Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МАГНИТНЫХ МУФТ ДЛЯ ГЕРМЕТИЧНЫХ МАШИН

.pdf
Скачиваний:
366
Добавлен:
08.03.2017
Размер:
11.81 Mб
Скачать

К.Морган. М.: Мир, 1986. - 318 с.

21.Зенкевич, О. Методы конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошных сред / О. Зенкевич, И. Чанг. М.: Мир, 1974. - 239 с.

22.Зечихин, Б. С. Электрические машины летательных аппаратов /

Б.С. Зечихин. — М . : Машиностроение, 1981. - 243 с.

23.Зечихин, Б. С. Расчет межполюсного рассеяния генератора с РЗМ по­ стоянными магнитами / Б. С. Зечихин, Н. П. Старовойтова // Исследование электромеханических преобразователей энергии систем автоматического управления: труды МАИ. — М., — 1981. — С. 48 - 52.

24.Зечихин, Б. С. Электромагнитные поля и расчетные коэффициенты магнитных цепей генераторов с тангенциальными РЗМ магнитами / Б. С. Зечи­ хин, Н. П. Старовойтов. — М., 1979. — 12 с. Рукопись деп. В "Информэлектро" 4.06.79, №152-8/79.

25.Каплун, А. Б. ANSYS в руках инженера: практическое руководство / A. Б. Каплун, Е. М. Морозов, М. А. Олферьева. — М.: Едиториал УРСС, 2003.

-272 с.

26.Келин, Н. А. Эффективность применения постоянных магнитов в издели­ ях электротехники / Н. А. Келин // Электротехника. — 1981.—№11. — С. 25 - 27.

27.Кирсанов, А. Г. Расчет магнитного поля в зазоре электрической машины с цилиндрическим магнитом на основе редкоземельных элементов / А. Г. Кирса­ нов, А. И. Гриднев // Изв. вузов. Электромеханика. — 1979. — № 5. — С. 433 — 435.

28.Клевец, Н. И. Расчет радиальной магнитной муфты / Н. И. Клевец, B. С. Смирнов, М. А. Чохели // XV Междун. конф. по постоянным магнитам: Тез. докл. Суздаль, 2005.

29. Коген-Далин, В. В. Характеристики магнитотвердых материалов, оп­ ределяющие состояние магнита в сложных системах / В. В. Коген-Далин, М. Л. Солодова // Проблемы магнитных измерений и магнито-измерительной аппара­ туры. — М. — Л.: Изд-во стандартов, 1971. — С. 71 — 75.

30. Коген-Далин, В. В. Расчет и испытание систем с постоянными маг­ нитами / В. В. Коген-Далин, Е. В. Комаров. — М.: Энергия, 1977. - 248 с.

171

31.Коген-Далин, В. В Расчет магнитных систем с редкоземельными магнитами и ненасыщенной арматурой методов интегральных уравнений /

В.В. Коген-Далин, Ю. А. Коняев, П. А. Курбатов // Электричество. — 1975. —

7. — С. 65 - 67.

32.Кононенко, Е. В. Электрические машины (Специальный курс) /

Е.В. Кононенко, Г. А. Сипайлов, К. А. Хорьков. - М.: Высш. шк., 1975. - 279 с.

33.Кононенко, Е. В. Расчёт магнитного поля в электродвигателях с ци­ линдрическими постоянными магнитами / Е. В. Кононенко, Н. И. Королёв, Ю. В. Писаревский // Электротехника. — 1984. — № 12. — С.9 - 1 1 .

34.Кононенко, К. Е. Устойчивость работы синхронных двигателей малой мощности / К. Е. Кононенко, А. И. Шиянов. — Воронеж: ВГТУ, 2000. — 181 с.

35.Кононенко, К. Е. Моделирование динамики работы герметичного турбомеханизма с магнитной муфтой / К. Е. Кононенко, А. Ю. Писаревский // Вестник Воронежского государственного технического университета. — 2008. ТА — № 3 . — С . 91-94.

36.Конструкция и эксплуатация центробежных герметичных насосов /

В.В. Буренин, Д. Т. Гаевик, В. П. Дронов, В. Е. Иванов. — М.. Машинострое­ ние, 1977. - 152 с: ил.

37.Кравчик, А. Э. Выбор и применение асинхронных двигателей /

А. Э. Кравчик, Э. К. Стрельбицкий, М. М. Шлаф. — М.: Энергоатомиздат, 1987.

-95 с.

38.Красильников, А. Я. Магнитные системы и муфты на постоянных маг­ нитах для герметичного оборудования / А. Я. Красильников, А. А. Красильников

//Химическое и нефтегазовое машиностроение. — 2003. — № 4. — С. 28 - 29.

39.Красильников, А. Я. Методика выбора магнитной муфты для герме­ тичного насоса / А. Я. Красильников // Химическое и нефтегазовое машино­ строение. — 2001. — № 2. — С. 24 - 26.

40.Красильников, А. Я. Особенности использования магнитной муфты в конструкциях герметичных машин / А. Я. Красильников. — Екатеринбург: УГТУ

-УПИ,2007.-144с.

172

41.Красильников, А. Я. Разработка перемешивающих устройств с маг­ нитной муфтой для получения антибиотиков / А. Я. Красильников, Л. Н. Сухоросов // Труды СвердНИИхиммаша. Сер. "Оборудование для оснащения тех­ нологических производств." — Вып. 3 (67). Екатеринбург, 1997. — С. 101 — 104.

42.Куневич, А. В. Ферриты: энциклопедический справочник: Т.1. Маг­ ниты и магнитные системы / А. В. Куневич, А. В. Подольский, И. Н. Сидоров.

СПб.: Информационно-издательское агентство «ЛИК», 2004. - 358 с : ил.

43.Курбатов, П. А. Численный расчет электромагнитных полей /

П.А. Курбатов, С. А. Аринчин. — М.: Энергоатомиздат, 1984. - 168 с.

44.Ландау, Л. Д. Электродинамика сплошных сред / Л. Д. Ландау, Е. М. Лившиц. — М.: ГИЗ ФМЛ, 1959. - 532 с.

45.Ледовский, А. Н. Магнитное поле в электрических машинах с посто­ янными магнитами из сплава СтСо5 / А. Н. Ледовский, А. М. Сугробов // Элек­ тричество. — 1982. — № 7. — С. 65 - 68.

46.Математика и САПР: В 2 кн.: пер. с франц. / П. Шенен, М. Каснар, И. Гардан и др. — М.: Мир, 1988. - 170 с.

47.Машины и аппараты с герметичным электроприводом / Н. Е. Виш­ невский и др.. — М . , 1997. -120 с.

48.Методы конечных элементов и САПР: пер. с франц. / П. Шенен, М. Каснар, И. Гардан и др. — М.: Мир, 1989. - 190 с.

49.Мизюрин, С. Р. Проектирование магнитно-гистерезисных муфт /

С.Р. Мизюрин, М. А. Ермилов. — М.: МАИ, 1971. - 170 с.

50.Нейман, Л. Р. Теоретические основы электротехники / Л. Р. Нейман,

К.С. Демирчян. - 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоиздат, Ленингр. отд-ние, 1981,4.111.-416 с.

51.Об эффективности использования материала постоянного магнита в кольцевых магнитных системах / В. Ф. Костин, Ф. А. Сердюк, С. А. Мягкова и др. // Электрические машины. — Воронеж: ВПИ, 1971. — С. 68 - 79.

52.Овчинников, И. Е. Методика выбора параметров бесконтактного двигателя постоянного тока с учетом действия реакции якоря / И. Е. Овчинни-

173

ков, Н. И. Лебедев. // Электрические машины и электропривод малой мощно­

сти. — М. - Л.: Наука, 1966. — С. 168 - 177.

53.Осин, И. Л. Синхронные микродвигатели с постоянными магнитами /

И.Л. Осин, В. П. Колесников, Ф. М. Юферов. — М.: Энергия, 1976. - 230 с.

54.Осин, И. Л. Электрические машины: синхронные машины: учеб. по­ собие для вузов / И. Л. Осин, Ю. Г. Шакарян; под ред. И. П. Копылова. — М.: Высш. шк., 1990. - 304 с : ил.

55.Особенности разработки и использования герметизированных элек­ тродвигателей с магнитными муфтами в нефтегазовом насосном оборудовании нового поколения / В. С. Попов, Н. И. Подлевский, А. И. Чернышев, Т. Б. Абдрахманова // Электронные и электромеханические системы и устройства: тез. докл. НПЦ «Полюс». — Томск: Изд-во НЦП «Полюс», 2000. — С. 75 - 77.

56.Пеккер, И. И. Расчет магнитных систем методом интегрирования* по источникам поля / И. И. Пеккер // Изв. вузов. Электромеханика. — 1964.

№ 9 . — С. 1047-1051.

57.Пеккер, И. И. Расчет постоянных магнитов путем интегрирования по источникам поля / И. И. Пеккер // Изв. вузов. Электротехника. — 1969.

№ 6 . — С. 599-606.

58.Пеккер, И. И. Поле поперечно-намагниченных цилиндра и трубы /

И.И. Пеккер, Б. Б. Самсонов // Изв. вузов. Электромеханика. — 1978. — № 6.

С. 584-586.

59.Писаревский, А. Ю. Анализ и расчет перспективных конструкций

магнитных муфт для передачи вращения через герметичную перегородку / А. Ю. Писаревский // Новые технологии в научных исследованиях, проекти­ ровании, управлении, производстве: труды Всерос. конф. — Воронеж: ВГТУ, 2005. — С . 108-109.

60. Писаревский, А. Ю. Исследование вращающего момента, создавае­ мого магнитной муфтой неявнополюсной конструкции / А. Ю. Писаревский // Промышленная информатика: межвуз. сб. науч. тр. — Воронеж: ВГТУ, 2004.

— С. 125-128.

174

61.Писаревский, А. Ю. Магнитные муфты для герметичных электрона­ сосных агрегатов / А. Ю. Писаревский // Сб. докладов Междунар. науч. конф.

Ч.2: Компьютерные технологии в технике и экономике. — Воронеж: Между­ нар. институт компьютерных технологий, 2007. — С. 114 - 123.

62.Писаревский, А. Ю. Исследование конструкций магнитных муфт для передачи вращения через герметичную перегородку в электронасосных агрега­ тах / А. Ю. Писаревский, К. Е. Кононенко // Новые технологии в научных ис­ следованиях, проектировании, управлении, производстве: труды Всерос. конф. - ВГТУ. — Воронеж, 2007. — С. 96.

63.Писаревский, А. Ю. Моделирование магнитного поля синхронной радиальной магнитной муфты / А. Ю. Писаревский, С. Ю. Писаревский // При­ кладные задачи электромеханики, энергетики, электроники: труды регион. студ. науч.-техн. конф. — Воронеж: ВГТУ, 2004. — С. 148 — 149.

64.Писаревский, А. Ю. Применение магнитных муфт для передачи дви­ жения через герметичную перегородку химических электронасосов / А. Ю. Пи­ саревский, С. Ю. Писаревский // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: труды Всерос. конф. — Воронеж: ВГТУ, 2004. — С. 129 - 130.

65.Писаревский, А. Ю. Особенности математического моделирования магнитных муфт с кольцевыми постоянными магнитами / А. Ю. Писаревский, Ю. В. Писаревский, В. Б. Фурсов // Электротехнические комплексы и системы управления: науч.-техн. журнал. — Воронеж: Издательский дом «Кварта», 2008. — № 1 . — С . 4 7 - 5 1 .

66.Писаревский, А. Ю. Математическая модель магнитной муфты с кольцевыми магнитами / А. Ю. Писаревский // Вестник Воронежского государ­ ственного технического университета. — 2008. — Т. 4. — № 3. — С. 61 - 64.

67.Подлевский, Н. И. Исследование переходных процессов в гермети­ зированном погружном электродвигателе с магнитной муфтой / Н. И. Подлев­ ский, В. С. Попов, Т. Б. Абдрахманова // Электромеханические преобразователи

175

энергии: тез. докл. Междунар. науч.-практ. конф. — Томск: Изд-во ТПУ,

2001. — С . 145.

68.Поклонов, С. В. Асинхронные двигатели герметичных электронасо­ сов / С. В. Поклонов. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. - 64 с : ил.

69.Поливанов, К. М. Теоретические основы электротехники /

К.М. Поливанов. — М.: Энергия, 1969. — Ч. III. - 352 с.

70.Постников, И. М. Обобщенная теория и переходные процессы элек­ трических машин / И. М. Постников. — М.: Высш. шк., 1975. - 319 с.

71.Постоянные магниты: справочник / А. Б. Альтман, А. Н. Герберг,

П.А. Гладышев и др.; под ред. Ю.М. Пятина. - 2-е изд.; перераб. и доп. — М.: Энергия, 1980.-488 с, ил.

72.Применение современных методов моделирования в магнитном при­ воде герметичных насосов / Г. В. Соболев, М. Ю. Ковалев, А. Ю. Писаревский, Ю. В. Писаревский // Высокие технологии энергосбережения: труды Междун. конф. — Воронеж: Издательский дом «Кварта», 2007. — С. 186 - 188.

73.Проектирование электрических машин: учеб. для вузов / И. П. Копы­ лов, Б. К. Клоков, В. П. Морозкин, Б. Ф. Токарев; под ред. И.П. Копылова. - 3-е изд., испр. и доп. — М.: Высш. шк., 2002. - 757 с : ил.

74.Радин, В. И. Электрические машины: Асинхронные машины: учеб. для электромех. спец. вузов / В. И. Радин, Д. Э. Брускин, А. Е. Зорохович; под ред. И. П. Копылова. — М.: Высш. шк., 1988. - 328 с : ил.

75.Расулов, М. М. К расчету переходных процессов в синхронном при­ воде с ЭМС / М. М. Расулов, Л. Ф. Алиев, К. К. Гусейнов // Изв. вузов. Энерге­ тика. — 1975.—№2. — С. 109-112.

76.Расчет магнитных полей электрических машин методом конечных элементов / А. Л. Кислицын, Л. М. Крицштейн, Н. И. Солнышкин, А. Д. Эрнст.

Саратов: Саратов, ун-т, 1980. - 173 с.

77.Сегерлинд, Л. Применение метода конечных элементов / Л. Сегерлинд. — М.: Мир, 1979. - 32 с.

176

78.Сидоров, Е. В. Технические характеристики, эксплуатационные и физические свойства современных магнитных материалов и постоянных магни­ тов: справ, для потребителей и производителей / Е. В. Сидоров. — Владимир: Транзит - ИКС, 2006. - 40 с: табл. 19.

79.Синев, Н. М. Бессальниковые водяные насосы / Н. М. Синев,

П.М. Удовиченко. — М.: Атомиздат, 1972. - 286 с.

80.Сливинская, А. Г. Постоянные магниты / А. Г. Сливинская,

А.В. Гордон. — Л.: Энергия, 1965. - 259 с.

81.Стёпин, П. А. Сопротивление материалов: учебник для вузов /

П.А. Стёпин. — 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1979. - 312 с : ил.

82.Стренг, К. Теория метода конечных элементов / К. Стренг, Дж. Фикс.

М.: Мир, 1977. -349 с.

83.Тамм, И. Е. Основы теории электричества / И. Е. Тамм. — М.: Наука, 1976.-616 с.

84.Тихонов, А. Н. Методы решения некорректных задач / А. Н. Тихо­ нов, В. Я. Арсенин. — М.: Наука, 1979. - 221 с.

85.Тозони, О. В. Расчет трехмерных электромагнитных полей /

О.В. Тозони, И. Д. Маергойз. — Киев: Техника, 1974. - 352 с.

86.Тозони, О. В. О расчете постоянных магнитов на ЭЦВМ / О. В. Тозони, С. С. Романович // Изв. вузов. Электротехника. — 1975. — № 8. — С. 818 - 826.

87.Тозони, О. В. Метод вторичных источников в электротехнике /

О.В. Тозони. — М.: Энергия, 1975. - 296 с.

88.Том, А. Числовые расчеты полей в технике и физике / А. Том, К. Эйплит. — М.: Энергия, 1964. - 206 с.

89.Туровский, Я. Техническая электродинамика / Я. Туровский: пер. с польск. — М . : Энергия, 1974.-488 с.

90.Флетчер, К. Численные методы на основе метода Галеркина / К. Флетчер. — М.: Мир, 1988. - 352 с.

91.Чигаров, А. В. ANSYS для инженеров: справ, пособие / А. В. Чигаров, А. С. Кравчук, А. Ф. Смалюк. — М.: Машиностроение - 1, 2004. - 512 с.

177

92.Черноусов, Н. П. Герметические химико-технологические машины и аппараты / Н. П. Черноусов, А. Н. Кутин, В. Ф. Федоров. — М. — Л.: Машино­ строение, 1965. - 254 с.

93.Чубрин, В. А. Об основном параметре постоянных магнитов / В. А. Чубрин, А. И. Гриднев // Электротехника. — 1984. — № 8. — С. 38 - 40.

94.Шабанов, А. П. Магнитные системы для передачи движения через перегородку / А. П. Шабанов, Е. А. Николаев // Вестник машиностроения. — 1970. — № 6 . — С . 21-24.

95.Шимони, К. Теоретическая электротехника / К. Шимони: под ред.

К.М. Поливанова: пер. с нем. — М.: Мир, 1964. - 776 с.

96.Штафль, М. Электродинамические задачи в электрических машинах и трансформаторах / М. Штафль. — М. — Л.: Энергия, 1966. — 200 с.

97.Щетинин, Т. А. Динамика электропривода с индукционными муфта­ ми / Т. А. Щетинин. — М.: Энергия, 1977. - 96 с.

98.ANSYS Basic Analysis Procedures Guide. ANSYS Release 5.6. ANSYS

Inc., 1998.

99.Fellows, C. J., Permanent Magnet Couplings // CME, June. — 1979. — pp. 79 - 84.

100.Homreich, R. M. Optimal Design of Synchronous Torque Couplers / R. M. Homreich, S. Shtrikman // IEEE Transactions on Magnetics, Vol. MAG-14, No. 5, September 1978.

101.Kojima, H. Nonlinear Torsional Vibration of a Rotating Shaft System

with a Magnet Coupling / H. Kojima, K. Nagaya // Bulletin of JSME, Vol. 27,

No. 228, June 1984.

102.Meirovitch, L. Analytical Methods in Vibrations Macmillan / L. Meirovitch, 1967.

103.Weissmann, D., Proceedings of the 3r d International Workshop RE-Co /

D.Weissmann, Mag. Appl., Vol. 6, 1978. - pp . 325

104.Yonnet, J. P. A New Type of Permanent Magnet Coupling / J. P. Yonnet // IEEE Transactions on Magnetics, Vol. MAG-17, No. 6, November 1981.

178

Приложение 1

Пример расчета магнитной муфты

В качестве исходных данных используем следующие параметры герме­

тичного насоса (табл. П1.1) [37, 40].

Таблица П 1.1

Параметры насоса и перекачиваемой среды

Наименование параметра, обозначение, размерность

Численное

значение величины

 

 

"5

 

1,4- 10"3

Расход среды, QH, м /с

 

Напор, Нн, м

 

30

Коэффициент полезного действия, Г|н, %

18

Частота вращения рабочего колеса,

 

п, об/мин (£1, рад/с)

 

1430 (149,75)

Момент инерции вала и рабочего

 

колеса насоса, J, кг-м2

 

0,0033

Плотность перекачиваемой среды, р

1000

Температура перекачивания среды, tp, °С

80

Кинематическая вязкость, v, м /с

0,365-Ю-6

1. Предварительный расчет

 

1.1. Потребляемая мощность насоса

 

Р

= p-q-HH -QH

(П1.1)

 

Лн

 

1000.9,81-30.1,4.10-= 2 2 8 9 В т

 

 

0,18

 

1.2. Момент нагрузки, создаваемый рабочим колесом насоса

 

Р

(П1.2)

 

Q

 

 

 

2289

 

М =

= 15,29 Н м .

 

т149,75

180

1.3. Выбор электродвигателя

По справочнику [37] выбираем асинхронный двигатель 4A100S4Y3 с

параметрами, представленными в табл. П1.2

 

 

Таблица Ш. 2

Данные асинхронного электродвигателя для привода герметичного насоса

Наименование величины, размерность

Обозначение величины

и численное значение

 

Тип двигателя

4A100S4Y3

Синхронная частота вращения, мин"1 (с"!)

ni = 1500 (25)

Номинальная частота вращения, мин"1 (с"1)

п н = 1494 (24,9)

Номинальная мощность, Вт

Р„ = 3000

Номинальный фазный ток, А

11н,ф = 6,68

Номинальное линейное напряжение, В

и 1 л

= 380

Номинальное фазное напряжение, В

и 1 ф

= 220

Индукция в воздушном зазоре, Тл

В5

= 0,9

Линейная нагрузка обмотки статора, А/см

А = 246

Плотность тока в обмотке статора, А/мм2

3 = 6,6

КПД двигателя, %

Л = 82

Коэффициент мощности, о.е.

coscp = 0,83

Кратность максимального момента

mK = 2,4

Кратность минимального момента

mM = 1,6

Номинальный момент, Н-м

Мн =19,2

Минимальный момент, Н-м

Mm i n = 30,7

Максимальный момент, Н-м

Mm a x

= 46,l

Номинальное скольжение, %

sH = 4,4

Критическое скольжение, %

Зкр

Л

Момент инерции ротора, кг-м2

т д р = 0,0087

Параметры схемы замещения в номинальном режиме

Главное индуктивное сопротивление, о.е.

Хц — 2,2

Активное сопротивление обмотки статора, о.е.

R; = о,об7

181