Моделирование и алгоритмизация в проектировании асинхронных двигателей с гладким массивным ротором

• Автор: Слепокуров, Юрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ, КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВЫ ТЕОРИИ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С МАССИВНЫМ РОТОРОМ
1.1. Основные конструкции и классификация
1.2. Области применения
1.3. Современное состояние и основные направления развития теории асинхронных двигателей с массивным ротором
1.4. Выводы и постановка задач исследования
ГЛАВА 2. МОДЕЛИ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ
2.1. Модели массивнороторных двигателей на основе классических схем электрических цепей
2.2. Моделирование магнитного поля симметричных двигателей на основе идеализированных схем магнитных цепей с сосредоточенными параметрами
2.3. Особенности использования численных методов для расчета асинхронных двигателей с разомкнутым магнитопроводом
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. МЕТОДИКИ И ПРОГРАММЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ И ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ
3.1. Стратегия и методика моделирования
3.2. Методики расчета электромагнитных параметров и основных показателей двигателей
3.3. Описание программных средств расчета асинхронных двигателей с массивным ротором
3.4. Выводы

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ
4.1. Исследование зависимостей сопротивления обмотки массивного ротора с распределенными параметрами от основных конструктивных размеров
4.1. Исследование зависимостей сопротивления обмотки массивного ротора с распределенными параметрами от основных конструктивных размеров
4.3. Рекомендации по проектированию
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Большое число приводов с повышенным энергопотреблением (как регулируемых, так и нерегулируемых) характеризуется или широким интервалом изменения скорости нагрузки, или наличием интенсивных старт-стопных режимов. В таких приводах широко применяются асинхронные двигатели единых серий. Выбор электрической машины с учетом особенностей режима работы привода способствует решению задачи энергосбережения и повышению надежности всей системы. Асинхронные двигатели являются основными электромеханическими преобразователями и потребляют более 40 % вырабатываемой в стране электроэнергии.
В отношении индукционных двигателей с массивным ротором известно, что по сравнению с асинхронными двигателями единых серий основного исполнения они имеют более высокое сопротивление вторичной цепи машины и, как следствие, худший энергетический фактор на малых скольжениях (в области номинального режима). На высоких скольжениях (в > 0,146) энергетические показатели двигателей с массивным ротором при различном характере изменения момента нагрузки превосходят показатели двигателей единых серий /75/ (в том числе двигателей основного исполнения).
Основным преимуществом массивнороторных двигателей по сравнению с двигателями единых серий равного габарита (в том числе с повышенным пусковым моментом) является более высокая (в среднем в полтора раза) кратность пускового момента при меньшей (также примерно в полтора раза) кратности пусковых токов. Вид механической характеристики этих двигателей в результате резко выраженного поверхностного эффекта во вторичном массиве приближается к экскаваторному.
Энергетические показатели электропривода переменного тока на основе асинхронных двигателей с массивным ротором в значительной степени определяются характеристиками электрической машины. В настоящее время созданы и успешно применяются большое число конструктивных модификаций двига-

расчета, т.е. использование этих методов нерационально. Использование численного метода на основе детализированной схемы магнитной цепи позволяет обеспечить инвариантность структуры магнитной схемы и описывающих ее уравнений от параметров ротора, которые учитываются только при задании уравнений электрического состояния вторичных цепей. Это дает возможность исследовать двигатели с различной конструкцией вторичной цепи и делает метод универсальным. Данный метод сохраняет по возможностям и подходу преимущества классического метода анализа на основе электрических схем с сосредоточенными параметрами, а по точности приближается к численному методу конечных разностей.
7. Для достижения поставленной цели поставлены следующие задачи: определить структуру и параметры моделей для расчета основных исполнений асинхронных двигателей с гладким массивным ротором на основе схем замещения электрических цепей с сосредоточенными параметрами, а также модели для расчета магнитного поля численным методом на основе теории цепей в области краевых зон индукционных машин с разомкнутым магнито-проводом;
разработать методику и математическое обеспечение уточненного расчета стационарных режимов асинхронных двигателей с гладким массивным ротором на основе детализированных схем магнитных цепей с сосредоточенными параметрами;
провести численный анализ зависимостей характеристик основных исполнений асинхронных двигателей с гладким массивным ротором от конструктивных размеров и параметров с целью повышения устойчивости и снижения времени процесса проектирования;
провести экспериментальные исследования с целью проверки адекватности математических моделей и достоверности основных положений методик расчета и разработать рекомендации по проектированию.