МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНОГО КОМПЛЕКСУ ШАХТИ З ПЕРЕТВОРЮВАЧАМИ ЧАСТОТИ
Електронний архів E-archive DonNTU – (Electronic archive Donetsk National Technical University)
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНОГО КОМПЛЕКСУ ШАХТИ З ПЕРЕТВОРЮВАЧАМИ ЧАСТОТИ
Математическая модель электротехнического комплекса шахты с преобразователями частоты Mathematical Model of Mine Electrotechnical Complex with Frequency Converters |
|
| Creator |
СИВОКОБИЛЕНКО, В.Ф.
ВАСИЛЕЦЬ, С.В. ВАСИЛЕЦ, С.В. СИВОКОБЫЛЕНКО, В.Ф. SIVOKOBYLENKO, V. VASYLETS, S. |
|
| Subject |
modelling
frequency converter electrotechnical complex mine differential equation equivalent circuit matrix numerical solution vector software моделирование преобразователь частоты электротехнический комплекс шахта дифференциальное уравнение схема замещения матрица численное решение вектор программа моделювання перетворювач частоти електротехнічний комплекс диференційне рівняння диференційне рівняння схема заміщення програма чисельне розв’язання |
|
| Description |
The tendency of frequency converter implementation in induction electric drive for mines is widely spread nowadays. Usage of frequency converters allows raising technical, economic and reliability indices of mine equipment, to use electricity efficiently. But, because of the peculiarities of equipment operation in mine, when designing power supply systems equipped with frequency converters, it is essential to analyse their operation under fault conditions. This defines urgency of mathematical model elaboration, which describes the transients in mine electrotechnical complex with frequency converters, and corresponding software development, that can be used during mine power networks designing. The purpose of the work is elaboration of mathematical model of mine electrotechnical complex by taking into account semiconductor frequency converters. Technique of researches includes formulation of power network topological description using graph theory that allows formulating matrix differential equation of state for RLC-elements of equivalent circuit for mine electrotechnical complex. The frequency converter with direct-current circuit, which includes controlled thyristor rectifier, capacitor filter and self-excited voltage inverter, is analyzed. Running of inverter obeys the basic law of commutation. Semiconductor key commutation is simulated by instantaneous discrete changing of it resistance. Each commutation calls for coefficients recalculation of matrix differential equation of state. The symmetrical induction motor is described by matrix differential equation relative to stator and rotor phase currents and rotor speed. Motor saturation is taken into account by static polynomial dependence between magnetizing inductance and magnitude of exciting current vector. Matrix differential equation of several induction motors is a linear combination of differential equations for individual motors. The use of motors connection matrices by currents and voltages, due to representation of induction motors in electrical equivalent circuit by voltage-controlled current sources, allows to integrate the equations of motors state and the RLC-electric system into a single system state matrix differential equation, for numerical solving of which expediency of using a stiff-stable Gear-Nordsieck method with variable step of integration was substantiated. Practical value of the work consists in development of the application program with graphical interface «MinePowerNet», using of which allows to explore the steady states and transients in mine electrotechnical complexes of particular configuration equipped with frequency converters. Розроблено математичну модель електротехнічного комплексу шахти за наявності перетворювачів частоти з використанням метода змінних стану у вигляді жорсткого матричного диференційного рівняння, причому комутації напівпровідникових ключів моделюються дискретною зміною опору останніх, що супроводжується перерахунком матричних коефіцієнтів диференційного рівняння стану системи. Модель реалізована у вигляді прикладної комп’ютерної програми MinePowerNet. |
|
| Date |
2013-10-14T08:44:17Z
2013-10-14T08:44:17Z 2013 |
|
| Type |
Article
|
|
| Identifier |
Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія "Електротехніка і енергетика". № 1 (14), 2013 р., 358 с.
УДК 621.311.001.57 http://ea.donntu.edu.ua/handle/123456789/23208 |
|
| Publisher |
ДонНТУ
|
|