3212

Рис.3. Результат экспорта схемы в Компас-График

Программный построитель обмоток позволяет построить развернутую схему трёхфазной обмотки как для различных типов электрических машин. В этот перечень входят асинхронные и синхронные машины переменного тока, а также бесконтактные машины постоянного тока. Программа строит схемы обмоток с целым числом q, так и с дробным. Так же реализовано построение двухслойных обмоток с разным укорочением/удлинением обмотки.

Следует отметить, что на данный момент реализовано построение только петлевых двухслойных обмоток. Поддерживается отображение и экспорт схемы обмотки на одну фазу (рис.4).

Рис.4. Отображение фазы А трёхфазной дробной обмотки

11

Программный построитель будет полезен как при быстром построении схем обмоток инженерами проектировщиками электрических машин, так и при обучении студентов. Например, для контрольной самопроверки и закрепления материалов темы «обмотки электрических машин переменного тока» учебной дисциплины «Электрические машины».

Литература

1.Проектирование электрических машин: учебник для вузов / под.ред. И.П. Копылова – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство Юрайт, 2011. – 767с.

2.Зимин В.И. Обмотки электрических машин. Изд. 6-е, перераб. и доп. Л.: Энергия, 1970.

Международный институт компьютерных технологий (г. Воронеж)

12

УДК 621.314+62-83:621.313

В.В. Благов, А.Д. Булатов, М.А. Чесноков, А.К. Муконин

О ВАРИАНТАХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ЧАСТОТНОГО ПРИВОДА

Рассмотрена возможность создания трехфазной системы синусоидальных напряжений с помощью двух регулируемых источников напряжения (РИН). Использование таких РИН упрощает преобразовательное устройство частотного электропривода.

Ключевые слова: двигатель переменного тока, частотный электропривод, преобразователь частоты, преобразовательное устройство.

Вчастотном приводе преобразовательное устройство (ПУ) питает

вобщем случае трёхфазную обмотку двигателя напряжениями регулируемой частоты. Преобразовательные устройства классифицируют по разным признакам и, в частности, по типу потенциальной (гальванической) связи фаз нагрузки и выходных выводов преобразователя. По данному признаку выделим три основных варианта преобразователей электрической энергии для частотного привода:

- с раздельным питанием фаз двигателя; - с наличием общего вывода;

- с трёхфазной нагрузкой и отсутствием общего вывода. Вышеназванную классификацию поясняет рис.1, где

использованы следующие обозначения: z1 – zn – фазы двигателя; РИН1РИНn – регулируемые источники напряжения; ИТ1-ИТn – измерители тока; ОВ – общий вывод; u1*- un* - сигналы управления напряжениями

нагрузки u1- un.

13

Рис.1. Варианты построения преобразовательных устройств

Схема на (Рис.1,а) соответствует преобразователю с раздельным питанием n фаз двигателя. В такой схеме общее число выводов преобразователя nв=2n.

Трехфазную обмотку обычно питают тремя синусоидальными фазными напряжениями.

где i = 1,2,3; Um и - амплитуда и частота напряжений. Двухфазный двигатель питают синусоидальными напряжениями

u1 , u2, сдвинутыми на 90:

14

Схемы на (Рис.1,б,г,д) соответствуют преобразователям с общим выводом ОВ. В традиционной схеме, приведенной на (Рис.1,б), обмотки двигателя соединены в n-лучевую звезду с нулевым проводом. Общее число выходных выводов преобразователя nв = n+1.

В нетрадиционных [1] преобразователях, соответствующих (Рис.1,г,д), трехфазная обмотка соединена в звезду без нулевого провода или в треугольник. Общее число выводов ПУ равно трем.

Схема преобразователя на (Рис.1,6) не имеет общего вывода, а трехфазная обмотка электродвигателя М1 соединяется в звезду без нулевого провода или в треугольник. Данный преобразователь создает трехфазную систему линейных напряжений u1-u3, описываемых формулой (1). В преобразователе нельзя в явном виде выделить отдельные регулируемые источники напряжений. К таким преобразователям относится, к примеру, трехфазный мостовой транзисторный инвертор напряжения.

Схемы на (Рис.1,г,д) позволяют упросить преобразовательные устройства. Рассмотрим возможность получения в данных схемах трехфазной симметричной системы синусоидального напряжения.

Блоки РИН1 и РИН2 формируют относительно общего вывода (ОВ) напряжения u1, u2 cо сдвигом фаз 60°:

Исходя из (3), для линейных напряжений трехфазной обмотки получим:

Таким образом, с помощью двух РИН формируется традиционная трехфазная симметричная система синусоид.

Проверка возможности питания трехфазной обмотки двигателя от двух РИН выполнена с использованием моделирования в среде MATLAB. Вначале были определены параметры модели асинхронного двигателя 4АА50В2У3 с номинальным моментом 0.849 Н*м и мощностью 120 Вт. Далее моделировалась работа двигателя при питании от трех источников синусоидальных напряжений (Рис.2,а) и от двух источников напряжения сдвинутых на 60° - (Рис. 2,б).

15

двигателя от двух регулируемых источников напряжения с общим выводом.

Литература 1 Муконин А.К. Частотные приводы с токовым управлением:

монография/ А.К. Муконин, А.И. Шиянов. Воронеж ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2006. 143с.

Воронежский государственный технический университет

17

УДК 621.313.323

П.А. Гриднев, В.Ю. Зубков, А.В. Кононенко, К.Е. Кононенко

ВЛИЯНИЕ МАГНИТНЫХ КЛИНЬЕВ НА ЭНЕРГЕТИКУ АСИНХРОННЫХ МИКРОДВИГАТЕЛЕЙ С ВНЕШНИМ РОТОРОМ

Рассмотрены результаты физического эксперимента макетного образца, геометрия которого рассчитана методом конечных элементов.

Ключевые слова: микродвигатель, ротор, магнитные клинья.

В ряде случаев, особенно когда микродвигатель имеет небольшие размеры (в нашем случае диаметр ротора 41 мм) количество пазов статора и конфигурация воздушного зазора не позволяют получить благоприятную ферму поля в зазоре. Для нас благоприятной будет такая форма поля, которая будет обеспечивать требуемый вращающий момент.

Диаметр расточки статора часто не может позволить «всыпать» обмотку из провода, требуемого диаметра. В этом случае раскрытие паза заметно увеличивается. Это приводит ко многим нежелательным эффектам. Форма поля в зазоре резко искажается. Само по себе это не страшно, если бы не резкая потеря мощности. Выход может не потребовать изменения штампа с другим раскрытием паза.

Рис.1. Кривая магнитной индукции в зазоре, когда паз не закрыт магнитным клином

Кривая поля существенно деформируется, вместе с изменением характеристик микродвигателя. Это показано па следующем рисунке.

18

Рис.2. Кривая магнитной индукции в зазоре, когда паз имеет магнитный клин

Испытания макетного образца мощностью 0,4 Вт позволило намного (45 %) поднять вращающий момент микродвигателя.

Выводы по работе

1)Использование магнитных клиньев приводит к увеличению полей рассеяния. Это снижает амплитуду индукции.

2)Форма кривой становится более «гладкой»: пропадают провалы, вызванные раскрытием пазов.

3)Самым существенным является 45-процентное повышение электромагнитного вращающего момента.

Воронежский государственный технический университет

19

УДК 623. 623

Д.В. Гусаков, Ю.А. Перцев, Л.Н. Титова, С.Г. Зеленская

УНИФИКАЦИЯ ОБЪЕКТОВ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКИ

Рассматриваются проблемные вопросы проведения мероприятий по унификации систем электромеханических объектов, сформулирована процедура унификации систем электромеханических объектов и ее проведения.

Ключевые слова: унификация, системы электромеханических объектов, процедура, состав.

В состав большинства систем электромеханических объектов (СЭМО) входит много изделий, взаимосвязанных между собой, и с различными функциями и конструкциями. При разработке новых

электромеханических преобразователей, исполнения конструкций которых очень многообразны, и унификация которых недостаточна

При эксплуатации и проектировании СЭМО необходимо затрачивать много времени, материалов и финансов. А так как эти затраты строго ограничены, то необходимо проводить унификацию этих систем [1], [2], [3].

Анализ мероприятий по СЭМО позволяет сделать вывод, что необходимо совершенствовать как сами работы, так и их методическое обеспечение

Сейчас процесс унификации состоит из отдельных, независимых друг от друга, последовательно проводимых работ.

Причем результаты работы проводимые на одной из стадий часто не используются при разработках других стадий.

Методическое обеспечение по унификации, существующие в настоящее время, не может принимать обоснованно правильные решения. Происходит дублирование разработок, приводящее к уменьшению уже готовых элементов, увеличению вариантов конструкций и элементов и, как правило, к удорожанию при проектирования и эксплуатации изделий.

Поэтому необходимо совершенствовать методического обеспечение проведения унификации и использовать все варианты одинаковых типов (СЭМО) на все этапах проведенных разработок.

При разработке задачи системной унификации предлагается часть объектов унификации оставить без изменений, а часть

20