Схемы силовых цепей в электроприводах переменного тока, выполненные по условию минимума электрических потерь

Abstract

Определена необходимость выбора оптимальной схемы силовых цепей электропривода с синхронным реактивным двигателем независимого возбуждения. Произведен расчет удельных весовых коэффициентов, представлены в зависимости от величин номинального тока линейные регрессионные зависимости удельных потерь в полупроводниковых преобразователях частоты. Выявлено, что с увеличением несущей частоты ШИМ улучшается выходная форма тока, но увеличиваются потери, поэтому необходимо в зависимости от решаемой задачи определенным образом выбирать несущую частоту. Для решения задачи оптимизации по критерию минимума электрических потерь построена регрессионная зависимость электрических потерь в преобразователе частоты от тока при частоте ШИМ-сигнала 0 Гц. Представлена поверхность критерия оптимизации в зависимости от номинального момента двигателя и числа фаз. В электроприводах с СРДНВ при малых мощностях критерий оптимизации получается самым плохим для многофазных схем. При увеличении мощности данная тенденция сохраняется, но становится незначительным различие оптимальных решений для трехфазной и многофазной схем. Это объясняется линейностью зависимости электрических потерь от тока. The paper identifies the necessity of optimal power circuit diagram selection for electric drive with field regulated reluctance machine. The authors present computation of specific weight coefficients and give, in relation to the rated current, linear regressional dependences of specific losses in semiconductor frequency converters. It is found that increasing PWM carrier frequency improves output current waveform, but increases losses, so it is needed to choose the carrier frequency in a certain way according to problem. To solve the optimization problem considering minimal electrical losses the authors constructed regressional dependence of electrical losses in the frequency converter on current at a frequency of PWM signal of 0 Hz. The paper presents optimization criterion surface depending on the rated motor torque and the number of phases. The optimization criterion in electric drives with FRRM at low power is the worst for multiphase circuits. At power increase this trend persists, but difference between optimal solutions for three-phase and poly-phase circuits becomes insignificant. This is explained by linear dependence of electrical losses on the current.