Определение гармонического состава результирующего тока четырехфазной симметричной обмотки электрической машины

Электротехника

Электротехнические комплексы и системы

2018. Т. 25. № 3. С. 212-219.

Авторы

Терешкин В. М.

Уфимский государственный авиационный технический университет, УГАТУ, ул. К. Маркса, 12, Уфа, 450008, Республика Башкортостан, Россия

e-mail: tvm53@mail.ru

Аннотация

На основе классического подхода проведен анализ гармонического состава результирующего тока четырехфазной обмотки электродвигателя. Установлено, что гармоники 1, 5, 9 являются гармониками прямого следования, а гармоники 3, 7, 11 это гармоники обратного следования. Так как гармоники 1, 3, 5 результирующего тока соизмеримы, то в пределах периода первой гармоники возможны значительные вибрации электромагнитного происхождения. По гармоническому составу результирующего тока обмотки с нечетным количеством фаз 5, 7, 9 и т.д. имеют преимущество перед четырехфазной обмоткой. Это позволяет предположить, что обмотки с нечетным количеством фаз обеспечивают более низкий уровень вибраций электромагнитного происхождения.

Ключевые слова

четырехфазная обмотка двигателя, результирующий ток четырехфазной симметричной обмотки, гармонический состав результирующего тока, вибрации электромагнитного происхождения

Библиографический список

  1. Chan C.C. The State of the Art of Electric, Hybrid and Fuel Cell Vehicles // Proceedings of the IEEE. 2007. Vol. 95. No. 4, pp. 704-718. DOI: 10.1109/JPROC.2007.892489

  2. Chan C.C., Bouscayrol A. and Chen K. Electric, Hybrid, and Fuel-Cell Vehicles: Architectures and Modeling // IEEE Transact Vehicular Technol. 2010. Vol. 59. No. 2, pp. 589-598. DOI: 10.1109/TVT.2009.2033605

  3. Global EV Outlook: Understanding the Electric Vehicle Landscape to 2020 // Electric Vehicle Initiative, International Energy Agency. 2013, 41 p.

  4. Levi E., Bojoi R., Profumo F., Toliyat H.A. and Williamson S. Multiphase induction motor drives – a technology status review // Institution of Engineering and Technology Electric Power Applic. 2007. Vol. 1. No. 4, pp. 489-516. DOI: 10.1049/iet-epa:20060342

  5. Dwari S., Parsa L. Fault-Tolerant Control of Five-Phase Permanent-Magnet Motors With Trapezoidal Back EMF // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2011. Vol. 58. No. 2, pp. 476-485. DOI: 10.1109/TIE.2010.2045322

  6. Williamson S., Smith S. Pulsating torque and losses in multiphase induction machines // IEEE Transactions on Industry Applications. 2003. Vol. 39. No. 4, pp. 986-993. DOI: 10.1109/TIA.2003.813722

  7. Duran M.J., Barrero F.J., Toral S.L. Multi-Phase Space Vector Pulse Width Modulation: Applications and Strategies // Renewable Energies and Power Quality Journal (RE&PQJ). 2007. Vol. 1. No. 5, pp. 580-586. DOI:10.24084/repqj05.341

  8. Duran M.J., Barrero F.J., Toral S.L., Levi E. Multi-dimensional space vector pulse width modulation scheme for five-phase series-connected two-motor drives // IEEE International Electric Machines & Drives Conference ( IEMDC 07). Antalya, Turkey, 3-5 May 2007. DOI: 10.1109/IEMDC.2007.383602

  9. Levi E. Multiphase electric machines for variable-speed applications // IEEE Transactions on Industrial Electronics, May 2008. Vol. 55. No. 5, pp. 1893-1909.DOI: 10.1109/TIE.2008.918488

  10. Renukadevi G., Rajambal K. Generalized d-q Model of n-Phase Induction Motor Drive // World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Electrical and Computer Engineering. 2012.Vol. 6. No. 9, pp. 1066-1075.

  11. Ле Д.Т., Аверин С.В. Формирование векторной широтно-импульсной модуляции с исключением сквозных токов в трехфазном мостовом инверторе // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 4. С. 155-163.

  12. Ле Д.Т., Аверин С.В. Оптимизация алгоритмов коммутации в инверторах с векторной ШИМ // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 3. С. 155-164.

  13. Texas Instruments «TMS320C2000 Motor Control Primer: Users Guide», Literature Number: SPRUGI6, 2010, https://ufa.terraelectronica.ru/pdf/show?pdf_file=%2Fds%2Fpdf%2FT%2FTMDSHVMTRPFCKIT.pdf

  14. Lim C.S., Levi E., Jones M., Rahim N.A., Hew W.P. FCS-MPC-based control of a five-phase induction motor and its comparison with PI-PWM control // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2014. Vol. 61. No. 1, pp. 149-163. DOI: 10.1109/TIE.2013.2248334

  15. Голубев А.Н., Игнатенко C.B. Влияние числа фаз статорной обмотки асинхронного двигателя на его виброшумовые характеристики // Электротехника. 2000. № 6. С. 28-31.

  16. Голубев А.Н., Игнатенко C.B. Многофазный асинхронный электропривод в аномальных режимах работы // Электротехника. 2001. № 10. С. 17-22.

  17. Ананьев С.С., Голубев А.Н. Асинхронный m-фазный электропривод с векторным управлением для машин отделочного производства // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 2006. № 4(292). С. 84-86.

  18. Ананьев С.С., Голубев А.Н. Система векторного управления многофазным асинхронным электродвигателем // Тезисы XII региональной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Электроэнергетика». Иваново: ИГЭУ, 2006. С. 26-27.

  19. Бабаев М.Б., Голубев А.Н., Игнатенко C.B. Влияние числа фаз на пульсации момента и виброшумовые характеристики АД // 2-я международная конференция по электромеханике и электротехнологиям: Тезисы докладов в 2 ч. (Крым, 1-5 окт. 1996). – М.: Изд. дом МЭИ, Ч. 2. С. 150-152.

  20. Голубев А.Н., Игнатенко C.B. Влияние числа фаз на электромагнитную совместимость системы ПЧ-АД с силовым источником // Межвузовский сборник научных трудов по электротехнике. Иваново: ИГЭУ,1998. С. 3-9.

  21. Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС10 (Гранит) с асинхронными тяговыми электродвигателями: Руководство по эксплуатации. – М.: Изд-во конструкторско-исследовательского центра ОАО «СТМ», 2009. – 694 с.

  22. Терешкин В.М., Гришин Д.А., Макулов И.А. Перспективы применения многофазных машин переменного тока // Электроника и электрооборудование транспорта. 2017. № 1. С. 19-26.

  23. Терешкин В.М., Гришин Д.А. Исследование алгоритмов работы пятифазного преобразователя в режиме векторной широтно-импульсной модуляции // Электротехника. 2017. № 2. С. 46-51.

  24. Терешкин В.М., Гришин Д.А., Макулов И.А. Сравнительный анализ эффективности трехфазной и пятифазной вентильных синхронных машин // Электротехника. 2018. № 5. С. 60-67.

  25. Терешкин В.М., Гришин Д.А., Терешкин В.В. Исследование алгоритмов работы четырехфазной электромеханической системы // Электротехнические комплексы и системы: Материалы международной научно-практической конференции. Уфа: УГАТУ, 2016. С. 49-55. URL: http://e-library.ufa-rb.ru/dl/lib_net_r/Tereshkin_Issledovanie_algoritmov_2016.pdf

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2017