Математическая модель трехфазной асинхронной машины с несимметричной короткозамкнутой клеткой ротора

• Автор: Митрофанов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Состояние вопроса по литературным источникам
1.1 Существующие математические модели асинхронной машины с несимметричной короткозамкнутой клеткой ротора
1.2 Методы расчета поперечных токов ротора асинхронной
машины
Выводы
2 Совершенствование математической модели асинхронной машины с несимметричной короткозамкнутой
клеткой ротора без учета токов перетекания по стали

2.1 Определение токов“-вкоТГурах асинхронной машины методом прямого решения системы уравнений
2.2 Особенности расчета характеристик асинхронной машины
с несимметричной клеткой ротора методом наложения
2.3 Расчет потерь и моментов асинхронной машины с несимметричной клеткой ротора
Выводы
3 Схема замещения клетки ротора с учетом токов перетекания
по стали
3 .1 Пространственная схема замещения клетки ротора
3.2 Контактное сопротивление стержень - пакет стали ротора
3.3 Полное сопротивление вдоль листов стали
3.4 Полное продольное сопротивление пакета стали поперек шихтовки
3.5 Упрощение пространственной схемы замещения
Выводы
4 Характеристики асинхронных машин с несимметричной клеткой ротора с учетом токов перетекания по стали ротора
4.1 Реализация на ЭВМ методов прямого решения
и наложения
4.2 Описание лабораторной установки
4.3 Характеристики асинхронных двигателей, полученные по результатам расчета на ЭВМ и по результатам эксперимента
Выводы
5 К определению допустимой степени несимметрии клетки
ротора асинхронной машины в условиях эксплуатации
Заключение
Список использованных источников
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в производстве и эксплуатации асинхронных машин (АМ) возникает множество факторов, приводящих к отклонениям энергомеханических характеристик от нормированных. На отклонение энергомеханических характеристик значительное влияние оказывает нарушение целостности короткозамкнутой клетки ротора АМ.
При изготовлении ротора с литой клеткой возможны раковины в стержнях и короткозамыкающих кольцах, в сборной клетке возможна слабая пайка стержней к кольцу, либо низкое качество пайки кольца. В эксплуатации при тяжелых условиях пуска возможны разрывы в клетке ротора из-за температурных деформаций. Статистика повреждений АМ показывает, что 10-20% всех повреждений составляет нарушение целостности короткозамкнутых клеток роторов. Таким образом, высока вероятность появления в эксплуатации АМ с нарушениями в короткозамкнутой клетке ротора.
Нарушение целостности короткозамкнутой клетки ротора приводит к тому, что сопротивления дефектных стержней и колец от личают ся от остальных и клетка ротора становится несимметричной. Несимметрия короткозамкнутой клетки ротора влечет за собой ухудшение энергомеханических характеристик АМ. Поэтому необходимо расчетным путем уметь предопределять параметры и характеристики АМ. Это даст возможность установить те предельные величины, при которых АМ еще может быть пригодной к эксплуатации.
Далеко не все предприятия в настоящее время в состоянии заменить АМ с дефектами короткозамкнутой клетки ротора на новые полноценные. Поэтому предприятиям приходится оставлять в эксплуатации АМ с дефектами клетки ротора, понизив при этом полезную мощность. Для того чтобы правильно эксплуатировать АМ с дефектами ротора, необходимо знать допустимую степень несимметрии клетки ротора. Ее можно определить по расчетным энергомеханическим характеристикам АМ.

При выводе расчетных соотношений в /13/ приняты обычные допущения. Зависимость индуктивных сопротивлений рассеяния от насыщения учтена методом итераций по методу, изложенному в подпункте 2.1.1 /36, 37, 38/. Расчет активного и индуктивного сопротивления стержня ротора с учетом влияние эффекта вытеснения тока проводится согласно методике изложенной в подпункте 2.2.1.
Обозначим порядковые номера участков кольца через 1,2
где В тпр - амшпиуда индукции, Тл;
со — круговая частота тока ротора, рад/с.; і - время, с.;
т — полюсное деление, м; п - порядковый номер стержня;
Ъ - шаг по стержням, м; а - начальный фазовый угол.
Метод ее вычисления изложен ниже.
Вычислим распределение тока в стержнях и участках кольца ротора. Рассмотрим для простоты лишь первую пространственную гармонику (у = і).
Уравнение ЭДС в установившемся режиме для короткозамкнутой клетки ротора можно представлено в /13/, как уравнение в разностной форме. Для и-го контура клетки разностное уравнение:
(2.26)
І (;.+2) -(2 + 0-)/,„+1) + / („) = -) 5
(2.27)