Особливості математичного моделювання та керування багатосекційним лінійним асинхронним двигуном

Abstract

В різноманітних галузях промисловості і транспорту існує необхідність безпосереднього здійснення поступального руху виконуючих органів робочих машин. Для цієї мети доцільним є застосування лінійних асинхронних двигунів (ЛАД), основними перевагами яких є висока надійність, простота конструкції, зниження габаритів, маси і вартості установки, а також можливість одержання поступального руху з необмеженими величинами прискорення й уповільнення без будь-яких механічних передач. Проте ЛАД характеризуються рядом особливостей, які потрібно враховувати при їх розробці та впровадженні, а саме: збільшеним робочим повітряним зазором та підвищеними, внаслідок цього, потоками розсіювання, насиченням та розімкненістю магнітопроводу, що призводять до виникнення поздовжніх кінцевих ефектів, зниження ККД та коефіцієнта потужності. Метою дослідження є аналіз впливу особливостей конструктивного виконання ЛАД на його статичні та динамічні характеристики. Основна увага приділена ЛАД з обмеженою довжиною індуктора або ротора, які можуть перебувати в стані, коли первинний і вторинний елементи взаємодіють лише частково, тобто не мають повного перекриття одного іншим. В основу уточненої моделі ЛАД покладена стандартна модель обертального асинхронного електродвигуна пакету Matlab/Simulink з використанням модифікованої Т-подібної схеми заміщення ЛАД, яка враховує поперечний і поздовжній крайовий та кінцевий ефекти, а також не повне перекриття індуктора. В результаті проведених досліджень показано, що неповне перекриття індуктора впливає як на процес пуску, так і усталеного руху ЛАД і призводить до погіршення якості перехідних процесів, зменшення тягового зусилля і прискорення. В статті також розглянуті особливості керування ЛАД з багатосекційним індуктором в режимах пуску, усталеного руху та гальмування. Результати проведених досліджень дають можливість сформулювати рекомендації по оптимізації конструкції та удосконаленню методів керування ЛАД.