Мамедалиев Х.А.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПУСКОВОГО РЕЖИМА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В СРЕДЕ MATLAB *
Аннотация:
около 85–90% электродвигателей, используемых на промышленных предприятиях, являются асинхронными двигателями. Простота конструкции, низкие эксплуатационные расходы и надежность позволяют широко применять эти двигатели. Научные исследования в этой области имеют большое значение с точки зрения снижения энергопотребления, предотвращения сбоев в работе и повышения общей устойчивости системы. В статье рассматриваются режимы пуска асинхронного двигателя в среде MATLAB/Simulink.
Ключевые слова:
асинхронный двигатель, надежность, запуск, электросеть, моделирование
Асинхронные двигатели широко используются в промышленности и быту благодаря простоте конструкции, высокой надежности и низким эксплуатационным расходам. Эти двигатели используются для привода различных устройств путем преобразования электрической энергии в механическую. Структурная схема асинхронного двигателя представлена на рисунке 1 [1-3]. Одним из этапов проектирования станков в промышленности, в том числе и нефтяной, является определение параметров их электродвигателей и электрических цепей. Выше упомянутые муфты часто широко используются в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором. По этой причине схема подключения, режим работы и параметры этих двигателей должны находиться под строгим контролем [4-7].Рисунок 1. Общий вид асинхронного двигателя.Как известно, при подключении мощных асинхронных двигателей к источнику питания через простой контактор в электрической сети возникают перепады напряжения, которые не соответствуют требуемым нормативным показателям. По этой причине в промышленности широко применяются различные способы пуска асинхронных двигателей большой мощности. Самым современным из таких приложений является метод «мягкого» запуска или Soft Starter [8]. До появления этого оборудования схемы «звезда-треугольник» широко применялись для запуска даже больших мощных двигателей. Конечно, этот метод имел как положительные, так и отрицательные стороны. Основным отличием этого метода является воздействие электродинамических сил на обмотку двигателя. При переходе со звезды на треугольник ток в обмотках двигателя прерывается на очень короткое время и возникает коммутационное перенапряжение [9-12]. Обратите внимание, что в этом случае крутящий момент при запуске уменьшается, а запуск под нагрузкой ограничен. Исследования показывают, что недостатком способов пуска с реакторами, автотрансформаторами, схемами «звезда-треугольник» и другими является то, что они не обеспечивают «мягкого» пуска, поскольку плавное регулирование осуществляется с помощью преобразователя частоты [13-17].Для исследования пусковых процессов в асинхронных электродвигателях необходима программная среда, обеспечивающая высокоточное математическое моделирование, гибкое построение схем и динамическую визуализацию результатов [18]. Среди доступного программного обеспечения MATLAB является одним из наиболее оптимальных инструментов с широкими возможностями в области инженерного и научного моделирования. Удобные возможности моделирования переходных процессов – возможно определение начальных условий, изменение параметров нагрузки во времени, приложение управляющих воздействий, анализ реакции системы [19-23],В результате MATLAB/Simulink предоставляет инженерам и исследователям комплексную платформу, сочетающую математическую точность, гибкость моделирования и обширную функциональность [24-26]. Кривая токов статора двигателя для каждой из трех фаз при пуске выбранного асинхронного двигателя представлена на рисунке 2. Рисунок 2. Схема подключения асинхронного двигателя большой мощности.Кривые напряжения и тока фазы 1, т.е. фазы А, выбранного асинхронного двигателя в соответствии с указанными выше режимами показаны на рисунке 3. Кривая скорости ротора и электромагнитного момента выбранного асинхронного двигателя представлена на рисунке 4. Рисунок 3. Кривая мощности асинхронного двигателя, взятая из сети.Рисунок 4. Кривые изменения тока статора двигателя.Кривая изменения токов ротора этого асинхронного двигателя в продольном и поперечном направлениях осей представлена на рисунке 5. Рисунок 5. Кривая изменения напряжения в первый момент пуска двигателя.На рисунке 6 показаны кривые электромагнитного момента и скорости ротора двигателя, а на рисунке 7 показаны кривые токов ротора асинхронного двигателя.Рисунок 6. Кривые изменения электромагнитного момента и частоты вращения ротора двигателя.Рисунок 7. Кривые изменения тока ротора асинхронного двигателяРЕЗУЛЬТАТ. Разработанные в результате исследования методология и имитационные модели могут быть непосредственно применены при совершенствовании систем управления асинхронными двигателями на промышленных предприятиях. Оптимальное управление двигателями при колебаниях нагрузки играет важную роль как в снижении энергопотребления, так и в повышении долговечности и эффективности оборудования в производственном процессе. Данный подход также может послужить основой для прогресса в автоматизации и цифровизации технологических процессов.
Номер журнала Вестник науки №5 (86) том 2
Ссылка для цитирования:
Мамедалиев Х.А. ИССЛЕДОВАНИЕ ПУСКОВОГО РЕЖИМА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В СРЕДЕ MATLAB // Вестник науки №5 (86) том 2. С. 961 - 969. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/22946 (дата обращения: 20.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+