Математическое моделирование электрической цепи индуктора асинхронного двигателя на основе графотопологического подхода

Математическое моделирование электрической цепи индуктора асинхронного двигателя на основе графотопологического подхода

Автор: Иваницкая, Вера Викторовна

Шифр специальности: 05.13.18

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2002

Место защиты: Великий Новгород

Количество страниц: 156 с. ил

Артикул: 2313464

Автор: Иваницкая, Вера Викторовна

Стоимость: 250 руб.

Математическое моделирование электрической цепи индуктора асинхронного двигателя на основе графотопологического подхода  Математическое моделирование электрической цепи индуктора асинхронного двигателя на основе графотопологического подхода 

1. ИСХОДНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РАСЧЕТА УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ.
1.1. Обзор моделей и методов электромагнитного расчета электрических машин
1.2. Краткая характеристика расчетной модели
1.3. Уравнение равновесия электрической цепи индуктора
1.4. Уравнение равновесия электрической цепи якоря
1.5. Уравнение равновесия магнитной цепи
1.6. Полная система матричных уравнений равновесия цепей машины.
2. ФОРМАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СОСТАВЛЕНИЯ УРАВНЕНИЙ РАВНОВЕСИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ИНДУКТОРА
2.1. Краткая характеристика направлений в теории графов.
2.2. I раф схемы электрической цепи индуктора.
2.3. Формирование матрицы сечений .
2.4. Формирование матрицы контуров
2.5. Связи между матрицами контуров и сечений.
2.6. Структурная матрица схемы обмотки
2.7. Формирование матричного уравнения равновесия электрической цепи
индуктора
2.8. Усовершенствованная математическая модель для электромагнитного расчета установившихся режимов асинхронного двигателя.
3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
3.1. Блоксхема вычислигольного процесса
3.2. Среда создания программного комплекса
3.3. Примеры элементов математического описания структуры обмотки.
3.4. Альбом анализируемых схем электрической цени индуктора.
3.5. Формирование структурной матрицы схемы замещения обмотки Г.
3.6. Формирование структурной матрицы схемы укладки обмотки
3.7. Алгоритм решения системы матричных уравнений.
4. ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РАСЧЕТА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
4.1. Общие сведения.
4.2. Описание программ
4.2.1. Г оловная программа.
4.2.2. Подпрограмма ввода исходных данных
4.2.3. Подпрограмма расчета параметров
4.2.4. Подпрограмма формирования структурной матрицы схемы замещения
обмотки У7.
4.2.5. Подпррамма формирования струюурной матрицы схемы укладки
обмотки я.
4.2.6. Подпрограмма формирования матричных коэффициентов уравнения
равновесия электрической цепи индуктора
4.2.7. Подпрограмма формирования матриц магнитных сопротивлений
4.2.8. Подпрограмма формирования вектора ЭДС уравнения равновесия
электрической цепи якоря.
4.2.9. Подпрограмма расчета тяговых усилий.
4.3. Построение рабочих характеристик
4.4. Порядок выполнения расчета
4.4.1. Расчет известной конструкции без моделирования
4.4.2. Расчет известной конструкции с моделированием.
4.4.3. Расчет новой конструкции
5. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ.
5.1. Линейный асинхронный двигатель лабораторной установки.
5.2. Линейный асинхронный двигатель шахтного подъемника
5.3. Двухскоростной асинхронный двигатель вращательного действия
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Документыо внедрении
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Тексты программ.
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ Перечень сокращений
АД асинхронный двигатель
ИМ индукционная машина
КрАД круговой асинхронный двигатель
ЛАД линейный асинхронный двигатель
ЭВМ электронновычислительная машина
МКЭ метод конечных элементов
МКР метод конечных разностей
МПЗК метод проводимости зубцовых контуров
МДСЗ метод детализированных схем замещения
ВЭ вторичный элемент якорь
СЗ схема замещения
УРЭ1 уравнение равновесия первичной электрической цепи УРЭ2 уравнение равновесия вторичной электрической цепи УРМ уравнение равновесия магнитной цепи
МДС магнитодвижущая сила
ЭДС электродвижущая сила.
Перечень обозначений
и действующее значение ЭДС источника литания
г действующее фазное напряжение ветвей ш число фаз питающей сети
а число параллельных ветвей обмотки индуктора число элементарных фаз
Р число ветвей графа схемы
О число узлов графа схемы
п Р число независимых контуров или токов цепи р2 число полюсов индуктора в учебниках 2р
Я число пазов на полюс и фазу
Г частота питающей сети
1Дг напряжение питания фазы индуктора
Кг число пазов индуктора
К число шунтирующих участков краевой зоны расчетной модели линейного индуктора
число пазов индуктора линейной машины с учетом слоев краевой зоны
кгькггкг
уп число витков в пазу индуктора
световой зазор между индуктором и якорем м
толщина высокопроводящего слоя ВЭ м
5экв эквивалентный немагнитный зазор
у, электропроводность обмотки индуктора См
Уи электропроводность обмотки якоря См у2с электропроводность стали ВЭ См
Ии толщина индуктора м
Ь ширина индуктора м
Ь2 ширина ВЭ якоря м без учета поперечного КЭ Ь2 ос
Ь высота прямоугольного паза м
Ь ширина прямоугольного паза м
Ьц ширина зубца м
к, отношение зубцовых делений якоря и индуктора
И2 толщина сердечника якоря м
1 длина лобовых частей обмотки индуктора м
Р1 относительная магнитная проницаемость стали индуктора р2 относительная магнитная проницаемость сердечника якоря ку коэффициент укорочения
ЭЬ количество слоев обмотки индуктора 1 или 2 однослойная, двухслойная
V шаг обмотки индуктора
VI укорочение шага обмотки индуктора
р коэффициент укорочения шага обмотки индуктора
Ро магнитная проницаемость воздуха
г зубцовое деление
к коэффициент заполнения паза индуктора медыо
кц коэффициент насыщения
кр коэффициент распределения
к обмоточный коэффициент индуктора
т полюсное деление
ф длина индуктора
у5пхГ синхронная скорость
б скольжение
о круговая частота
Ео электромагнитная добротность
Бпр сечение проводника обмотки индуктора гк сопротивление катушки обмотки индуктора
Гф сопротивление фазы обмотки индуктора
Ц, индуктивность фазы обмотки индуктора о скорость движения вторичног о элемента.
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ
Индукционная машина устройство, в котором система обмоток, питаемая переменным током, создает индуцирует переменное магнитное поле, энергия которого затем преобразуется в электрическую, механическую и тепловую энергии.
Асинхронная машина электрическая машина переменного тока, у которой частота вращения ротора не равна частоте вращения магнитного поля статора и зависит от нагрузки. Используется в основном как двигатель и сравнительно редко как генератор 2.
Асинхронный двигатель асинхронная электрическая машина, преобразующая электрическую энергию в механическую, частота вращения ротора которой тем меньше частоты вращения магнитного поля статора, чем больше нагрузка. Индуктор часть электрической машины, обмотка которой, питаемая переменным током, создает основное магнитное поле машины.
Якорь часть электрической машины, в обмотках которой индуцируется ЭДС. Термины статор и ротор механические характеристики частей электрической машины, а индуктор и якорь электромагнитные характеристики тех же частей. Первичная электрическая цепь электрическая цепь обмотки индуктора. Вторичная электрическая цепь электрическая цепь обмотки якоря.
ВВЕДЕНИЕ


Структурировать вычислительный процесс электромагнитного расчета АД, обобщив накопленный опыт анализа АД с помощью расчетной модели. Отдельным блоком выделить часть вычислительного процесса, детерминированного структурой обмотки машины. Создать комплекс программ, реализующих структурированный вычислительный процесс расчета статических характеристик АД. В настоящей работе проблема компьтеризации процесса формирования обмоточных матриц решается с позиций сегодняшнего уровня знаний, а также уровня развития программных средств и доступности технических средств компьютеров. Причем цель достигается в два этапа. На первом этапе осуществлена формализация процесса составления уравнении равновесия электрической цепи индуктора. На втором этапе разработан программный комплекс, реализующий процесс компьютерного формирования уравнений равновесия электрической цепи индуктора и встраиваемый в общую схему расчетов. Воссоединение всех действий в единой задаче дало возможность получить весьма эффективный инструментарий компьютерного моделирования фактического пространственного распределения МДС АД. Объектом исследования является процесс моделирования АД, предметом исследования процесс компьютерного формирования уравнений равновесия электрической цепи индуктора АД. Методическая и методологическая основа исследования труды ученых ИвановаСмоленского , Абрамкина Ю. В., Власова А. И., Кузнецова В. А., Сарапулова Ф. Н., Копылова И. П.,, Мартынова В. А., Попова В. И., Веселовского О. Н., Неймана Л. Р., Дсмирчяна К. С. и др. ЭВМ в пакете , теории графов. Научная повита работы. МаЛсас для электромагнитного расчета АД с широкими функциональными возможностями. Достоверность полученных результатов подтверждается применением научно обоснованных положений теории цепей, топологических и матричных методов при выводе уравнений равновесия электрической цепи индуктора, корректности проведения исследований с помощью математического моделирования, а также совпадением результатов расчета для трех различных конструкций АД по методике, предложенной в данной работе и другим методикам. Практическая ценность и внедрение результатов. Разработанный в современной программной среде комплекс программ электромагнитного расчета АД позволяет в автоматизированном режиме моделировать фактическое пространственное распределение МДС асинхронных двигателей, что может найти применение в научноисследовательских, проектных и промышленных организациях, а также в учебном процессе для курсового и дипломного проектирования. Достоинством созданного комплекса программ является возможность моделировать процессы в двигателях не только с классической схемой укладки обмотки, но и со сложными схемами. Созданная в работе методика компьютерного формирования обмоточных матриц пригодна для всех индукционных устройств, так как уравнения равновесия электрической цепи индуктора и равновесия магнитной цепи в матричной форме записи одинаковы для всех индукционных устройств. Результаты работы используются в ОАО Уралэлектротяжмаш г. Екатеринбург, а также на кафедре электротехники и электротехнологических систем УГТУУПИ в учебном процессе, при курсовом и дипломном проектировании, проведении научных исследований. Апробация работы. Проблемы и достижения в промышленной энергетике, ноябрь . Вопросы совершенствования электротехнического оборудования и электротехнологий, октябрь . X юбилейной международной конференциивыставке Информационные технологии в образовании, 7 ноября . Энергосберегающие технологии в сельскохозяйственном производстве, мая. Ураиского политехнического института Оптимизация производства, распределения и потребления тепловой и электрической энергии и других электрон ос и тел ей, разработка и усовершенствование оборудования для этих целей, апреля . Повышение надежности электроснабжения и электрооборудования сельскохозяйственного производства, февраля . Повышение надежности работы электроустановок в сельском хозяйстве, февраля . Челябинск. Публикации. По результатам работы опубликовано 6 статей и 6 тезисов докладов. Структура и объем работы.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.338, запросов: 244