Анотація до роботи:

Чекавський Г.С. Удосконалення характеристик електротехнічного комплексу “протяжна лінія живлення – асинхронний електропривод”. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – Електротехнічні комплекси і системи. – Донецький національний технічний університет, Донецьк, 2003.

В дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-технічна задача підвищення ефективності роботи електротехнічного комплексу (ЕТК) «протяжна лінія живлення (ЛЖ) – асинхронний електропривод (ЕП)» за рахунок застосування ємнісної компенсації реактивних струмів, і встановлення закономірностей протікання процесів в указаному ЕТК, що дозволяє вибрати найбільш раціональні його параметри.

Встановлені залежності і закономірності стали основою для створення компенсованих низьковольтних асинхронних ЕП для механізмів з великими маховими масами, які працюють в умовах живлення від протяжних електричних мереж.

Застосування індивідуальної компенсації реактивної потужності, яка споживається ЕП, дозволяє знизити падіння напруги в ЛЖ, підвищивши електромагнітний момент асинхронного двигуна (АД), за рахунок зниження реактивного струму, який протікає в ЛЖ, параметри котрої характеризуються певними значеннями поздовжніх активного та реактивного опорів. Практично у всіх випадках більш доцільним (ураховуючи більшу техніко-економічну ефективність) є зниження впливу ЛЖ до декотрого потрібного (бажаного) рівня напруги на затискачах АД, причому при більшій долі реактивної складової опору ЛЖ це пов’язано, як правило, із меншими капітальними витратами.

В дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-технічна задача підвищення ефективності роботи ЕТК «протяжна ЛЖ – асинхронний ЕП» за рахунок застосування ємнісної компенсації реактивних струмів, і встановлення закономірностей протікання процесів в указаному ЕТК, що дозволяє обрати найбільш раціональні його параметри.

Основні наукові і практичні результати роботи такі:

1. Визначені переважні області використання різних способів компенсації реактивного струму ЛЖ в залежності від режиму роботи ЕП, параметрів ЛЖ і структури схеми живлення. Розроблено методику визначення раціональних параметрів паралельних і послідовних КП, які необхідні для забезпечення потрібних статичних і динамічних характеристик АД, що працюють в умовах живлення від протяжної ЛЖ, і забезпечують гарантоване виключення самозбудження АД в штатних режимах роботи ЕП.

2. Обґрунтовані структури і встановлені параметри пристроїв для компенсації реактивних струмів у лінії, від якої живиться АД, і принцип їх функціонування, що в сукупності із розробленою методикою визначення параметрів КП дозволяє поліпшити реальні електромеханічні характеристики ЕТК «протяжна ЛЖ – асинхронний ЕП». Вказане відповідає вимогам підвищення стійкості роботи системи ЕП в усталених та перехідних режимах.

3. Встановлено, що у випадку обриву однієї з фаз у колі живлення (ЛЖ) при роботі АД в усталеному режимі навантаження використання поперечної компенсації призводить до зниження струму АД у порівнянні із випадком відсутності компенсації: так, використання рівня компенсації, який забезпечує повну компенсацію РП, що споживається АД в режимі номінального навантаження, призводить до зниження струму двигуна на 12%. Це обумовлює можливість більш тривалої роботи АД до моменту його відключення, а також те, що, з огляду на менший перегрів АД, його завантаження може бути вище у порівнянні з випадком відсутності компенсації.

4. Встановлено достатньо високе збігання результатів теоретичних і експериментальних досліджень, що дозволило експериментально підтвердити правильність висновків про теоретично визначені рівні, характер і інтенсивність згасання гармонічних коливань напруг, струмів і електромагнітного моменту, що супроводжують комутацію ступіней компенсації, при їх обмежених максимальних (ударних) значеннях і швидкому згасанні (похибка визначення тривалості ПП не перевищувала 8%), і запропонованого принципу вибору кількості і рівня потужності кожної з компенсуючих ступіней.

5. Встановлено, що індивідуальна компенсація, яка суттєво підвищує якість напруги на затискачах АД і стійкість роботи ЕП у перехідних режимах, характеризується високою техніко-економічною ефективністю, і тому може бути рекомендована до широкого застосування в ЕП відповідальних механізмів. Розрахунковий річний економічний ефект, який визначений на прикладі заміни використаного ЕП лісопильної рами на основі АД з фазним ротором на асинхронний компенсований ЕП склав 42,7 тис. грн., термін окупності – 1,2…1,5 роки при економії електроенергії від 70 до 90 тис. кВтгод на рік.

Основний зміст дисертації опубліковано у таких роботах:

1. Захарченко П.И., Чекавский Г.С., Карась С.В. Альтернативные типы главного электропривода лесопильной рамы // Сборник научных трудов ДонГТУ. Серия «Электротехника и энергетика». – Вып. 4. – Донецк: ДонГТУ. – 1999. – С. 69 – 74.

2. Ковалев Е.Б., Толочко О.И., Чекавский Г.С. Математическое моделирование асинхронного двигателя при компенсации реактивной мощности с помощью статических конденсаторов // Проблемы создания новых машин и технологий. Научные труды КГПУ. Вып.2/2000 (9). – Кременчуг: КГПУ. – 2000. – С.287–294.

3. Коцегуб П.Х., Толочко О.И., Чекавский Г.С. Статические характеристики асинхронного электропривода при компенсации реактивной мощности // Вісник СНУ. – № 4 (50). – Луганськ: Видавництво СНУ. – 2002. – С. 213 – 223.

4. Повышение устойчивости работы главного электропривода лесопильной рамы путем параллельного подключения конденсаторных батарей / Ширнин И.Г., Захарченко П.И., Карась С.В., Коцегуб П.Х., Чекавский Г.С. // Взрывозащищенное электрооборудование: Сб. научн. тр. УкрНИИВЭ. – Донецк, Юго-Восток. – 2001. – С. 141 – 154.

5. Series compensation of voltage losses in electric mains use for increasing dynamic and energy coefficients of the asynchronous electric drive / E. Varenik, S. Karas, E. Kovalyov, P. Kotsegub, G. Checkavsky // Proceedings of the 5^th International conference UEES’01 (Szczecin and Miedzyzdroje, Poland, 05 – 08 Sep. 2001). – Vol. 3. – Szczecin: Technical University Press. – 2001. – Pp. 849 – 854.

6. Анализ статических и динамических характеристик асинхронного электропривода при питании двигателя от сети ограниченной мощности / Захарченко П.И., Ковалев Е.Б., Толочко О.И., Чекавский Г.С. // Збірник наукових праць ДонДТУ. Серія “Електротехніка і енергетика” – Вип. 41. – Донецьк: ДонДТУ. – 2002. – С. 35 – 40.

7. Чекавский Г.С. Минимизация влияния питающей сети на работу асинхронного электропривода при ступенчатой поперечной компенсации реактивной мощности // Взрывозащищенное электрооборудование: Сб. науч. тр. УкрНИИВЭ. – Донецк: Юго-Восток. – 2002. – С. 144 – 157.

8. Карась С.В., Чекавский Г.С. Асинхронный электропривод со ступенчатой компенсацией реактивной мощности // Труды симпозиума “ЭЛМАШ – 2002” – Россия, Москва, МА «Интерэлектромаш», 7 – 11 октября 2002 г. – Ч. 2. – С. 154 – 155.

9. Чекавский Г.С. Переходные процессы в асинхронном электроприводе с компенсацией влияния питающей линии при изменении параметров компенсирующего устройства // В 38 Вестнике УГТУ-УПИ. Электромеханические и электромагнитные преобразователи энергии и управляемые электромеханические системы: Сборник статей. Ч.2: Специальные электрические машины и электромагнитные устройства. Вопросы энергосбережения. Образовательные проекты. – Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. – 2003. – № 5 (25). – С. 92 – 96.

Особистий внесок здобувача у публікаціях. У роботах, що написані в співавторстві, особистий внесок складається в наступному:

в [1] – участь у постановці задачі, вибір метода досліджень, аналіз результатів експериментальних досліджень;

в [2] – розробка і обґрунтування параметрів математичної моделі, аналіз результатів моделювання;

в [3, 6] – постановка задачі, розробка програм чисельних досліджень, аналіз результатів досліджень;

в [4, 5, 8] – постановка задачі, розробка математичних моделей і програм обчислень, аналіз результатів моделювання.