Методическое пособие 737
.pdf
# . 4.47. : &)# &, - ! #"6) "" 2 #2!( $
(Z2 = 30, µ = 100)
Bδ·10-1,
τ·10-2, +
# . 4.48. )# !$ )! &) "#$ +!2"#(" . #" ,-/## "! & 1 " + "## ! #"6) "" 2 #2!( $ &)# " +#-
"! 7" . "!2),'- (Z2 = 30, µ = 500)
101
Bδ·10-1,
τ·10-2, +
# . 4.49. )# !$ )! &) "#$ +!2"#(" . #" ,-/## "! & 1 " + "## ! #"6) "" 2 #2!( $ &)# &, -
(Z2 = 30, µ = 500)
* )+, #), + " "3 ) ', 7(!(3, & ,% ""3 () (7 + )!' .
1.! 38 ) %# ! &!' ) ( )! () 6*!'" 2 ! #"- 6) "" 2 #2!( $ #$1( " - 7- *!-( ) , 8 ' ,% (! - ( )36 " 7'$ !(7 &)! # 7"3. 38 ): 2!8!)#( 5 -() -
#2!( $; #%#"! ' ,4" 2 '!' )!; - "*#2,)!/#$ ',8- / . ' "3 (4#)#"! # 3 (! 4 #/ (!( )! # ) ( )!; "!-#%# +!2"#("36 - #"7 &!'!6, # (!- 3 #+ 1( $).
2.)!8 ( )! +!()# ! # 7 ! #"6) ""3 #2!( #
,10#+# &!)!+ ()!+# (!( )!: Z1 = 24, 2) = 4, m = 3.8+ (-! 38#)! ! 7 " ." . - "/ "()#% - .. :) -""3 # !"#$ & ' $1( ,( )9 !(7, %( + " , !%- "3+ 38 ) +, ( %-# ') "#$ 8 & % "#$ ,%4 . -)!(" (# &, - 2 + + "(!, $ $ ( $ %# &!' ) ( )! Z2 = 32. !- - . 3 " !" "! )! % ( # !"! #' ) ', 7(!( )! % (! 5 -() +!2"#(" 2 & $ &)# &)$+36 &!'!6 "! ) ( ) .
102
3. $ 8 & % "#$ ,%4 2 5 -() +!2"#(" 2 )!- 0!10 2 + + "(! " +#"! 7" + ) 9#+ & 6 $( 8 7- 4#" ( )! + () ""36 (!8 . 4.1 !)#!"( , '! # - 1% "#-
+ Z2 = 29.
4.! + () ""3 - " (),-/## ) ( ) ! #"6) ""36
#2!( . $ $1( $ " 4"#+#, & 5( +, $ ",() "" 2 )! & 9 "#$ ) ( )! , ( ) - + " !(7 + "74# '"!% - "#$ %# &!' , "!&)#+ ), Z2 = 28 # 30, & - 7-, 8 74# '"!% "#$ , 9"$( #'2 ( "# 4(!+&! # ,6, 4!( 2 - 2 %" (7.
5.:) ""3 # !"#$ & ' $1( !(7 3-, %( #%#", ' ,4" 2 '!' )! ! #"6) ""36 #2!( -
. + 0" (71 90 ( %# + &!' (!( )! Z1 = 24 # %# -+ & 1 , )! "3+ % (3) +, , ( 38#)!(7 #!&!' "
(0,3 ÷ 0,35) ++.
6.+ "74 "# #%#"3 ' ,4" 2 '!' )! 0,25
++ &)# #( - ')! (!"#1 8! %"36 & ( )7 # , 8
) '- 2 &) $ "#$ 2!)+ "#- +!2"#(" 2 & $ ',8/ 2 & - )$ -!. :, - . + + "( &)# 5( + "#9! ( $ "! #%#", 17 %, "#9! ( $ # 5 -() +!2"#("3. + + "( &)# " +#"! 7- " . %! ( ( )!0 "#$ 11 %.
7. # ' ,6, "!6 $0#. $ 4 #/ &!'! (!( )! '!- + 0! ( $ +!( )#! + 8 74 . +!2"#(" . &) "#/! + (71, ( &, - . + + "( + 9" , #%#(7 "! 19,4%, ! " +#"! 7- "3. – "! 8 %.
8. !2"#("3 - #"7$ &!'!6 (!( )! $ $1( $ 5** -- (# " . + ) . "#9 "#$ 8! %"36 & ( )7 # "! (! ## (- )!8 (-# - " (),-/## ! #"6) "" 2 #2!( $ " 86 #+/ "# !(7 '+ 9" (7 # / 8)!'" (7 #6 # & 7' !- "#$.
103
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Условия, которые выдвигает промышленность перед разработчиком асинхронных электродвигателей малой мощности, состоят, во-первых, в сокращении сроков разработки, а, во-вторых, в повышении требований к качеству разработки конструкторской документации. Методы проектирования, представляющие асинхронную машину цепными схемами замещения, не позволяют оперативно выполнять расчеты, когда исследуется новая конструкция, не имеющая поправочных коэффициентов, которыми изобилуют заводские методики расчетов.
Действительно, где взять такие поправочные коэффициенты, разработчику новой техники, еще не освоенной в производстве? Выхода может быть как минимум два: подстраховать расчеты изготовлением большого количества опытных образцов, или учитывать конкретную конфигурацию зубцовой зоны, но для этого включать в методику расчетов элементы расчета электромагнитного поля. Таким методом, хорошо зарекомендовавшим себя на практике, является метод конечных элементов.
Чем же может на сегодня воспользоваться инженер для выбора числа пазов ротора короткозамкнутого асинхронного двигателя? На первый взгляд кажется, что рекомендации обильны и достаточны. Проведенный анализ состояния вопроса показал, что если, например, для статора четырехполюсного асинхронного электродвигателя (однофазного или трехфазного) требуется выбрать число разов ротора, то вероятность того, что в имеющееся литературе рекомендации будут согласованы, составляет около 20 %.
Выполненные в авторами исследования позволили сформулировать следующие основные результаты.
104
1.Построен ряд математических моделей асинхронных конденсаторных электродвигателей, позволяющих рассчитывать работу электродвигателя в номинальном режиме и
вмомент пуска.
2.Вычислительный эксперимент, проведенный в среде ANSYS, позволил уточнить рациональное соотношение чисел пазов статора и ротора четырехполюсного конденсаторного асинхронного электродвигателя.
3.Анализ электромагнитного поля показал, что в асинхронных конденсаторных электродвигателях, работающих по схеме включения с одним конденсатором соотношение чисел пазов статора и ротора 24/30, по сравнению с 24/17 позволяет в 1,5 раза увеличить пусковой момент, практически сохранив электромагнитный момент вращения в номинальном режиме.
4.На выбор числа пазов ротора трехфазного асинхронного двигателя влияют несколько факторов, без учета которых нельзя получить достоверный результат: габарит электродвигателя; величина воздушного зазора; геометрия зубцовой зоны (ширина и высота шлицов статора и ротора; наличие и свойства магнитных клиньев в пазах).
105
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Абрамкин, Ю.В. Теория и расчет пондеромоторных и электродвижущих сил и преобразования энергии в электромагнитном поле [Текст] / Ю.В. Абрамкин. – М.: Изд-во МЭИ, 1997. – 208 с.
2.Абрамкин, Ю.В. Объемные силы и тензоры поля в магнетиках [Текст] / Ю.В. Абрамкин, Б.Л. Алиевский, М.А. Аванесов. - Электричество. – 1988. – № 10. – с. 76-87.
3.Адаменко, А.И. Однофазные конденсаторные двигатели [Текст] / А.И. Адаменко. – Киев: Изд-во АН УССР, 1960. – 247 с.
4.Адаменко, А.И. Методы исследования несимметричных асинхронных машин [Текст] / А.И. Адаменко. – Киев: Наук. Думка, 1969. – 356 с.
5.Адаменко, А.И. Несимметричные асинхронные машины [Текст] / А.И. Адаменко. – Киев: Изд-во АН УССР, 1962. – 212 с.
6.Арешян, Г.Л. О корректной записи уравнений «обобщенной» двухфазной электрической машины в осях[Текст] / Г.Л. Арешян // Электричество. – 1991. – № 6.
–C. 43-47.
7.Архангельский, Н.Л. Применение тензорной методологии к описанию электромагнитных процессов в асинхронном двигателе [Текст] / Н.Л. Архангельский, Б.С. Курнышев, П.А. Захаров // Электричество. – 1995. – № 2. – C. 37-39.
8.Асинхронные двигатели общего назначения
[Текст] / Е.П. Бойко, Ю.М. Ковалев и др.; под ред. В.М. Петрова и А.Э. Кравчика. – М.: Энергия, 1980. – 488 с.
9. Асинхронные двигатели серии 4А [Текст] / справочник / А.Э. Кравчик и др. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 504с.
106
10.Бахвалов, Ю.А. Комбинированная математическая модель квазистационарного магнитного поля на основе скалярных и векторного потенциалов [Текст] / Ю.А. Бахвалов, В.В. Гречихин, Ю.В. Юфанова. // Известия вузов. Сер. Электромеханика. – 2002. – № 5. – С. 8-11.
11.Численное моделирование стационарных магнитных полей магнитоэлектрических систем методом конечных элементов [Текст] / Ю.А. Бахвалов, А.Г. Никитенко, В.П. Гринченков, М.Ю. Косиченко. - Электротехника. – 1999. – № 1 – С. 29-32.
12.Беспалов, В.Я. Математическая модель асинхронного двигателя в обобщенной ортогональной системе координат [Текст] / В.Я. Беспалов, Ю.А. Мощинский, А.П. Петров // Электричество. – 2002. – № 8.
–С. 33-39.
13.Брынский, Е.А. Электромагнитные поля в электрических машинах [Текст] Е.А. Брынский, Я.Б. Данилевич, В.И. Яковлев. – Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1979. – 176 с.
14.Быков, Д.В. Расчет электромагнитного поля асинхронного электродвигателя с внешним ротором мощностью 180 ватт методом конечных элементов [Текст] / Д.В. Быков, А.В. Кононенко // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники: Труды всерос. студенческой науч.-техн. конф. – Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2005. – С. 217-221.
15.Важнов, А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока [Текст] / А.И. Важнов. – Л.: Энергия, 1980. – 256 с.
16.Васильев, С.А. Анализ электромагнитного поля асинхронного электродвигателя с внешним ротором мощностью 90 ватт [Текст] / С.А. Васильев, А.В. Кононенко // Прикладные задачи электромеханики,
107
энергетики, электроники: Труды всерос. студенческой науч.-техн. конф. – Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2005. – С. 168-173.
17.Войнова, Т.В. Математическая модель для исследования трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором как объекта регулирования и для прямого процессорного пуска [Текст] / Т.В. Войнова. // Электротехника. – 1998. – № 6 – с. 51-61.
18.Войнова, Т.В. Программные средства для исследования трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором как объекта регулирования [Текст] / Т.В. Войнова. // Электротехника. – 1998. – № 12. – С. 23-27.
19.Вольдек, А.И. Электрические машины [Текст] / учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений / А.И. Вольдек. – Л.: Энергия, 1974. – 840 с.
20.Гаинцев, Ю.В. Добавочные потери в асинхронных двигателях [Текст] / Ю.В. Гаинцев. – М.: Энергоиздат, 1981. – 184 с.
21.Гайтов, Б.Х. Управляемые двигатели - машины [Текст] / Б.Х. Гайтов – М.: Машиностроение, 1981. – 183с.
22.Гайтов, Б.Х. Механические и скоростные характеристики асинхронных двигателей с массивными роторами при частотном управлении [Текст] / Б.Х. Гайтов, Л.П. Семенко // Электричество. – 1982. – С. 54–56.
23.Системы относительных единиц в теории электрических машин [Текст]: пер. с англ / М.Н. Гаррис и др. – М.: Энергия, 1975. – 120 с.
24.Геллер, Б. Высшие гармоники в асинхронных машинах [Текст]; пер. с англ. / Б. Геллер, В. Гамата; под ред. З.Г. Каганова. – М.: Энергия, 1981. – 352 с.
25.Герасимов, Е.Б. Сопряженное моделирование стационарных физических полей методом конечных элементов [Текст]/ Е.Б. Герасимов, Ю.Б. Казаков, А.И.
108
Тихонов // Электротехника. – 1994. – № 9. – С. 60-63.
26.Гольдберг, О.Д. Испытания электрических машин [Текст] / О.Д. Гольдберг. – М.: Высшая школа, 1990. – 255 с.
27.ГОСТ 7217 – 87 Машины электрические вращающиеся. Двигатели асинхронные. Методы испытаний [Текст].
28.ГОСТ 11828 – 86 Машины электрические вращающиеся. Общие методы испытаний [Текст].
29.ГОСТ 21427.2 – 83 Сталь электротехническая тонколистовая [Текст].
30.Гречихин, В.В. Моделирование магнитных полей разомкнутых магнитных систем с малыми воздушными зазорами модифицированным методом интегральных уравнений [Текст] / В.В. Гречихин, Ю.В. Юфанова // Известия вузов. Сер. Электромеханика. – 2001.
–№ 4-5. – С. 5-8.
31.Грузов, Л.Н. Методы математического исследования электрических машин [Текст] / Л.Н. Грузов.
–М.-Л.: Госэнергоиздат, 1953. – 264 с.
32.Данилевич, Я.Б. Параметры электрических машин переменного тока [Текст] / Я.Б. Данилевич, В.В. Домбровский, Е.Я. Казовский. – М.-Л.: Наука, 1965. – 340 с.
33.Данилевич, Я.Б. Добавочные потери в электрических машинах [Текст] / Я.Б. Данилевич, Э.Г. Кашарский – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. – 214 с.
34.Демирчян, К.С. Моделирование магнитных полей [Текст] / К.С. Демирчян. – Л.: Энергия, 1974. – 288 с.
35.Домбровский, В.В. Асинхронные машины: Теория, расчет, элементы проектирования [Текст] / В.В. Домбровский, В.М. Зайчик. – Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1990. – 368 с.
109
36.Домбровский, В.В. Справочное пособие по расчету электромагнитного поля в электрических машинах [Текст] / В.В. Домбровский. – Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1983. – 256 с.
37.Ещин, Е.К. Модель асинхронного электродвигателя в системе электроснабжения [Текст] / Е.К. Ещин // Электротехника. – 2002. – № 1. – С. 40-43.
38.Жерве, Г.К. Промышленные испытания электрических машин [Текст]: Г.К. Жерве. – Л.: Энергия, 1968. – 574 с.
39.Землянухин, А.Н. Расчет асинхронного электродвигателя с внешним ротором мощностью 250 ватт методом конечных элементов [Текст] / А.Н. Землянухин, А.В. Кононенко // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники: Труды всерос. студенческой науч.-техн. конф. – Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2005. – С. 262-266.
40.Зенкевич, О. Конечные элементы и аппроксимация [Текст]; пер. англ. / К. Морган.– М.: Мир, 1986. – 318 с.
41.Асинхронные конденсаторные двигатели повышенной мощности [Текст] / А.В. Иванов, Д.А. Меренков, Г.А. Семенчуков, Н. И. Сентюрихин, А. В. Щербаков // Электротехника. – 2002. – №8. – С.14–22.
42.Иванов-Смоленский, А.В. Определение электромагнитных сил в нелинейной магнитной системе по изменению энергии при малом перемещении [Текст] / А.В. Иванов-Смоленский // Электричество. – 1985. – № 5.
–С. 27-36.
43.Иванов-Смоленский, А.В. Определение электромагнитных сил в нелинейной магнитной системе по их объемной плотности [Текст] / А.В. ИвановСмоленский // Электричество. – 1985. – № 9. – С. 18-28.
110