинхронных двигателей при питании от преобразователя с широтно-импульсной модуляцией напряжения

3.5. Выводы

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СПОСОБОВ СНИЖЕНИЯ ВНЕШНИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ ПИТАНИИ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНО МОДУЛИРОВАННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Способы снижения внешних электромагнитных полей асинхронных двигателей

4.2. Оценка эффективности способов снижения внешних электромагнитных полей асинхронных двигателей при питании широтно-ипульсно модулированным напряжением на основе компьютерного моделирования

4.3. Экспериментальное исследование электромагнитных процессов в асинхронном двигателе, работающем от преобразователя частоты с широтно-импульсной модуляцией напряжения, и внешних

электромагнитных полей

4.4. Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПРИЛОЖЕНИЕ И

ПРИЛОЖЕНИЕ К

ПРИЛОЖЕНИЕ Л

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Анализ способов и методов снижения внешних электромагнитных полей асинхронных двигателей при питании широтно-импульсно модулированным напряжением»

ВВЕДЕНИЕ

Асинхронные двигатели (АД), как и любое другое работающее электротехническое устройство, создают внешние электромагнитные поля (ВЭМП). ВЭМП АД распространяются в пространстве, создают электромагнитное загрязнение окружающей среды, оказывает влияние на оборудование и обслуживающий персонал. Плотность размещения и установленная мощность АД возрастают, влияние их ВЭМП на работу других устройств усиливается. Это вызывает проблемы электромагнитной совместимости. ВЭМП приводят к нарушениям в работе устройств автоматики, релейной защиты, связи. Они являются причиной сбоев в работе электронной техники, систем управления технологическими процессами и объектами. Среди устройств наиболее чувствительны к ВЭМП элементы микропроцессорных систем управления.

В настоящее время широко используется питание АД от преобразователей частоты (ПЧ). Современные ПЧ зачастую работают в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ) напряжения. Применение ШИМ напряжения обуславливает появление в напряжении и токе АД высокочастотных составляющих, которые могут быть значительными, являться источниками повышенных частот ВЭМП АД и электромагнитных помех. Если при работе АД от сети с синусоидальным напряжением его основное ВЭМП будет иметь такую же частоту, то при работе АД от преобразователей с ШИМ напряжения ВЭМП будут иметь широкий частотный спектр. С повышением частоты воздействие ВЭМП на чувствительные элементы оборудования возрастает.

ВЭМП оказывают влияние на обслуживающий персонал. Наиболее чувствительны к ВЭМП центральная нервная, сердечно-сосудистая, гормональная и репродуктивная системы человека. Воздействие на персонал проявляется в головных болях, вялости, утомляемости, повышении артериального давления, учащении пульса, а после длительного воздействия

и изменении в составе крови. Установлены предельно допустимые уровни ВЭМП для человека. По Российским санитарным нормам предельно-допустимые уровни полей снижаются с повышением частоты. Так, если при воздействии на человека в течение всей смены предельно допустимая индукция постоянного магнитного поля составляет 104 мкТл, то для частоты 50 Гц она снижается до 100 мкТл, а для частот от 10 до 30 кГц, при которых обычно работают преобразователи с ШИМ напряжения, до 62,5 мкТл.

Это делает актуальной проблему анализа перспективных способов и методов снижения ВЭМП АД с ШИМ напряжения. Значительный вклад в исследования ВЭМП электрических машин внесли Вольдек А.И., Иванов-Смоленский А.И., Каасик П.Ю., Ефименко JI.A, Андреева O.A., Уильяме Т., Армстронг К., Новокшенов B.C., Соколов С.Е., Жумангулов К.К., Исмагилов Ф.Р., Хайруллин И.Х., Пашали Д.Ю., Бойкова O.A., Силин Н.В. Исследования способов снижения ВЭМП проводили, Аполллонский С.М., Сотников В.В., Крылов В.А., Юченкова Т.В., Манин Б.А., Кутузова Н.Б., Марченко Е.А. Однако, в опубликованных результатах исследований не рассматривалось влияние ШИМ напряжения. АД на ВЭМП, а анализ методов расчета полей и способов их снижения проведен на основе аналитических зависимостей, с принятием существенных допущений.

Таким образом, анализ методов и способов снижения ВЭМП при питании АД с ШИМ напряжением, включающий применение численных методов со снятием части существенных, принятых в предыдущих исследованиях, допущений не выполнялся и является актуальным.

Цель работы — совершенствование методов исследования внешних электромагнитных полей асинхронных двигателей, питаемых широтно-импульсно модулированным напряжением, оценка эффективности основных способов их снижения.

Предмет исследования:

Методы и способы снижения внешнего электромагнитного поля АД.

Объект исследования:

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, питаемый широтно-импульсно модулированным напряжением.

Задачи исследования:

- определение уровней высших гармоник напряжений и токов АД, питаемых от ПЧ с ШИМ напряжения, на основе гармонического анализа электромагнитных процессов АД с использованием имитационных моделей;

- разработка математических моделей ВЭМП АД на основе численных методов;

- анализ изменения ВЭМП АД при питании от ПЧ с ШИМ напряжения для разных режимов работы АД и источника;

- разработка рекомендаций по применению способов снижения ВЭМП АД и оценка их эффективности на основе разработанных математических моделей;

- экспериментальная проверка результатов теоретических исследований ВЭМП АД.

Методы исследования

Для решения задач выполнены теоретические исследования с использованием имитационного моделирования на основе дифференциальных уравнений и структурных схем в системе моделирования динамических процессов MatLab Simulink и метода конечных элементов для численного расчета электромагнитных полей в системах Elcut и Ansofît Maxwell. Автоматизированный расчет данных производился с использованием М-книг. Опытные результаты получены на экспериментальном стенде с использованием измерительных антенн, цифровых измерителей-регистраторов и цифровых осциллографов. Теоретические результаты также сравнивались с опытными данными, полученными в других организациях.

Научная новизна работы

1. На основе анализа известных методов, предложена методика исследования создаваемых АД при ШИМ фазных напряжений статора внешних электромагнитных полей, ориентированная на их снижение. Она включает выявление существенных для расчета этих полей гармоник напряжений и токов АД, с помощью имитационных моделей на основе схем замещения двигателей, и численное моделирование упомянутых полей для выявленных гармоник напряжений и токов.

2. Разработаны математические модели внешних электромагнитных полей, создаваемых АД при ШИМ фазных напряжений статора, на основе метода конечных элементов в трехмерной постановке, учитывающие изменение гармонического состава токов АД при изменении режимов работы. Они учитывают также конфигурацию зубцово-пазовых зон магнитопровода, корпуса и торцевых частей АД, обмоточные данные двигателя, нелинейность характеристик намагничивания и вихревые токи в проводящих элементах конструкции

3. Дана оценка эффективности способов снижения ВЭМП АД при питании широтно-импульсно модулированным напряжением, обоснованная результатами моделирования с применением разработанных математических моделей, в том числе, при трехмерном численном моделировании ВЭМП.

Практическая ценность работы

1. На основе разработанных математических моделей определены уровни ВЭМП АД, питаемых широтно-импульсно модулированным напряжением, для установившихся режимов работы АД. Показано, что для высокоиспользованных АД в пусковых режимах значения ВЭМП могут превосходить допустимые уровни.

2. На основе оценки эффективности снижения ВЭМП АД различными способами даны рекомендации по их применению.

3. Предложенные методика и модели расчета ВЭМП АД, питаемых широтно-импульсно модулированным напряжением, могут быть использованы при разработке конструкций АД с маломагнитным излучением.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Методика исследования ВЭМП АД при широтно-импульсной модуляции напряжения, включающая гармонический анализ напряжений и токов с использованием имитационных моделей АД на основе схем замещения, и численное моделирование ВЭМП АД для выявленных гармоник напряжений и токов.

2. Математические модели ВЭМП АД, учитывающие гармонический состав напряжений и токов двигателей, особенности их конструкции, нелинейность характеристик намагничивания и вихревые токи в проводящих элементах конструкции, позволяющие исследовать ВЭМП АД при питании широтно-импульсно модулированным напряжением для установившихся режимов работы двигателя.

3. Оценка эффективности способов снижения ВЭМП АД при широтно-импульсной модуляции напряжения, обоснованная результатами моделирования с применением разработанных математических моделей, в том числе при трехмерном численном моделировании ВЭМП, и рекомендации по их применению.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: Международной научно-технической конференции «Состояние и развитие электротехнологий» Иваново, ИГЭУ, 2011 г., Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы АПК» Саратов 2010 г., Международных научно-технических конференциях «Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии», Тольятти, ТГУ, 2009 г. и 2012 г., Международной научно-технической конференции

«Электрические аппараты и электротехнические комплексы и системы», Ульяновк, УлГТУ, 2012 г., научных семинарах кафедры «Электромеханика и промышленная автоматика» Сызранского филиала СамГТУ.

Внедрение результатов работы Основные положения, выводы и рекомендации нашли применение в системе автоматизированного управления режимом работы литейных машин на ОАО «Пластик», на компрессорной станции ОАО «НЕФТЕМАШ», в системе регулирования подачи паровоздушной смеси в стриппинг-колонны установки первичной перегонки нефти АВТ-6 на ООО «МНП «ЭЛЕКТРО», в учебном процессе по дисциплинам «Электрические машины» и «Электромагнитная совместимость в электроэнергетике».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 работ, 4 из которых входят в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК России.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 146 наименований, 11 приложений и содержит 147 страниц основного текста, 68 рисунков и 21 таблицу.

ю

ГЛАВА 1. ВНЕШНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ, ПИТАЕМЫЕ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНО МОДУЛИРОВАННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ.

1.1. Интенсивное внедрение в промышленности частотно-регулируемых асинхронных двигателей, работающих от преобразователей частоты.

Асинхронные двигатели (АД) в настоящее время являются самым распространенным типом электрической машины. Это объясняется простотой конструкции АД, его высокой надежностью, возможностью работы непосредственно от сети переменного тока, простотой обслуживания, приемлемой стоимостью. АД широко применяются в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Их используют в металлорежущих станках, подъёмно-транспортных машинах, транспортёрах, насосных агрегатах, устройствах автоматики и т.д. [78, 90].

При эксплуатации АД зачастую возникает необходимость регулирования их частоты вращения. Возможные способы регулирования скорости АД представлены на рис. 1.1 [72, 76].

Рис. 1.1. Классификация способов регулирования скорости АКД

Изменение скорости переключением числа пар полюсов АД позволяет получать несколько (от 2 до 4) значений рабочих скоростей, поэтому плавное регулирование скорости и формирование переходных процессов при этом

способе невозможно. Данный способ имеет определенные области

и

применения, но не может рассматриваться, как основа для построения систем регулируемого электропривода [104].

При регулировании частоты вращения АД изменением напряжения, подводимого к обмотке статора, критический момент Мкр двигателя изменяется пропорционально квадрату подводимого к двигателю напряжения (рис. 1.2).

и >и, >и,>и}

ном 1 2 '

пускЗ

пуск 2

м м М М

пуск 1 пуск кр

Рис. 1.2. Механические характеристики асинхронного двигателя при изменении напряжения подводимого к обмоткам статора

Если момент сопротивления рабочей машины больше пускового момента электродвигателя (Мс > Мпуск), то двигатель не будет вращаться, поэтому необходимо запустить его при номинальном напряжении или на холостом ходу. Регулировать частоту вращения АД таким способом можно только при вентиляторном характере нагрузки. Кроме того, должны использоваться специальные электродвигатели с повышенным скольжением. Диапазон регулирования небольшой, что существенно ограничивает его применение [67, 104].

Принцип частотного метода регулирования скорости асинхронного двигателя заключается в том, что, изменяя частоту питающего напряжения,

можно в соответствии с выражением со0 = при неизменном числе пар

Р

полюсов р изменять угловую скорость 6У0 магнитного поля статора.

Способ регулирования скорости АД изменением частоты питающего напряжения является основным способом регулирования. С широким распространением дешевых микропроцессоров и появлением мощных транзисторов создались условия, позволяющие достаточно простыми средствами формировать напряжение желаемой формы, подводимое к обмоткам статора АД. Этот способ обеспечивает плавное регулирование скорости в широком диапазоне, а механические характеристики обладают высокой жесткостью (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Механические характеристики АКД при частотном регулировании

Частотное регулирование угловой скорости АД находит интенсивное применение в промышленности. Например, в установках текстильной промышленности, где необходимо плавно и одновременно регулировать угловые скорости группы АД, находящихся в одинаковых условиях. Примером другой установки с частотно-регулируемыми АД могут служить транспортные рольганги в металлургической промышленности, некоторые конвейеры и др.

Частотное регулирование угловой скорости АД широко применяется в индивидуальных установках, когда требуется получение весьма высоких угловых скоростей (для привода электрошпинделей в металлорежущих станках с частотой вращения до 20 ООО об/мин). Экономические выгоды частотного регулирования особенно существенны для приводов, работающих

в повторно-кратковременном режиме, где имеет место частое изменение направления вращения с интенсивным торможением [102].

Общим итогом преимущества применения частотно-регулируемых АД, работающих от преобразователей частоты является следующее [143, 144]:

1. Плавное регулирование скорости вращения АД позволяет в большинстве случаев отказаться от использования редукторов, вариаторов, дросселей и другой регулирующей аппаратуры, что значительно упрощает управляемую механическую (технологическую) систему, повышает ее надежность и снижает эксплуатационные расходы.

2. Частотный пуск АД обеспечивает его плавный без повышенных пусковых токов и механических ударов разгон, что снижает нагрузку на двигатель и связанные с ним передаточные механизмы, увеличивает срок их эксплуатации. При этом появляется возможность по условиям пуска снижения мощности приводных двигателей нагруженных механизмов.

3. АД, работающий от частотного преобразователя может применяться для замены приводов постоянного тока.

Применение АД, питающихся от частотного преобразователя, позволяет сберегать электроэнергию устранением неоправданных ее затрат, которые имеют место при альтернативных методах регулирования технологических потоков дросселированием, с помощью гидромуфт и других механических регулирующих устройств. Экономия электроэнергии при этом в среднем составляет 50-75 % от мощности, потребляемой насосами при дроссельном регулировании. Это определило повсеместное внедрение в промышленно развитых странах регулируемого привода насосных агрегатов.

Частотное регулирования АД реализуется с помощью вентильных преобразователей частоты [31, 137, 139, 145]. Наиболее распространенная схема системы частотного регулирования АД представлена на рис. 1.4.

1 ЗВЕНО ПОСТОЯННОГО ТОКА 1

I_______________I

Рис. 1.4. Типовая схема преобразователя частоты

Переменное напряжение питающей сети {U вх) с постоянной амплитудой и частотой (Uвх = const, fBX = const) поступает выпрямитель (1). Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения (ивыпр) используется фильтр (2). Выпрямитель и емкостный фильтр образуют звено постоянного тока.

С выхода фильтра постоянное напряжение Ud поступает на вход автономного импульсного инвертора (3). Автономный инвертор, выполняется на основе силовых биполярных транзисторов с изолированным затвором IGBT. В инверторе осуществляется преобразование постоянного напряжения Ud в трехфазное (или однофазное) импульсное напряжение Uи изменяемой амплитуды и частоты.

Управление инвертором ПЧ осуществляется специальным методом. Наиболее часто используются метод широтно-импульсного регулирования, например [126], и широтно-импульсной модуляции (ШИМ) напряжения, например [97]. В этом случае длительность импульса зависит от значения модулирующего сигнала в некоторые фиксированные моменты времени,

например в моменты начала импульса. Благодаря простоте построения систем управления ПЧ и тому, что при достаточно высоком отношении несущей и модулирующей частот различие в ШИМ исчезает.

На рис. 1.5 представлена структура однофазного инвертора, позволяющая рассмотреть принцип работы ШИМ. Активно-индуктивная нагрузка 2Н включена между средней точкой источника питания и точкой соединения электронных ключей 1 и 2, каждый из которых включает в себя транзистор, работающий в ключевом режиме и диод обратного тока. Система управления транзисторными ключами содержит в своем составе нуль-орган (НО) и формирователи Ф1 и Ф2. На входе нуль-органа сравниваются задающий сигнал и и пилообразное опорное напряжение иоп. Если и >иоп, т.е. разность (и -иоп) положительна, то сигнал на выходе нуль-органа положителен и на выходе формирователя Ф1 существует положительный сигнал /,*, замыкающий ключ 1, т.е. открывающий положительный транзистор. К нагрузке оказывается приложенным напряжение 0,5£/,, у которого слева «плюс», а справа - «минус» и которое считается положительным. При отрицательной разности (и* -иоп) замыкается ключ 2 и напряжение на нагрузке становится отрицательным и равным -0,5иа [90].

Рис. 1.5. Структура однофазного инвертора с широтно-импульсной модуляцией

а

б

Рис. 1.6. Характеристики передаточного коэффициента инвертора: а - напряжение опорное и задания; б - регулировочная характеристика инвертора

На рис. 1.6, а показаны симметричное пилообразное опорное напряжение с максимальным значением иопт и напряжение задания и , которое предполагается постоянным в течении периода Тшш опорного напряжения. В нижней части рисунка приведены состояния сигналов /' и /* и форма напряжения на выходе инвертора и. Среднее значение напряжения на выходе определяется следующим образом [90]:

где Г,,Г2 — интервалы замкнутого состояния ключей 1 и 2 соответственно; Тшш — период широтно-импульсной модуляции, с; /ШИМ — частота ШИМ, Гц.

Из регулировочной характеристики инвертора и = /(и) (рис. 1.6, б) видно, что должно быть предусмотрено ее ограничение на уровне 0,5иа, так как для получения неискаженного напряжения на выходе задающий сигнал и не должен превышать максимального значения опорного напряжения иопт.

--1

ШИМ '

В системе управления инвертором должна существовать кратковременная задержка между размыканием одного ключа и замыканием другого для восстановления запирающих свойств транзистора, выходящего из работы.

Если управляющий сигнал представляет собой синусоиду с частотой со0э1, то напряжение на выходе инвертора, рассматриваемое за время

/ >, будет представлять собой гармоническую кривую, содержащую

наряду с первой гармоникой, которая имеет частоту управляющего сигнала, ряд гармонических составляющих более высокого порядка. Таким образом, если амплитуда и не превышает значения иопт, то первая гармоника напряжения на выходе инвертора в определенном масштабе повторяет управляющий сигнал. Изменение его частоты приводит к изменению частоты на выходе инвертора. Изменение амплитуды управляющего сигнала при неизменной частоте будет приводить к изменению соотношения длительностей положительных и отрицательных импульсов напряжения на выходе, т.е. изменению амплитуды его первой гармоники. Это иллюстрирует рис. 1.7.

У/.

Рис. 1.7. Принцип широтно-импульсной модуляции на примере однофазного инвертора

Схема трехфазного мостового инвертора (рис. 1.8) включает в себя три плеча с транзисторными ключами, каждое из которых выполнено аналогично плечу однофазного инвертора (см. рис. 1.5). На рис. 1.9 показано, как формируется трехфазное напряжение на фазах нагрузки [38, 90].

IIя'!

3

^ЬгЕЁКг

£

Ф41

но, ФД"

2

1

Г'

АМ^

Фб Ф5г

X

г¥

ФН

Рис. 1.8. Преобразователь частоты с трехфазным инвертором и широтно-импульсной

модуляцией

Рис. 1.9. Формирование напряжения на выходе трехфазного инвертора

В примерах частота опорного напряжения всего в 12 раз превышает частоту управляющего сигнала. В современных инверторах частота опорного

напряжения (частота ШИМ) достигает 40 кГц при номинальной частоте напряжения на выходе инвертора 50 Гц. При высокой частоте ШИМ и активно-индуктивной нагрузке, какой является обмотка статора АД, ток нагрузки оказывается синусоидальным в большей степени. [13, 34,102].

В то же время чрезмерно увеличивать частоту модуляции не рационально, так пропорционально растут потери на коммутацию полупроводниковых элементов и снижается использование источника постоянного тока. Верхний предел частоты модуляции ограничен необходимостью обеспечивать заданной длительности паузу для восстановления запирающей функции полупроводникового элемента. Самый короткий непроводящий интервал между импульсами должен быть больше, чем нормированное время выключения. Существует некоторое оптимальное соотношение между рабочей и несущей частотами. В настоящее время преобразователи с ШИМ напряжения выпускаются с несущей частотой 2-40 кГц.

Применение АД, питающихся от преобразователей с ШИМ напряжения, имеет недостатки. Каждое переключение транзисторов инвертора вызывает мощный импульс кондуктивных помех в двигательном и сетевом кабелях [61]. Поскольку современные транзисторы обладают способностью переключаться за время порядка 0,1 мкс, то спектр частот, возникающих в результате каждого переключения, составляет от сотен до десятков тысяч и более килогерц. При этом электрические кабели, соединяющие ШИМ преобразователь с сетью переменного тока и с двигателем, становятся как бы антеннами, излучающими в пространство электромагнитную энергию (индуктивные помехи) значительной мощности.

Таким образом, каждый работающий ШИМ преобразователь представляет собой источник кондуктивных и индуктивных помех [99]. Эти помехи оказывают значительное воздействие на собственную нагрузку преобразователя (двигатель и двигательный кабель) и на другое электрооборудование.

Кондуктивные помехи, возникающие при работе АД, работающего от преобразователя с ШИМ, достаточно изучены. Опубликовано значительное число научных работ, посвященных этой тематике [9, 19, 35, 55, 122, 124], а также способам борьбы с такими помехами [25, 36, 45, 75, 86, 92, 100, 105, 107, 123] и их математическому моделированию [69-71]. Рассматривались вопросы влияния работы друг на друга частотно-регулируемых АД через питающую сеть [60]. В [132] приводятся результаты экспериментальных измерений и исследований индуктивных помех АД при работе в разных режимах.

Индуктивные помехи создаются внешним электромагнитным полем (ВЭМП) электротехнического устройства. Результаты исследования ВЭМП АД при питании синусоидальным напряжением отражены в [19, 23, 31, 41, 48, 57-59, 94, 122]. Вопросы исследования способов снижения ВЭМП представлены в [2, 75, 82, 91].

Однако в этих работах не рассматривались режимы работы при частотном регулировании АД с ШИМ напряжения;

1.2. Проявления внешних электромагнитных полей асинхронных двигателей.

АД при работе создают ВЭМП. ВЭМП распространяются в пространстве, создают электромагнитное загрязнение окружающей среды, индуктивные помехи, оказывают отрицательное влияние на оборудование и обслуживающий персонал [42, 113]. Питание АД от преобразователей с ШИМ напряжения вызывает ВЭМП АД не только промышленной, но и повышенных частот. С повышением частоты воздействие ВЭМП на чувствительные элементы оборудования возрастает.

Степень биологического воздействия электромагнитных полей на организм человека зависит от частоты колебаний, напряженности и

интенсивности поля, режима его генерации (импульсное, непрерывное), длительности воздействия. Биологическое воздействие полей разных диапазонов неодинаково. Чем короче длина волны, тем большей энергией она обладает. Высокочастотные излучения могут ионизировать атомы или молекулы в соматических клетках - и таким образом, нарушать идущие в них процессы. А электромагнитные колебания длинноволнового спектра хоть и не выбивают электроны из внешних оболочек атомов и молекул, но способны нагревать органику, приводить молекулы в тепловое движение. Причем тепло это внутреннее - находящиеся на коже чувствительные датчики его не регистрируют. Этот нагрев может привести к изменениям и даже к повреждениям тканей и органов. Механизм поглощения энергии достаточно сложен. Наиболее чувствительными к действию электромагнитных полей являются центральная нервная система и нейроэндокринная система [6, 68].

С нарушением нейроэндокринной регуляции связывают эффект со стороны сердечно-сосудистой системы, системы крови, иммунитета, обменных процессов, воспроизводительной функции и др. Влияние на иммунную систему выражается в снижении фагоцитарной активности нейтрофилов, изменениях комплиментарной активности сыворотки крови, нарушении белкового обмена, угнетении Т-лимфоцитов. Возможны также изменение частоты пульса, сосудистых реакций. Описаны изменения кроветворения, нарушения со стороны эндокринной системы, метаболических процессов, заболевания органов зрения [142]. Было установлено, что клинические проявления воздействия электромагнитных полей наиболее часто характеризуются астеническими, астеновегетативными и гипоталамическими синдромами [134]:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шумилов, Егор Алексеевич, 2013 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Улучшение виброшумовых характеристик асинхронного электропривода. - Вестник ИГЭУ, 2005. - № 6. - С. 81-84.

2. Аполлонский С.М. Внешние электромагнитные поля электрооборудования и средства их снижения. - СПб.: Безопасность, 2001. - 620 с.

3. Асадуллин А.И. Мобильный экспериментальный комплекс для исследования ЭМ-полей, генерируемых в широком диапазоне частот естественными искусственными источниками // XXIII Всеросс. научная конф. «Распространение радиоволн», 23-26 мая 2011 г. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2011. С. 295-298.

4. Асадуллин, А. И. Исследование ЭМ полей, генерируемых электрооборудованием и элементами ЭЭС / А. И. Асадуллин, В. Ю. Белашов // Известия вузов, Проблемы энергетики. - 2011. - № 11/12. - С. 98-105.

5. Астахов Н.В. Магнитные вибрации асинхронных двигателей / Н.В. Астахов, B.C. Малышев, Н.Я. Овчаренко. - Кишинев, Штинца, 1985.-216 с.

6. Баранский П.И., Гайдар A.B. А.Л. Чижевский и проблемы взаимодействия магнитных полей с объектами живой природы // Вестн. Калуж. ун-та. - 2007. - №3. - С. 37-41.

7. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие для вузов / Боровик С.И. и др.; под ред. А.И. Сидорова. - М.: КноРус, 2007.

8. Бенерджи П., Баттерфильд Р. Методы граничных элементов. М.: Мир, 1984.-415 с.

9. Беспалов В.Я., Зверев К.Н. Импульсные перенапряжения в обмотках асинхронных двигателей при питании от ШИМ-преобразователей // Электротехника. -1999. - № 9. С. 56-59.

10. Бинс К., Лауренсон П. Анализ и расчет электрических и магнитных полей. — М.: Энергия , 1970. - 376 с.

11. Бойкова, O.A. Обзор современных методов и средств оперативной диагностики электромеханических преобразователей энергии / Ф.Р. Исмагилов, И.Х. Хайруллин, Д.Ю. Пашали, O.A. Бойкова// Вестник УГАТУ: науч. журн. Уфимск. гос. авиац. техн. ун-та, 2010. -Т. 14, No 4(39). -С. 73-79.

12. Бойкова, O.A. Разработка и повышение эффективности диагностических систем электромеханических преобразователей энергии / Ф.Р. Исмагилов, И.Х.Хайруллин, Д.Ю.Пашали, О.А.Бойкова // Вестник УГАТУ: науч. журн. Уфимск. гос. авиац. техн. ун-та,2010.-Т. 15, No 1(41).—С. 13-137.

13. Браславский Я.И. Энергосберегающий асинхронный электропривод: Учеб. пособие для студ. вузов/ Я.И. Браславский, З.Ш. Ишматов, В.Н. Поляков; под ред. Я.И. Браславского. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 256 с.

14. Бреббиа К., Теллес Ж., Вроубел JI. Методы граничных элементов. -М.: Мир, 1987.

15. Бреббия К.,Уокер С. Применение метода граничных элементов в технике. М.: Мир, 1982. - 248 с.

16. Булгаков A.A. Частотное управление асинхронными двигателями. — 3-е перераб. Изд. - М.: Энергоиздат, 1982. - 216 е., ил.

17. Буль О.Б. Методы расчета магнитных систем электрических аппаратов. Программа ANSYS : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / О.Б. Буль. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. — 288 с.

18. Буль О.Б. Методы расчета магнитных систем электрических аппаратов: Магнитные цепи, поля и программа FEMM - М.: Изд. центр «Академия», 2005.

19. Вагин Г.Я., Лоскутов А.Б., Севостьянов A.A. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике. - М.: Издательский центр «Академия», 2010.-224 с.

20. Васильева Л.К., Горский А.Н. Электротехнические аспекты влияния низкочастотных электромагнитных полей на человека // Вестн. МАНЭБ. - 2000. -№4 (28).-С. 31-35.

f-Ü t, !

21. Влияние бытовых приборов на здоровье человека / Копылова М.Ю., ЛипикинаМ.В., НикулинаТ.В. и др.// Окружающая природная среда и экологическое образование и воспитание: 6 всерос. науч.-практ. конф., 17-18 февр. 2005 г.: сб. ст. - Пенза: Приволж. Дом знаний, 2006. - С. 130-133.

22. Волков A.B., Скалько Ю.С. Оптимальное по минимуму общих потерь мощности управление частотно-регулируемым асинхронным электроприводам с АИН-ШИМ / Электротехника. - № 9, 2008. - С. 21-33.

23. Вольдек, А. И. Электрические машины. Машины переменного тока : учеб. для вузов / А. И. Вольдек, В. В. Попов. - СПб.: Питер, 2010. - 352 е.: ил.

24. Воронин Г.П. Электромагнитная совместимость: безопасность электронных систем и аппаратуры, защита окружающей среды и здоровья человека // Электроника: Наука, технология, бизнес. - 2000. - N 2. - С.5-7.

25. Высшие гармоники в сетях с нелинейной нагрузкой и методы их уменьшения / Гуляев E.H. // III Слет молодых энергетиков Республики Башкортостан: Сборник докладов молодежной научно — технической конференции. - Уфа: Издательство «Скиф», 2008 - 624 с. - С. 26-32.

26. Гельдман М.В. Преобразовательная техника: учебное пособие / М.В. Гельдман, М.М. Дудкин, К.А. Преображенский. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2009. - 425 с.

27. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. - СПб.: КОРОНА принт, 2007. -320 е., ил.

28. Герман-Галкин С.Г., Школа MATLAB. Урок 7. // Силовая электроника. - 2008. - №1. - С. 92-99.

29. Герман-Галкин С.Г., Кардонов Г. А. Электрические машины: Лабораторные работы на ПК. - СПб.: КОРОНА принт, 2003. - 256 е., ил.

30. Глазенко Т.А., Гончеренко Р.Б. Полупроводниковые преобразователи частоты в электроприводах. Л.: Энергия, 1969, 184 е.: ил.

31. Грачев П.Ю. Математические модели электромеханических и электромагнитных преобразователей с вентильными коммутаторами и

i i

вращающимся магнитным полем для автономных энергетических установок // Электричество, 2010. №3. - С. 35 -39.

32. Григорьев В. И. Приборы и средства диагностики электрооборудования и измерений в системах электроснабжения: Справ, пособие. М.: Колос, 2006. 272 с.

33. Григорьев, O.A. Возможные отдаленные последствия воздействия электромагнитных полей на население / O.A. Григорьев, Ю.Г. Григорьев, B.C. Степанов, Ю.П. Пальцев // в кн. : Электромагнитное загрязнение окружающей среды и здоровье населения России : серия докладов по политике в области охраны здоровья населения; под. ред. А.К. Демина. - М., 1997. - 91 с.

34. Грузов B.JI. Управление электроприводами с вентильными преобразователями : учеб. пособие / B.JI. Грузов . - Вологда : ВоГТУ, 2003. -294 с.

35. Гуляев E.H.: Электромагнитная совместимость полупроводниковых преобразоватлей с сетью и нагрузкой: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: специальность 05.09.03 / Центр оперативной полиграфии УГАТУ. -Уфа, 2010.-19с

36. Двигательные фильтры для преобразователей частоты в асинхронном электроприводе / Б. С. Курнышев, П. А. Фомин // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции: Состояние и перспективы развития электротехнологии. Т. 1. - Иваново, 2005.

37. Демирчан К.С., Чечурин B.JI. Машинные расчеты электромагнитных полей. - М.: Высш. шк., 1986. - 240 с.

38. Демирчян К.С.,Солнышкин Н.И. Расчет трехмерных магнитных полей методом конечных элементов. Изв. АН СССР. Энергетикаи транспорт, 1975, № 5,- с.39-49.

39. Ефимов A.A. Активные преобразователи в регулируемых электроприводах переменного тока / A.A. Ефимов, Р.Т. Шрейнер; под ред. Р.Т. Шрейнера. - Новоуральск : НГТИ, 2001. - 250 с.

40. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий / И.В.Жежеленко. М.: Энергоатомиздат, 2004. - 358 с.

41. Жумагулов К.К. ВМП электрической машины и его расчет. //Энергетика и топливные ресурсы Казахстана, Алматы, 2000, №2, С.23-31.

42. Жумангулов К.К.: Внешние магнитные поля электромеханических преобразователей электротехнических комплексов: автореф. дис. на соиск. учен. степ, доктора техн. наук: специальность 05.09.03 / Жумангулов Куанышбай Калтаевич; НАО «Алматинский институт энергетики и связи». -Алматы, 2006. - 41с.

43. Забродин Ю.С. Автономные тиристорные инверторы с широтно-импульсным регулированием. -М.: Энергия, 1977.

44. Зажирко В.Н. Формирование алгоритма управления и режимы работы низкочастотного преобразователя с широтно-импульсной модуляцией / В.Н. Зажирко, В.А. Костюк // Техническая электродинамика. - №4,1988. - С. 53-58.

45. Зимин, Ю. А. Казанцев, В. А. Кузовкин. Электромагнитная совместимость информационных систем. М.: МЭИ, 1995.

46. Зинкевич О. Метод конечных элементов в технике. - М.: Мир, 1975 -

115 с.

47. Зиновьев Г. С. Основы силовой электроники: Учебник. -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999. 4.1. - 199 с.

48. Иванов-Смоленский A.B. Электрические машины: Учебник для вузов. - М.: Энергия, 1980. - 928 с.

49. Ивоботенко Б.А., Ильинский Н.Ф., Копылов И.П. Планирование эксперимента в электромеханике. - М.: Энергия, 1971. - 185 с.

50. Казаков Ю.Б. Андреев В.А., Шумин A.A. Зависимость потерь в асинхронных двигателях от параметров широтно-импульсного регулирования напряжения. // Вестник ИГЭУ. - 2007. - № 3. - С. 50-53.

51. Казаков Ю.Б. Моделирование энергоэффективности работы асинхронных двигателей от преобразователя с широтно-импульсным модулированным напряжением // Труды VII междун. симпозиума «ЭЛМАШ-

2009»: Энергетика и электротехника. Проблемы и перспективы». М.: МА «Интерэлектромаш», сентябрь 2009. - Т. 1. - С. 131-136.

52. Казаков Ю.Б., Щелыкалов Ю.Я. Конечно-элементное моделирование физических полей в электрических машинах / Иван. гос. энерг. ун-т. -Иваново, 2001.-100 с.

53. Казаков Ю.Б., Щелыкалов Ю.Я. Анализ и синтез конструкций электрических машин с учетом взаимного влияния физических полей // Электротехника.- 2000.- N 8. - С. 16-20.

54. Казмерковски П. Методы управления асинхронными машинами от инвертора напряжения с широтно-импульсной модуляцией / Электроприводы и управление. Гданьск, 1998.

55. Калашников Б.Е. Проблемы «длинного кабеля» в электроприводах с IGBT-инверторами // Электротехника. - 2002. - № 12. - С. 24-26.

56. Калашников Б.Е., Кривицкий С.О., Эпштейн И.И. Системы управления автомномными инверторами. М.: Энергия, 1974. 105 е.: ил.

57. Касаткин A.C., Немцов М.В. Электротехника. Учеб. для вузов. - 6-е изд. перераб. - М.: Высш. шк., 2000. - 542 е.: ил.

58. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин: Учебник для вузов. - М.: Высш. шк., 1994.-318 е.: ил.

59. Копылов И.П. Электрические машины: Учеб. для вузов/И.П. Копылов - 2-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2002 - 607 с.

60. Курнышев Б. С., Фомин П.А. Электромагнитная совместимость в электроприводах переменного тока // Вестник ИГЭУ. - 2005. - Вып. 3. - С. 1617.

61. Курнышев Б. С., Фомин П.А. Электромагнитная совместимость регулируемых асинхронных электроприводов / ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина».- Иваново, 2005.- 100 с.

62. Левин А.Д., Радковский Г.В., Радченко Ю.Н., Липанов В.М., Шутько В.Ф. Применение широтно-импульсной модуляции с удалением выделенных

гармоник для улучшения качества выходного напряжения трехуровневого инвертора // Электротехника. 2006. №1. С.57-61.

63. Лемешко Б.Ю., Лемешко С.Б., Горбунова A.A. О применении и мощности критериев проверки однородности дисперсий. Ч. I. Параметрические критерии // Измерительная техника. 2010. № 3. - С.10-16.

64. Лемешко Б.Ю., Лемешко С.Б., Горбунова A.A. О применении и мощности критериев проверки однородности дисперсий. Ч. И. Непараметрические критерии // Измерительная техника. 2010. № 5. - С. 11-18.

65. Лемешко Б.Ю., Миркин Е.П. Критерии Бартлетта и Кокрена в измерительных задачах при вероятностных законах, отличающихся от нормального//Измерительная техника. 2004. № 10.-С. 10-16.

66. Малков H.A. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств: учеб. пособие/ H.A. Малков, А.П. Пудовкин. - Тамбов: Изд-воТамб. гос. техн. ун-та, 2007. - 88 с.

67. Масандилов Л.Б., Москаленко В.В. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1978. - 96 е., ил.

68. Маслов О.Н. Электромагнитная безопасность компьютерных рабочих мест / О.Н. Маслов, М.Н. Кустова, Т.А. Цвилий // Вестн. связи. - 2003. - № 2. С.43-51.

69. Математическая модель "Преобразователь частоты - двигательный кабель - асинхронный двигатель" / А. Б. Виноградов, Б. С. Курнышев, П. А. Фомин, С. К. Лебедев, А. Н. Сибирцев, В. Л. Чистосердов, И. Ю. Колодин, Д. А. Монов, Е. А. Лебедев // Интеллектуальный продукт № 72200500062. - М.: ФГУП "ВНТИЦ", 2005. - 24 с.

70. Методики и математические модели для определения электромагнитной совместимости асинхронных электроприводов с сетью переменного тока / А. Б. Виноградов, А. Н., Сибирцев, Б. С. Курнышев, П. А. Фомин // Интеллектуальный продукт № 72200500061. - М.: ФГУП "ВНТИЦ", 2005.- 100 с.

71. Модель для расчета параметров линейных реакторов в электроприводах переменного тока с преобразователем частоты / Б. С. Курнышев, П. А. Фомин // Интеллектуальный продукт № 72200500047. - М.: ФГУП "ВНТИЦ", 2005. - 5 с.

72. Москаленко В.В. Электрический привод: учебник для студ. высш. учеб. заведений — М: Издательский центр «Академия», 2007. -368с.

73. Муравлев О.П., Муравлева О.О., Тютева П.В. Асинхронные двигатели как основа энергосберегающих технологий: Труды всеросс. научно-технич. конф. с Международным участием. - Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2006. -с. 286-291.

74. Овсянников, А.Г. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике: учебник / А.Г.Овсянников, Р.К.Борисов. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010.-196 с.

75. Ограничение уровня электромагнитного излучения в регулируемом асинхронном электроприводе / Б. С. Курнышев, П. А. Фомин // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции: Состояние и перспективы развития электротехнологии. - Иваново, 2006.

76. Осипов О.И. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод: Учебное пособие по курсу «Типовые решения и техника современного электропривода» - М.: Издательство МЭИ, 2004. - 80с.

77. Пашали Д.Ю. Диагностика электромеханических преобразователей по внешнему магнитному полю: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: специальность 05.09.01 / Пашали Диана Юрьевна; Уфа, 2004. - 16 с.

78. Петухов B.C. Диагностика состояния электродвигателей. Метод спектрального анализа потребляемого тока/ В.С.Петухов, В.А.Соколов // Новости электротехники.-2005-No 1(31). - С. 50-52.

79. Поливанов K.M. Теоретические основы электротехники. Т. 3. — М.: Энергия, 1974.-208 с.

80. Попов В.И., Тихонов С.И. Электромагнитные расчеты характеристик и магнитных шумов трёхфазных 2р=6 , 8, 10-полюсных асинхронных

'к 1

двигателей серии ЯА на высоте оси вращения Н=132 мм. - Нижний Новгород, ВГИПУ, 2006. - 28 с.

81. Попов П.Г., Шумилов Ю.А. Анализ электромагнитных устройств с индуктивными связями методом конечных элементов. Электричество, 1978, № II, с.43-48.

82. Рогинский В.Ю. Экранирование в радиоустройствах. Л., «Энергия», 1969, 112 стр. сил.

83. Розанов Ю.К. Электронные устройства электромеханических систем: Учебное пособие для студентов высш. учеб. заведений / Ю.К. Розанов, Е.М. Соколова. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 272 с.

84. СанПиН 2.2.4.1191-03. Электромагнитные поля в производственных условиях.

85. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. -М.: Мир,1973.

86. Сетевые фильтры для преобразователей частоты в асинхронном электроприводе / Б. С. Курнышев, П. А. Фомин // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции: Состояние и перспективы развития электротехнологии. Т. 1. - Иваново, 2005.

87. Сильвестр П., Феррари Р. Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров-электриков. Пер. с англ. -М.: Мир,1986. - 229 е., ил.

88. Сипайлов Г.А., Кононенко Е.В., Хорьков К.А. Электрические машины (специальный курс). -М.: Высш. шк., 1987. - 287 с.

89. Системы автоматизированного проектирования: В 9-ти кн. Кн. 4. Математические модели технических объектов: Учеб. пособие для втузов/ В.А. Трудоношин, Н.В. Пивоварова; Под ред. И.П. Норенкова. - М.: Высш. шк., 1986.-160 е.: ил.

90. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учебник для студ. высш. учеб. заведений - М. : Издательский центр "Академия", 2006. - 272 с.

91. Сотников B.B. Развитие теории внешнего магнитного поля асинхронных двигателей, способов его снижения и измерения: автореф. дис. на соиск. учен. степ, д.т.н.: спец. 05.09.01 / -Казань: 2002. - 38 е.: ил.

92. Способы уменьшения кондуктивного обратного влияния нелинейных нагрузок на питающую сеть / Гуляев E.H. // Электронные устройства и системы: Межвуз. научный сб. - Уфа: Изд - во УГАТУ, 2007. - С. 54-58.

93. Сысоева С. Развитие концепции математического и расчетного моделирования датчиков положения/скорости // Компоненты и технологии.

2007. № 12. С. 72-80.

94. Татур Т.А. Основы теории электромагнитного поля: Справочное пособие. - М.: Высш. шк., 1989. - 271 с.

95. Тонких В.Г. Метод диагностики асинхронных электродвигателей в сельском хозяйстве на основе анализа параметров их внешнего магнитного поля: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. тех. наук: спец. 05.20.02 / Барнаул: 2009. - 20 е.: ил.

96. Труфанов И. Д., Лютый А. П. Современные информационно-диагностические комплексы и их применение в электроэнергетике // Электрик.

2008. № 10. С. 45-49.

97. Усольцев A.A. Частотное управление асинхронными двигателями/Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2006, - 94 с.

98. Фисенко, В. Г. Численные расчеты электромагнитных полей в электрических машинах на основе метода конечных элементов : Учебное пособие по курсу "Электромагнитные расчеты", по направлению "Электротехника, электромеханика и электротехнологии" / В. Г. Фисенко, Моск. энерг. ин-т (МЭИ ТУ) . - М.: Изд-во МЭИ, 2002 . - 44 с.

99. Фомин П.А.: Математические модели и программные средства для исследования электромагнитной совместимости регулируемых асинхронных электроприводов: автореф. дис. на соиск. учен. степ, кандидата техн. наук: специальность 05.09.03 / РИО ИГЭУ. - Иваново, 2007. - 20с.

100. Хабигер Э. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике. М.: Энергоатомиздат, 1995.

101. Хайруллин И. X., Пашали Д. Ю. Диагностика электромеханических преобразователей по внешнему магнитному полю // Вестник УГАТУ. 2006. Т. 7,№ 1(14). С. 165-170.

102. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод. / Schneider Electric, Центр обучения Санкт-Петербург, 1999. - 41 с.

103. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. - M.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. -288 С.: ил.

104. Чиликин М.Г., Сандлер A.C. Общий курс электропривода: Учебник для вузов.-6-e изд., доп. и перераб. - М.:Энергоиздат, 1981. - 576 е., ил.

105. Шапиро Д.Н. Основы теории электромагнитного экранирования. JL, «Энергия», 1975 г.

106. Шарохина A.B. Электромагнитное поле в быту / Под общ. ред. Ю.Я. Петрушенко. - Казань: Казан, гос. энерг. ун-т, 2006.

107. Шваб А. Й. Электромагнитная совместимость. - Энергоатомиздат, М., 1995 г.

108. Шубов И.Г. Шум и вибрация электрических машин. - 2-е изд., перераб. и доп. - JI.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986. - 208 е.: ил.

109. Шумилов Е.А. Моделирование внешнего магнитного поля асинхронного двигателя с помощью программного пакета Ansoft Maxwell / Шумилов Е.А., Феоктистов С.С. // Научный потенциал города - XXI веку: материалы молодежной научно-практической конференции. - Самара: Самар.гос.тех. ун-т, 2011. С. 87- 88 с.

110. Шумилов Е.А. Анализ внешних электромагнитных полей асинхронных двигателей при питании широтно-импульсно модулированным напряжением / Казаков Ю.Б., Шумилов Е.А. // Труды XIV-ой Междун. конф. «Электромеханика, Электротехнологии, Электротехнические материалы и Компоненты (МКЭЭЭ-2012)».-Крым, Алушта, 2012. С. 163-164.

111. Шумилов E.A. Анализ способов и методов снижения внешних электромагнитных полей асинхронных двигателей при питании широтно-импульсномодулированным напряжением / Казаков Ю. Б., Шумилов Е. А.// Вестник ИГЭУ - 2012.- №3,- С. 40-42.

112. Шумилов Е.А. Естественные характеристики асинхронизированного вентильного электродвигателя на базе инвертора напряжения / Казаков Ю.Б., Гуляев И.В., Юшков И.С., Шумилов Е.А.// Вестник ИГЭУ - 2010.- №3.- С. 5659.

113. Шумилов Е.А. Исследование внешних электромагнитных полей асинхронного двигателя при питании широтно-импульсно модулированным напряжением / Казаков Ю.Б., Шумилов Е.А., Чуянов Д.О. // Состояние и перспективы развития электротехнологии (XVI Бернадосовские чтения): сборник научных трудов международной научно-технической конференции. Том III Электротехника. ИГЭУ, Иваново 2011. С. 113-116.

114. Шумилов Е.А. Компьютерное моделирование внешних электромагнитных полей асинхронного частотно-регулируемого электродвигателя / Казаков Ю.Б., Шумилов Е.А., Чуянов Д.О., Воронин С.М. // Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии: сборник трудов международной научно-технической конференции в 2 ч.ЧЛ. - Тольятти: Издательство ТГУ, 2012. С. 161-166.

115. Шумилов Е.А. Необходимость исследования внешних электромагнитных полей частотно-регулируемых электроприводов / Казаков Ю.Б., Шумилов Е.А., Юдина В.О. // Новый университет. Серия: «Технические науки». -2012.-№2(8).-С. 40-42.

116. Шумилов Е.А. Основные средства обеспечения электромагнитной совместимости частотно-регулируемых электроприводов / Казаков Ю.Б., Шумилов Е.А., Горшков Р.Г., Чуянов Д.О. // Актуальные проблемы энергетики АПК: Материалы Международной научно-практической конференции. Под ред. A.B. Павлова. - Саратов: Издательство «КУБиК», 2010. С.172-175.

117. Шумилов Е.А. Расчетное исследование методов и способов снижения ВЭМП АД / Казаков Ю.Б., Шумилов Е.А. // Электрические аппараты и электротехнические комплексы и системы: материалы международной научно-практической конференции,- Ульяновск: УлГТУ, 2012. - Т.2. - 196-200 с.

118. Шумилов Е.А. Уточнение интегральных параметров вентильного двигателя с постоянными магнитами на основе моделирования магнитного поля методом конечных элементов. /Высоцкий В.Е., Горшков Р.Г., Чуянов Д.О., Шумилов Е.А.// Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: «Технические науки». -2011. -№ 3 (31). -С. 145-152.

119. Шумилов Е.А. Численный анализ внешних электромагнитных полей асинхронных двигателей при питании широтно-импульсномодулированным напряжением / Казаков Ю. Б., Тамьяров А. В., Шумилов Е. А., Чуянов Д. О. // Вестник ИГЭУ - 2011.- №5.- С. 34-37.

120. Шумилов Е.А. Электромагнитная совместимость частотно-регулируемых электроприводов с учетом взаимного влияния физических полей/ Казаков Ю.Б., Шумилов Е.А., Горшков Р.Г., Чуянов Д.О.// Актуальные проблемы энергетики АПК: Материалы Международной научно-практической конференции. Под ред. A.B. Павлова. - Саратов: Издательство «КУБиК», 2010. С.175-177.

121. Шумилов Е.А. Электромагнитная совместимость частотно-регулируемых электроприводов / Казаков Ю.Б., Шумилов Е.А., Горшков Р.Г. // Промышленная безопасность: сборник статей магистрантов, аспирантов и молодых ученых по материалам Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. МарГТУ, Йошкар-Ола 2011. С. 125127.

122. Электрические машины: Асинхронные машины: Учеб. для электромех. спец. вузов / Радин В.И., Брускин Д.Э., Зорохович А.Е.; Под ред. И.П. Копылова. -М.: Высш. шк., 1988. - 328 с.

123. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике. Под ред. Дьякова А. Ф. М.: Энергоатомиздат, 2003.

124. Электромагнитная совместимость полупроводниковых преобразователей с сетью при питании нагрузки с нелинейной вольт-амперной характеристикой / Рогинская Л.Э., Гуляев Е.Н. // Вестник Чувашского университета. 2010. N 3. Чебоксары: Изд - во ЧТУ, С. 244-251.

125. Bichurin M.I., Petrov V.M., Petrov R.V., Kiliba Y.V., Bukashev F.I., Smirnov Yu.V., Eliseev D.N. Magnetoelectric Sensor of Magnetic Field // Proceedings of The Fourth Conference On Magnetoelectric Internation Phenomena In Crystals (MEIPIC-4) / Ferroelectrics, 2002. - V. 280. - P. 199.

126. Grachev P.Y., Anisimov V.M., Ejova E.V. The Asynchronous Machine for a Starter-Generating Unit (SGU) // Eleventh International Conference on Electrical Machines, Drives and Power Systems «ELMA 2005». (IEEE Bulgaria Section): Sofia, Bulgaria, 2005, pp.314-316.

127. ELCUT. Комплекс программ моделирования двумерных физических полей с помощью метода конечных элементов. НПКК "ТОР", С.-Петербург, 1994.

128. Kazmierkowski М., Tunia Н. Automatic Control of Converter-Fed Drives. ELSEVIER Amsterdam - London - New York - Tokio. PWN-POLISH SCIENTIFIC PUBLISHERS, Warszawa, 1994. 559 c.

129. Klimpke B. A Hybrid Magnetic Field Solver Using a Combined Finite Element/Boundary Element Field Solver. Integrated Engineering Software/Enginia Research. Sensors Magazine. May 2004. Alstom Research and Technology Centre, Stafford, U. K.

130. Klimpke B. A Hybrid Magnetic Field Solver Using a Combined Finite Element/Boundary Element Field Solver. Integrated Engineering Software/Enginia Research. Sensors Magazine. May 2004.

131. Schroder P. Ekektrische Antribe - Regelung von Antriebssystemen, 2 Auflage. - Berlin: Springer, 2001. - S. 1172.

132. Voitto Kokko. Condition monitoring of squirrel-cage motors by axial magnetic flux measurements: academic Dissertation / University of Oulu / public discussion in Raahensali, on March 14th, 2003. - Oulu, Finland, 2003. - 102 pages.

133. Yaojin Wang, David Gray, David Berry, JunqiGao, Jiefang Li, D. Viehland and Haosu Luo. Equivalent magnetic noise in magnetoelectric Metglas/Pb (Mgl/3Nb2/3)03 - PbTi03 laminate composites // Physica status solidi (RRL), 2011, V. 5, p. A73-A82.

134. http://botsman.narod.ni/l/files/source4.htm

135. http://elmech.mpei.ac.ru/books/edu/ELCUT/glaval_l.htm

136. http://emclab.umr.edu/csofl.html

137. http://subscribe.ru/archive/tech.electrotech/200610/31110553.html

138. http://www.arnoldmagnetics.com/mtc/fea_bea_software.htm

139. http://www.artesk.ru/invertor.html

140. http://www.boundary-element-method.com/

141. http://www.flnite-element-method.info/

142. http://www.kfs-life.ru/info/65.html

143. http://www.promdrive.ni/pre/l .html

144. http://www.rae.ru/forum2011/166/2091

145. http://www.softstarter.ru/invertors/Princip-raboty/

146. http://www.ukmagsoc.org.uk

ПРОГРАММА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИРУЕМОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В СРЕДЕ MATLAB

%Справочные данные

РН=550; UH=3 8 0; f=50; n=920; eff = 0.69; COSfi=0.68; IH=1.776; ik=4.5; mp=2; mmax=2.2; J=0.0022; p=3; %Расчет параметров

Uf=UH/1.73; nl=60*f/p; sn=(nl-n)/nl; sk=(mmax+sqrt(mmaxA2-l))*sn; wl=2*pi*f; W=pi*n/30; MH=PH/w; for C=1:0.001:1.08;

Rr=(1.015*PH)/(3*IH"2*((1-sn)/sn) ) ;

Rs=((Uf*cosfi*(1-eff))/1Н)-(Rr*cA2) -(0.015*PH/(3*IHA2)); LI=Uf/(2*wl*(1+сл2)*ik*IH);

Ls=Uf/(wl*IH*sqrt(1-cosfiA2)-(2*wl*mmax*MH*sn/p)/(3*Uf*sk));

Lm=Ls-LI;

cl=l+LI/Lm;

[Rs Rr Ls LI Lm с Cl MH]

end

РАСЧЕТ ТОКОВ ГАРМОНИК ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИНВЕРТОРА

ПРИ НЕСУЩЕЙ ЧАСТОТЕ 600 Гц

Номер гармоники Амплитуда линейное, В Амплитуда фазное, В xiv Х'2у юу Я'2у iv

1 537,56 310,3604107 9,43 22,868 16,29 12,73 7,94782

5 9,15 5,28 9,43 22,868 16,29 12,73 0,03218

7 7,85 4,532199613 9,43 22,868 16,29 12,73 0,01988

16 10,74 6,200741891 9,43 22,868 16,29 12,73 0,01198

20 62,27 35,95160126 9,43 22,868 16,29 12,73 0,05560

22 146,05 84,32200682 9,43 22,868 16,29 12,73 0,11857

26 146,15 84,37974184 9,43 22,868 16,29 12,73 0,10042

28 62,39 36,02088329 9,43 22,868 16,29 12,73 0,03981

32 8,47 4,89015678 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00473

41 17,27 9,970839149 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00753

43 61,20 35,33383647 9,43 22,868 16,29 12,73 0,02544

47 36,42 21,0270968 9,43 22,868 16,29 12,73 0,01385

49 36,35 20,98668229 9,43 22,868 16,29 12,73 0,01326

53 59,44 34,3177 9,43 22,868 16,29 12,73 0,02004

55 17,56 10,13827073 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00571

64 28,25 16,3101451 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00789

68 37,45 21,62176758 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00984

76 37,32 21,54671205 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00878

80 27,67 15,97528195 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00618

85 11,18 6,45477601 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00235

89 35,69 20,60563111 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00717

91 11,10 6,408587988 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00218

95 10,34 5,969801783 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00195

97 11,65 6,726130636 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00215

101 11,31 6,529831545 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00200

103 35,31 20,38623801 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00613

107 11,64 6,720357133 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00194

110 29,34 16,9394569 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00477

112 19,23 11,10244568 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00307

116 11,67 6,737677641 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00180

124 12,49 7,211104862 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00180

128 18,77 10,83686455 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00262

130 29,87 17,24545254 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00411

131 21,62 12,48231282 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00295

133 22,42 12,94419304 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00301

152 13,50 7,794228634 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00159

154 21,53 12,4303513 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00250

155 22,53 13,00770156 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00260

157 20,45 11,806813 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00233

175 16,55 9,555146955 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00169

182 20,66 11,92805656 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00203

184 12,81 7,395856948 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00124

196 10,73 6,194968388 9,43 22,868 16,29 12,73 0,00098

РАСЧЕТ ТОКОВ ГАРМОНИК ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИНВЕРТОРА

ПРИ НЕСУЩЕЙ ЧАСТОТЕ 1200 Гц

Номер гармоники Амплитуда линейное, В Амплитуда фазное, В Xlv X'2v Rlv R'2v Iv

1 537,23 310,1698851 9,43 22,868 16,29 12,73 7,94343

22 124,69 71,98980507 207,46 503,096 16,29 12,73 0,00461

26 126,85 73,23688165 245,18 594,568 16,29 12,73 0,00335

47 120,04 69,30512631 443,21 1074,796 16,29 12,73 0,00097

68 62,55 36,11325934 641,24 1555,024 16,29 12,73 0,00024

70 59,34 34,25996497 660,1 1600,76 16,29 12,73 0,00022

74 58,7 33,8904608 697,82 1692,232 16,29 12,73 0,00019

76 61,36 35,42621252 716,68 1737,968 16,29 12,73 0,003607822

89 14,93 8,619839519 839,27 2035,252 16,29 12,73 0,00003

91 49,94 28,83287244 858,13 2080,988 16,29 12,73 0,00011

95 49,36 28,49800929 895,85 2172,46 16,29 12,73 0,00010

97 49,06 28,32480421 914,71 2218,196 16,29 12,73 0,00009

101 50,99 29,43909023 952,43 2309,668 16,29 12,73 0,00009

103 15,51 8,954702675 971,29 2355,404 16,29 12,73 0,00003

112 16,14 9,318433345 1056,16 2561,216 16,29 12,73 0,00002

116 16,6 9,584014469 1093,88 2652,688 16,29 12,73 0,00002

118 35,25 20,35159699 1112,74 2698,424 16,29 12,73 0,00005

122 35,88 20,71532766 1150,46 2789,896 16,29 12,73 0,00004

124 14,52 8,383125909 1169,32 2835,632 16,29 12,73 0,00002

128 17,3 9,988159657 1207,04 2927,104 16,29 12,73 0,00002

137 33,3 19,22576396 1291,91 3132,916 16,29 12,73 0,00003

143 27,51 15,88290591 1348,49 3270,124 16,29 12,73 0,00002

145 28,03 16,18312805 1367,35 3315,86 16,29 12,73 0,00002

151 32,27 18,63109319 1423,93 3453,068 16,29 12,73 0,00003

158 17,04 9,838048587 1489,94 3613,144 16,29 12,73 0,00001

160 27,27 15,74434184 1508,8 3658,88 16,29 12,73 0,00002

164 19,59 11,31029177 1546,52 3750,352 16,29 12,73 0,00001

166 21,38 12,34374876 1565,38 3796,088 16,29 12,73 0,00001

170 21,99 12,69593242 1603,1 3887,56 16,29 12,73 0,00001

172 19,34 11,16595421 1621,96 3933,296 16,29 12,73 0,00001

176 26,98 15,57691026 1659,68 4024,768 16,29 12,73 0,00002

178 18,24 10,53086891 1678,54 4070,504 16,29 12,73 0,00001

181 16,78 9,687937517 1706,83 4139,108 16,29 12,73 0,00001

187 15,03 8,677574546 1763,41 4276,316 16,29 12,73 0,00001

191 16,45 9,497411928 1801,13 4367,788 16,29 12,73 0,00001

193 15,81 9,127907756 1819,99 4413,524 16,29 12,73 0,00001

197 14,74 8,510142968 1857,71 4504,996 16,29 12,73 0,00001

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ АД ПРИ ^=600 Гц

v Амплитуда линейное, В Амплитуда фазное, В XIV х'гу кiv ^ ДРэлу Относительные потери в стали от гармоник Промежуточные вычисления для коэффициента несинусоидальности

5 15,84 9,145228264 13,626 21,059 19,82 18,58 0,15269 0,000703586 0,000420207

7 7,85 4,532199613 13,626 21,059 19,82 18,58 0,01958 0,000136539 5,38881Е-05

16 10,74 6,200741891 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00716 0,000143288 1,96958Е-05

20 62,27 35,95160126 13,626 21,059 19,82 18,58 0,15424 0,004120243 0,000424471

22 146,05 84,32200682 13,626 21,059 19,82 18,58 0,70158 0,021202807 0,001930807

26 146,15 84,37974184 13,626 21,059 19,82 18,58 0,50336 0,018888715 0,001385299

28 62,39 36,02088329 13,626 21,059 19,82 18,58 0,07911 0,003268176 0,000217728

32 8,47 4,89015678 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00112 5,4859Е-05 3,07345Е-06

41 17,27 9,970839149 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00283 0,000191744 7,78717Е-06

43 61,20 35,33383647 13,626 21,059 19,82 18,58 0,03231 0,002328955 8,89114Е-05

47 36,42 21,0270968 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00958 0,000774993 2,63586Е-05

49 36,35 20,98668229 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00878 0,000749821 2,41587Е-05

53 59,44 34,3177 13,626 21,059 19,82 18,58 0,02006 0,001897801 5,52199Е-05

55 17,56 10,13827073 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00163 0,000161392 4,47535Е-06

64 28,25 16,3101451 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00311 0,000375662 8,55513Е-06

68 37,45 21,62176758 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00484 0,000632752 1,33183Е-05

76 37,32 21,54671205 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00385 0,000581299 1,05887Е-05

80 27,67 15,97528195 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00191 0,000308277 5,25333Е-06

85 11,18 6,45477601 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00028 4,82366Е-05 7,59716Е-07

89 35,69 20,60563111 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00257 0,000475999 7,06196Е-06

91 11,10 6,408587988 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00024 4,53318Е-05 6,53399Е-07

95 10,34 5,969801783 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00019 3,81699Е-05 5,20253Е-07

97 11,65 6,726130636 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00023 4,77527Е-05 6,33478Е-07

101 11,31 6,529831545 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00020 4,37508Е-05 5.50693Е-07

103 35,31 20,38623801 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00188 0,000420625 5,16119Е-06

107 11,64 6,720357133 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00019 4,45065Е-05 5Д9722Е-07

110 29,34 16,9394569 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00114 0,000277352 3,12443Е-06

112 19,23 11,10244568 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00047 0,00011765 1,29467Е-06

116 11,67 6,737677641 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00016 4,22773Е-05 4,44494Е-07

124 12,49 7,211104862 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00016 4,62185Е-05 4,45581Е-07

128 18,77 10,83686455 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00034 0,000102086 9,44399Е-07

130 29,87 17,24545254 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00084 0,000255739 2,31863Е-06

131 21,62 12,48231282 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00043 0,000133262 1Д9624Е-06

133 22,42 12,94419304 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00045 0,000141795 1,24801 Е-06

152 13,50 7,794228634 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00013 4,68234Е-05 3,46447Е-07

154 21,53 12,4303513 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00031 0,000118008 8,58427Е-07

155 22,53 13,00770156 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00034 0,00012864 9,27932Е-07

157 20,45 11,806813 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00027 0,000105037 7,45152Е-07

175 16,55 9,555146955 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00014 6,37611Е-05 3,92809Е-07

182 20,66 11,92805656 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00021 9,66711Е-05 5,65954Е-07

184 12,81 7,395856948 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00008 3,68818Е-05 2Д2876Е-07

196 10,73 6,194968388 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00005 2,47575Е-05 1,31629Е-07

Суммарные потери 1ДРэлу= 1,71901 Кэл= 1,004730855

Кнт= 0,997642933

ДРэлном= 363,361075 Кст= 1,059422243

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ АД ПРИ ^=1200 Гц

v Амплитуда линейное, В Амплитуда фазное, В xiv дрэлу Относительные потери в стали от гармоник Промежуточные вычисления для коэффициента несинусоидальности

22 124,69 71,98980507 13,626 21,059 19,82 18,58 0,51137 0,01547344 0,00140734

26 126,85 73,23688165 13,626 21,059 19,82 18,58 0,37920 0,014246858 0,001043583

47 120,04 69,30512631 13,626 21,059 19,82 18,58 0,10405 0,008429522 0,000286348

68 62,55 36,11325934 13,626 21,059 19,82 18,58 0,01350 0,001767331 3,71536Е-05

70 59,34 34,25996497 13,626 21,059 19,82 18,58 0,01147 0,00155864 3,15551Е-05

74 58,7 33,8904608 13,626 21,059 19,82 18,58 0,01004 0,001467011 2,76309Е-05

76 61,36 35,42621252 13,626 21,059 19,82 18,58 0,01040 0,001573333 2,8624Е-05

89 14,93 8,619839519 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00045 8,34Е-05 1,23581Е-06

91 49,94 28,83287244 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00481 0,000918729 1,3226Е-05

95 49,36 28,49800929 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00431 0,00087089 1,18556Е-05

97 49,06 28,32480421 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00408 0,00084788 1Д234Е-05

101 50,99 29,43909023 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00407 0,000890358 1Д1932Е-05

103 15,51 8,954702675 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00036 8,12563Е-05 9,95814Е-07

112 16,14 9,318433345 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00033 8,29801Е-05 9Д2028Е-07

116 16,6 9,584014469 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00033 8,56476Е-05 8,99373Е-07

118 35,25 20,35159699 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00142 0,000381611 3,91918Е-06

122 35,88 20,71532766 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00138 0,000386254 3,79865Е-06

124 14,52 8,383125909 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00022 6,254Е-05 6,02192Е-07

128 17,3 9,988159657 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00029 8,6829Е-05 8,02268Е-07

137 33,3 19,22576396 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00094 0,000306763 2,59477Е-06

143 27,51 15,88290591 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00059 0,000203173 1.62541Е-06

145 28,03 16,18312805 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00060 0,000208885 1,64121Е-06

151 32,27 18,63109319 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00073 0,000269112 2,00586Е-06

158 17,04 9,838048587 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00019 7,2694Е-05 5,10838Е-07

160 27,27 15,74434184 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00046 0,000184546 1,27582Е-06

164 19,59 11,31029177 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00023 9,36047Е-05 6,26673Е-07

166 21,38 12,34374876 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00026 0,00011055 7,2855Е-07

170 21,99 12,69593242 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00027 0,000115015 7,34875Е-07

172 19,34 11,16595421 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00020 8,82394Е-05 5,55287Е-07

176 26,98 15,57691026 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00038 0,000168984 1,0321Е-06

178 18,24 10,53086891 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00017 7,66258Е-05 4,61182Е-07

181 16,78 9,687937517 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00014 6,40956Е-05 3,77477Е-07

187 15,03 8,677574546 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00010 5,0263Е-05 2,83726Е-07

191 16,45 9,497411928 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00012 5,93237Е-05 3,25784Е-07

193 15,81 9,127907756 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00011 5,43993Е-05 2,94723Е-07

197 14,74 8,510142968 13,626 21,059 19,82 18,58 0,00009 4,6611Е-05 2,45883Е-07

Суммарные потери 1ДРэлу= 1,06764 Кэл= 1,002938229

Кнт= 0,998534115

ДРэлном= 363,361075 Кст= 1,051467396

..—о**»?-

РАСЧЕТ ЭНЕРГИИ ПОМЕХ АД ПРИ ^=600 Гц

Номер гармоники Амплитуда фазное, В Фаза,0 ХУ Энергия помехи, Дж Энергия помехи на 1,5 м, Дж Энергия помехи на 2 м, Дж

1 310,3604107 0 34,685 0,052 0,0462 0,0195

5 9,145228264 -5,2 173,425 0,00000244 4,28-Ю-7 5,72-Ю-8

7 4,532199613 -6,3 242,795 0,00003598 2,81-10-7 2,11-Ю"7

16 6,200741891 -80,2 554,960 0,00002994 6,1-Ю"9 3,43-Ю'10

20 35,95160126 -85,9 693,700 0,0006968 2,79-10"7 4,984-Ю-10

22 84,32200682 -87,8 763,070 0,004229 7,54-Ю-7 7,56-Ю-10

26 84,37974184 88,5 901,810 0,003504 1,23-10"7 3,92-Ю-11

28 36,02088329 86,8 971,180 0,0005959 9,32-10"9 1,665-Ю-12

32 4,89015678 83,2 1109,920 0,000008718 2,69-10'11 1,5-10"15

41 9,970839149 7,2 1422,085 0,00002908 2,34-Ю-12 9,92-1 О*18

43 35,33383647 5,4 1491,455 0,0003617 1,29-10"11 3,08-10"17

47 21,0270968 181,4 1630,195 0,0001153 8,14-Ю"13 6,14-Ю"19

49 20,98668229 -0,2 1699,565 0,0001077 3,38-10*13 1,43-Ю-19

53 34,3177 176,3 1838,305 0,0002596 1,6М0"13 2,16-Ю-20

55 10,13827073 174,1 1907,675 0,00002248 6,19-10"15 4,68-Ю-22

64 16,3101451 98,5 2219,840 0,00005055 3,62-10*16 2,1-10-24

68 21,62176758 -85,4 2358,580 0,00008007 1,13-10-16 2,03-Ю-25

76 21,54671205 87,8 2636,060 0,00007516 4,15-10-18 7,46-Ю-28

80 15,97528195 264 2774,800 0,00003784 4,13-Ю"19 2,35-10'29

85 6,45477601 191,6 2948,225 0,000005828 8,37-10'21 1,13-Ю-31

89 20,60563111 7,8 3086,965 0,00005431 1,54-10"20 6,58-Ю-32

91 6,408587988 5 3156,335 0,000005498 6,93-Ю"22 1,67-10-33

95 5,969801783 3,7 3295,075 0,00000454 1,13-10-22 8,595-Ю-35

97 6,726130636 181,7 3364,445 0,000005542 6,13-Ю"23 2,6-10"35

101 6,529831545 176,4 3503,185 0,000004984 1,09-10"23 1,47- Ю-36

103 20,38623801 175,3 3572,555 0,0004858 4,72-10'22 3,59Т0"35

107 6,720357133 -5,7 3711,295 0,000005114 9,82-Ю-25 2,36-Ю-38

110 16,9394569 100,8 3815,350 0,00003164 1,8-10'24 1,83-Ю-38

112 11,10244568 16,71 3884,720 0,00001323 3,34-10'25 1,91 ТО"39

116 6,737677641 96,8 4023,460 0,000046 2,3-Ю-25 4,15-Ю"40

124 7,211104862 268,8 4300,940 0,00000511 9,96-10'28 1,8-10"43

128 10,83686455 262,8 4439,680 0,00001094 4,21-10"28 2,41-Ю"44

130 17,24545254 262,7 4509,050 0,00002718 4,65-10'28 1,5-Ю"44

131 12,48231282 193,4 4543,735 0,00001439 1,64-10'28 3,96-10"45

133 12,94419304 191,2 4613,105 0,00001504 7,62-Ю-29 1,04-10"45

152 7,794228634 -72 5272,120 0,0000047 1,074-10"32 6,17-10"52

154 12,4303513 -74,7 5341,490 0,0000119 1,21 • 10"32 3,9-10"52

155 13,00770156 -7,3 5376,175 0,00001318 8,93-10'33 2,16-10"52

157 11,806813 -10,5 5445,545 0,00001059 3,19Т0"33 4,35-10"53

175 9,555146955 21,3 6069,875 0,000006371 1,3-10'36 9,977452-10'59

182 11,92805656 79,9 6312,670 0,000009471 1ДЗ-10-37 1,15877-Ю-60

184 7,395856948 76,8 6382,040 0,000003604 1,91-Ю"38 11,024-10"62

196 6,194968388 114,4 6798,260 0,000002337 1-Ю"40 2-Ю-65

ИТОГО 0,0462266849468329 0,0195002696458697

РАСЧЕТ ЭНЕРГИИ ПОМЕХ АД ПРИ ^=1200 Гц

Номер гармоники Амплитуда фазное, В Фаза,0 xv Энергия помехи, Дж Энергия помехи на 1,5 м, Дж Энергия помехи на 2 м, Дж

1 310,1698851 0 34,685 0,052 0,0462 0,0195

22 71,98980507 -87,8 763,07 0,002608 4,65-Ю'7 4,66'Ю-10

26 73,23688165 88,5 901,81 0,002639 9,29-10"8 2,95-10"11

47 69,30512631 181,7 1630,195 0,001253 8,84-10*12 6,68-Ю"18

68 36,11325934 -85,2 2358,58 0,0002232 ЗД6-10'16 5,67-Ю-25

70 34,25996497 -86,8 2427,95 0,0001963 1,23-Ю'16 1,25-10'25

74 33,8904608 89,2 2566,69 0,0001906 2,37-Ю-17 7,57-Ю-27

76 35,42621252 87,4 2636,06 0,0002035 1,12"10'17 2,02-10"27