Исследование характеристик тягового линейного асинхронного двигателя для городского транспорта

• Автор: Миронов, Станислав Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Аналитический обзор литературы и постановка задачи

исследования

1.1. Конструкция тяговых линейных асинхронных двигателей

1.2. Методы расчета характеристик линейных асинхронных

двигателей

1.3. Критерии оценки выбора модели

Глава 2. Математическая модель линейного асинхронного двигателя на

основе детализированных схем замещения

2.1. Динамическая модель ЛАД на основе однослойной магнитной

схемы замещения
2.2. Динамическая модель линейной индукционной машины на основе двухслойной схемы замещения
2.3. Учет влияния краевых зон магнитной цепи
2.4. Методика учета влияния потоков рассеяния в немагнитном
зазоре
2.5. Учет влияния поперечного краевого эффекта двигателя
2.6. Учет влияния зубчатости сердечника индукционной машины в ее
магнитной схеме замещения
2.7. Формирование обмоток и обмоточных матриц индуктора
Глава 3. Модификации математической модели тягового линейного
асинхронного двигателя
3.1. Учет неравномерности зазора между индуктором и вторичным
элементом по длине
3.2. Модификации модели для учета технологических разрывов вторичного элемента(модуляции параметров по длине
вторичного элемента)
3.3. Особенности моделирования двухчастотного питания обмоток
индуктора
Г лава 4. Исследование характеристик тягового линейного асинхронного
двигателя
4.1. Тяговые и энергетические характеристики ЛАД
4.2. Исследование нормальных усилий двигателя при равномерном и неравномерном зазорах
4.3. Исследование тяговых и нормальных усилий двигателя при наличии дополнительных обмоток индуктора
4.4. Оценка влияния разрывов вторичного элемента на
электромагнитные процессы в ЛАД
Глава 5. Тяговые линейные асинхронные двигатели для монорельсовой
дороги
5.1. Сравнение экспериментальных и расчетных характеристик тягового двигателя на экспериментальном стенде
5.2. Конструкция и технические характеристики тягового линейного асинхронного двигателя для монорельсовой дороги
Заключение
Библиографический список
Приложение 1.Основные блоки формуляра динамической модели ЛАД
Приложение 2.Акты внедрения
ВВЕДЕНИЕ
В ряде случаев при разработке систем промышленного или пассажирского, в частности, городского, транспорта оказывается целесообразным применение тягового электропривода на основе линейных асинхронных двигателей (ЛАД) [14].Среди организаций, работающих в данном направлении можно отметить ИНЦ «ТЭМП» (г. Москва), который разработал и ввел в эксплуатацию систему тягового линейного электропривода транспорта для городской системы при участии кафедры ЭЭТС УрФУ. Данная работа является продолжением разработки кафедры в этом направлении.
Примером двигателей многоцелевого назначения являются серийно выпускаемые индукторы ЛАД для встраивания их в приводы различных механизмов. Такие приводы серии SL, выпускаемые польской фирмой «Technika» предназначены для работы со вторичным элементом, специально изготовленным под конкретный привод или совмещенным с рабочим телом.
При рациональном выборе параметров двигателя и законов управления им линейный электропривод имеет некоторые преимущества перед классическим, выполненным на базе двигателя вращательного действия. Это, прежде всего снятие ограничений по ускорениям и углам наклона пути, поскольку колеса перестают быть ведущими, более гармоничное встраивание привода в транспортную систему, распределение тягового усилия по длине пути или экипажа, полезное в ряде случаев использование потерь мощности во вторичном элементе. Вместе с тем применение такого привода несет с собой и ряд особенностей, связанных с недостатками линейного асинхронного двигателя: наличие краевых и толщинного эффектов, повышенный немагнитный зазор, появление неуравновешенных нормальных усилий.
Актуальность темы. При исследовании электропривода для транспортных систем на основе линейного асинхронного двигателя (ЛАД) весьма актуальной задачей является анализ влияния конструкционных изменений и режимов работы на тяговые усилия. Причем необходимость такого анализа

Рис. 2.12. Зависимости скорости V и усилий Т7 (тягового - тяг, притяжения -пр, левитации - лев, суммарного нормального - норм) от времени при пуске, сила левитации умножена на поправочный коэффициент (Ктолщ = 0.5)
Проанализировав представленные результаты расчета можно сделать следующие выводы:
При прямом пуске двигателя на начальном этапе наблюдаются большие броски тягового усилия.
Для многополюсного двигателя расчетные тяговые усилия, действующие на токи индуктора и на токи ВЭ, на графике практически совпадают.
Наблюдаются значительные силы притяжения и отталкивания (левитации), зависимости которых от времени на начальном этапе носят колебательный характер.