ВПЛИВ ЯКОСТІ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА: ПІДХІД ДИНАМІЧНОЇ МОДЕЛІ

Анотація

У статті представлено розробку та валідацію динамічної електромагнітної моделі трифазного асинхронного двигуна, що працює в умовах зниженої якості електроенергії, зокрема при наявності асиметрії напруги та несинусоїдальних спотворень форми сигналу. Модель побудована з використанням просторово-часових комплексів та розширених рівнянь Парка-Горєва, а також враховує нелінійні ефекти насичення магнітного осердя шляхом поліноміальної залежності взаємної індуктивності від струму намагнічування. Моделювання виконано для асинхронного двигуна типу MTKH 112-6 номінальною потужністю 5,3 кВт у двох режимах: при ідеальній та спотвореній напрузі живлення, характерній для реальних промислових умов.

Кількісний аналіз показав зростання електричних втрат у статорі та роторі, незначне зниження ККД з 81,4% до 81,2%, а також помітне падіння коефіцієнта потужності з 0,98 до 0,90 у випадку подачі неякісної напруги. Результати моделювання добре узгоджуються з експериментальними даними: середньоквадратична похибка для основних параметрів не перевищує 4%. Це підтверджує здатність моделі адекватно відображати поведінку асинхронного двигуна в умовах промислових електромереж зі зниженими показниками якості електроенергії.

Запропонована модель є ефективним інструментом для оцінки продуктивності, енергоефективності та надійності електродвигунів в умовах неідеального електроживлення. Вона придатна для використання в системах діагностики, прогнозного обслуговування та цифрових двійників. Подальші дослідження планується зосередити на впровадженні ймовірнісного моделювання для врахування стохастичних змін якості електроенергії з метою підвищення точності прогнозування та керування в складних промислових середовищах.

Ключові слова: асинхронний двигун, якість електроенергії, динамічна модель, асиметрія напруги, гармонічні спотворення, електромагнітне моделювання, ефективність.