Электромеханический комплекс с высокочастотным асинхронным электроприводом для газотурбинного двигателя

Электротехника

Электротехнические комплексы и системы

2018. Т. 25. № 1. С. 167-179.

Авторы

Абрамович Б. Н.*, Сычев Ю. А.**, Кузнецов П. А.***

Санкт-Петербургский горный университет, Васильевский остров, 21 линия, 2, Санкт-Петербург, 199106, Россия

*e-mail: babramov2bn@mail.ru
**e-mail: sychev_yura@mail.ru
***e-mail: kuznetsovpavel@inbox.ru

Аннотация

Сделан обзор преимуществ и недостатков механических коробок приводов с агрегатами, используемых в отечественных газотурбинных двигателях (ГТД); предложены схемы их модернизации с помощью высокочастотных электроприводных агрегатов. Рассмотрены математическая модель асинхронного двигателя (АФ) с двумя обмотками ротора и особенности расчета параметров схемы замещения по каталожным данным; разработана модель частотно-управляемого электропривода в системе Matlab/Simulink для модернизации существующих механических систем приводов агрегатов ГТД. Результаты моделирования сравнены с серийным двигателем.

Ключевые слова:

редуктор ГТД, система приводов и агрегатов, асинхронный электропривод, высокочастотный двигатель, модернизация ГТД, компенсация гармоник, LCL-фильтр, активный фильтр.

Библиографический список

  1. International Energy Outlook 2016. EIA U.S. Energy Information Administration. Forrestal Building, Washington DC 20585, USA, 2016, 290 p.

  2. Макаров В.Г. Актуальные проблемы асинхронного электропривода и методы их решения // Вестник Казанского технологического университета. 2011. № 6. С. 79-92.

  3. Винницкий Ю.Д., Шакарян Ю.Г. Мировые тенденции развития современного электромашиностроения в 2014 – 2015 гг. // Энергия единой сети. 2016. № 3(26). С. 14-28.

  4. Мачулин П.С. Современные проблемы разработки электропривода // Молодой ученый. 2016. № 10(114). С. 273-275.

  5. Матвеенко Г.П., Конюхов Г.М., Лысенко А.И. Газотурбинный двигатель для региональных самолетов SaM-146. Общие положения. Ч. 1. Рыбинск: РМП, 2009. С. 72-74.

  6. Киселев Ю.В., Киселев Д.Ю. Двигатель SaM-146. Устройство основных узлов: Электрон. учеб. пособие. – Самара: Изд-во СГАУ, 2012. С. 36-39.

  7. Лебедев М.В., Кикоть Н.В., Буров М.Н. Возможность применения активных магнитных подшипников в опорах роторов двухконтурного ГТД // Перспективные направления развития авиадвигателестроения: Климовские чтения 2016. – Санкт-Петербург, 2016. С. 75-81.

  8. Pedra J., Corcoles F. Estimation of induction motor double-cage model parameters from manufacturers data // IEEE Transactions on Energy Conversion. 2004. Vol. 19. No. 2, pp. 310-317. DOI: 10.1109/TEC.2003.822314

  9. Pedra J. On the Determination of Induction Motor Parameters From Manufacturer Data for Electromagnetic Transient Programs // IEEE Transactions on Power Systems. 2008. Vol. 23. No. 4, pp. 1709-1718. DOI: 10.1109/TPWRS.2008.2002293

  10. Singh M.K., Chauhan M., Singhal A.K., Saxena N. A Methodology to Develop a Simulink Model of Three Phase Induction Motor // International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering. 2014. Vol. 4. Special Issue 1, pp. 93-97.

  11. Кузнецов П.А., Лисицин А.Н. Применение высокочастотных электроагрегатов в структуре наземных и авиационных ГТД // Сборник докладов LXIV научно-технической сессии по проблемам газовых турбин и парогазовых установок «Фундаментальные проблемы применения современных ГТУ в отечественной экономике результаты освоения и эксплуатации и задачи на будущее» (Казань, 12-15 сентября 2017). С. 110-114.

  12. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в Matlab, SimPowerSystems и Simulink. – М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. – 288 с.

  13. Чепкунов Р.А. Определение параметров схемы замещения асинхронного двигателя по паспортным данным при вводе в эксплуатацию асинхронного электропривода // Iнженернi та освiтнi технологii в електротехнiчних i компютерних системах. 2013. № 4. С. 56-62.

  14. Soong W.L., Kliman G.B., Johnson R.N., White R.A., Miller J.E. Novel high-speed induction motor for a commercial centrifugal compressor // IEEE Transactions on Industry Applications. 2000. Vol. 36. No. 3, pp. 706-713. DOI: 10.1109/28.845043

  15. Абрамович Б.Н., Устинов Д.А., Сычев Ю.А., Шклярский А.Я. Методы компенсации провалов и искажений напряжения в электрических сетях нефтедобывающих предприятий // Нефтяное хозяйство. 2014. № 8. С. 110-112.

  16. Кузнецов П.А., Степанов О.А. Комплексная система защиты потребителей электроэнергии от аварийных режимов работы // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 4. С. 145-154.

  17. Кузнецов П.А., Степанов О.А. Применение автоматических систем компенсации реактивной мощности для предотвращения веерных отключений // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 2. С. 157-163.

  18. Абрамович Б.Н., Сычев Ю.А., Мингазов А.С., Полищук В.В. О компенсации высших гармоник тока и напряжения, создаваемых источником бесперебойного питания // Нефтяное хозяйство. 2013. № 10. С. 126-127.

  19. Абрамович Б.Н., Сычев Ю.А. Интеллектуальная система комплексного мониторинга использования энергоресурсов и контроля уровня качества электрической энергии в условиях распределенной генерации на основе альтернативных и возобновляемых источников энергии // Промышленная энергетика. 2014. № 12. С. 40-44.

  20. Абрамович Б.Н., Лозовский С.Е., Тарасов Д.М., Сычев Ю.А., Загривный Я.Э. Комплекс автоматической минимизации искажений кривых тока и напряжения в сетях предприятий цветной металлургии // Цветные металлы. 2008. № 12. С. 72-76.

  21. Saïd-Romdhane M.B., Naouar M.W., Belkhodja I.S., Monmansson E. An improved LCL filter design in order to ensure stability without damping and despite large grid impedance variations // Energies. 2017. Vol. 10, 19 p. DOI: 10.3390/en10030336

  22. Monroy-Morales J.L., Campos-Gaona D., Hernández-Ángeles M.,Pena-Alzola R., Guardado-Zavala J.L. An active power filter based on a three-level inverter and 3D-SVPWM for selective harmonic and reactive compensation // Energies. 2017. Vol. 10, 23 p. DOI: 10.3390/en10030297

  23. Akagi H., Wattanabe E.H., Aredes M. Instantaneous Power Theory and Applications to Power Conditioning. IEEE Press on Power Engineering. Wiley-Interscience, A Jonh Wiley & Sons Inc., 2007. 389 p.

  24. Асинхронные электродвигатели, управляемые от преобразователя частоты. Техническое руководство компании WEG, 2013. URL: http://www.weg.kiev.ua/pdf/WEG_elektrodv_upravl_ot_preobr_chastoty.pdf

  25. Кузнецов П.А., Лисицин А.Н., Коршунов П.В. Разработка модели электроприводного наземного ГТД // Международный форум-конкурс «Проблемы недропользования»: Сборник научных трудов. – СПб.: Санкт-Петербургский Горный университет, 2017. Часть II. С. 207-208.

  26. Teubner B.G. Ulrich Riefenstahl Elektrische Antriebssysteme: Grundlagen, Komponenten, Regelverfahren, Bewegungssteuerung. Verlag/GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden. 2006. 458 s.

  27. Schröder D. Elektrische Antriebe Regelung von Antriebssystemen. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg. 2009. – 1358 s.



Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024