Вопросы теории, разработка конструкции и математическое моделирование аксиального многофазного трансформатора-фазорегулятора

• Автор: Кашин, Яков Михайлович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 173 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Общие сведения
1.2 Фазорегуляторы электромашинного типа
1.3 Фазорегуляторы с пульсирующим полем
1.4 Фазорегуляторы с вращающимся полем
1.5 Многофазный трансформатор (трансформатор с вращающимся магнитным полем) как прообраз перспективной конструкции фазорегулятора
1.6 Обоснование конструкции аксиального многофазного трансформатора-фазорегулятора (АМТ-Ф)
1.7 Выводы
2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ
В АМТ-Ф
2.1 Общие сведения
2.2 Принцип действия и основные геометрические соотношения
в АМТ-Ф
2.3 Гармонический анализ кривой напряжения в АМТ-Ф
2.4 Построение методики расчета в АМТ-Ф
2.5 Осевые усилия в АМТ-Ф
2.6 Погрешности и методы их компенсации в АМТ-Ф
2.7 Выводы
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АМТ-Ф :
3.1 Общие сведения
3.2 Методы исследования переходных процессов в электромеханических преобразователях энергии (ЭМПЭ)
3.3 Обобщенная теория ЭМПЭ. Математическое моделирование
АМТ-Ф
3.4 Выводы
4. РЕАЛИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ АМТ-Ф
4.1 Общие сведения
4.2 Преобразование уравнений математической модели АМТ-Ф
4.3 Построение матрицы планирования эксперимента

4.4 Построение динамических характеристик АМТ-Ф. Установление связей между динамическими характеристиками и параметрами в АМТ-Ф
4.5 Выводы
5. ВАРИАНТЫ РАСШИРЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ АМТ-Ф-ПЕРЕХОД К ИНДУКЦИОННЫМ РЕГУЛЯТОРАМ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1 Общие сведения
5.2 Построение индукционного регулятора на базе АМТ-Ф
5.3 Построение сдвоенного индукционного регулятора на базе
АМТ-Ф
5.4 Цель, программа и методика экспериментальных исследований АМТ-Ф
5.5 Результаты экспериментальных исследований АМТ-Ф
5.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Программа расчета АМТ-Ф
2. Акты внедрения

Введение
Актуальность темы. В настоящее время все более широкое применение в различных областях промышленности и военной техники находят преобразователи угла поворота в фазу электрического сигнала. Они используются в приборных комплексах измерения фазовых соотношений и определения амплитудно-частотных характеристик, в аппаратуре программного управления, в даль-номерных устройствах, в локационных установках, в системах автоматического управления с использованием микропроцессоров, в системах роботизации и др. Известные фазорегуляторы, представляющие собой обычную асинхронную машину цилиндрического исполнения с фазным заторможенным ротором [67], имеют ряд недостатков. К ним относятся: сложная технология изготовления, связанная с необходимостью штамповки листов магнитопроводов статора и ротора, высокая стоимость из-за большого процента отходов электротехнической стали при штамповке листов магнитопроводов, невозможность получения многофазного выходного напряжения. В связи с этим возникает необходимость усовершенствования таких регуляторов с целью уменьшения трудоемкости их изготовления, упрощения конструкции и снижения расхода активных материалов. Для достижения этой цели перспективным представляется поиск нетрадиционных конструкций регуляторов, к которым относятся аксиальные многофазные трансформаторы-фазорегуляторы (АМТ-Ф) [30].
Конструкция АМТ-Ф подобна конструкции аксиальных трансформаторов с вращающимся магнитным полем (ТВП) [46]. Магнитопроводы таких ТВП выполнены тороидальными, на торцах магнитопроводов имеются пазы, в которые уложены соответствующие обмотки, охватывающие тот магнитопровод, в пазы которого они уложены. Однако магнитопроводы таких ТВП выполнены взаимно неподвижными, что не позволяет использовать их в качестве регуляторов фазы.
где / - частота питающей сети; 1¥2 * число витков вторичной обмотки; Фт - амплитуда магнитного потока.
Максимальный магнитный поток равен:
Фт ~ = а8 '&б 'х @.4)
где В5 - амплитуда индукции в воздушном зазоре; б' - площадь активной зоны; 1§ - активная длина; а§ - коэффициент полюсного перекрытия;
КВср П

число пар полюсов.
Число последовательно соединенных витков фазы:
]¥2 = АяОср/(2т12н), (2.5)
где А - линейная нагрузка на среднем диаметре.
Выражение (2.2) с учетом (2.5) примет вид:
Р2=1.11 (2.6)

Для анализа уравнения (2.6) примем все параметры, расположенные I правой части уравнения постоянными за исключением геометрических размеров Д, и 1§ . Тогда уравнение (2.6) примет вид:
Р2=кПгср15, (2.7)
где к - коэффициент пропорциональности, учитывающий величину постоянных параметров.
Из рисунка 2.1 видно, что средний диаметр магнитопровода равен:
(2.8)
активная длина проводника: