Особливості роботи механізму переміщення мостового крану при живленні від тролейного шинопровода в умовах дії вищих гармонік струму

Abstract

UK: Мета роботи. Аналіз та дослідження взаємопов’язаних електромагнітних процесів між електроприводами механізму переміщення мостового крану та тролеями шинопровода в умовах дії вищих гармонік струму, з врахуванням конструктивних особливостей, нелінійності магнітних і електрофізичних властивостей матеріалів, ефектів близькості, поверхневих та зовнішніх поверхневих ефектів. Методи дослідження. Дослідження проводилися із застосуванням методів теорії електромагнітного поля, теорії електричних кіл, математичної фізики, розв’язанням системи диференційних рівнянь першого роду , інтерполяції, апроксимації та регресійного аналізу. Отримані результати. Розроблена імітаційна модель взаємопов’язаних електромагнітних процесів між електроприводами механізму переміщення мостового крану (з релейно-контакторною системою та перетворювачем частоти) та струмопровідними елементами системи електропостачання мостового крану. Проведено дослідження взаємопов’язаних електромагнітних процесів між електроприводами механізму переміщення мостового крану та тролеями шинопровода. Встановлені закономірності втрат напруги в тролеях шинопровода від моменту асинхронного електроприводу, що дозволяють, як при основній так і при вищих гармоніках струму, визначити максимальну допустиму відстань переміщення мостового крану до точки підживлення секції тролеїв шинопровода, при якій забезпечується безаварійна робота електроприводу мостового крану, а також визначити кількість точок підживлення секцій тролеїв шинопровода та відстані між ними, що забезпечить однаковий рівень втрат напруги та активних втрат в тролеях шинопровода при основній гармоніці і з врахуванням вищих гармонік струму навантаження. Наукова новизна. Розроблена імітаційна модель взаємопов’язаних електромагнітних процесів між електроприводами механізму переміщення мостового крану та струмопровідними елементами системи електропостачання мостового крану, яка дозволяє використовувати інтегровані параметри тролеїв шинопровода за даними польового розрахунку з врахуванням скін-ефекту, ефекту близькості, поверхневих та інших крайових ефектів, а також форми та розташування шин (тролеїв) в шинопроводі, відстаней між ними і кількістю фаз шинопровода, в залежності від особливості режимів роботи електроприводу та відстані розташування мостового крану до точки живлення секцій тролеїв шинопровода. Практична цінність. На основі теоретичного дослідження розроблені рекомендації щодо зменшення втрат напруги та активних втрат в тролеях шинопровода від дії вищих гармонік струму навантаження до рівня втрат напруги та активних втрат при основній гармоніці струму. EN: Purpose. Analysis and research of interconnected electromagnetic processes between electric drives of overhead crane moving mechanism and trolleys under conditions of higher current harmonics, taking into account design features, nonlinearity of magnetic and electrophysical properties of materials, proximity effects, surface and external surface effects. Methodology. The research was carried out using methods of electromagnetic field theory, electrical circuit theory, mathematical physics, solving a system of first order differential equations, interpolation, approximation and regression analysis. Findings. A simulating model of interrelated electromagnetic processes between electric drives of an overhead crane mechanism and current-conducting elements of the power supply system of an overhead crane has been developed. Investigations of electromagnetic processes between the electric drives of the overhead crane mechanisms and the trolleys have been carried out. The laws of voltage losses in the busbar's trolleys from the torque of the asynchronous electric drive have been established. This allowed to determine the maximum permissible distance of overhead crane movement to the feeding point of the busbar's trolley section, at which trouble-free operation is ensured as well as to determine the number of feeding points of the busbar's trolley sections and the distance between them. This will ensure the same level of voltage losses and active losses in the trolleys at the fundamental harmonic, and taking into account the higher harmonics of the load current. Originality. .A simulating model of interrelated electromagnetic processes between electric drives of an overhead crane mechanism and current-conducting elements of the power supply system of an overhead crane has been developed. which allows to use integrated parameters of busbar trolleys according to field calculation taking into account skin effect, the shape and location of tires (trolleys) in the busbar, the distances between them and the number of phases of the busbar, depending on the peculiarities of the modes of operation of the electric drive and the distance of the bridge crane to the power point of busbar trolley sections Practical value. Based on the theoretical research, recommendations to reduce voltage losses and active losses in the trolley from the action of higher harmonic loads to the level of voltage losses and active losses at the fundamental harmonic current have been developed.