Оценка эффективности обмоток трехфазных асинхронных двигателей с учетом зубчатого строения воздушного зазора

• Автор: Белозоров, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ОПТИМИЗАЦИИ СТАТОРНЫХ ОБМОТОК С УЧЁТОМ ГЕОМЕТРИИ ЗУБЦОВОЙ ЗОНЫ

1.1 Многообразие конструкций асинхронных двигателей

1.2 Устройство трёхфазных обмоток электрических машин

1.2.1 Укорочение шага обмотки

1.2.2 Распределённые и сосредоточенные обмотки

1.2.3 Скос пазов

1.2.4 Геометрия зубцовой зоны

1.3 Разновидности конструкций обмоток электрических машин

1.3.1 Однослойные концентрические

1.3.2 Однослойные шаблонные
1.3.3 Цепные обмотки
1.3.4 Двухслойные петлевые с целым числом пазов на полюс и фазу
1.3.5 Обмотки с дробным числом пазов на полюс и фазу
1.3.6 Двухслойные волновые обмотки
1.3.7 Анализ трёхфазных обмоток
Выводы
2. ОПИСАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И МЕТОДИКИ АНАЛИЗА ДАННЫХ
2.1 Параметрическая модель асинхронного двигателя
2.1.1 Принципы построения геометрии магнитопровода...'
2.1.2. Определение материалов и элементов модели
2.1.3. Разбиение модели на сетку конечных элементов
2.1.4 Задание свойств обмотки электрической машины, как параметров математической модели
2.1.5 Параметры решения модели
2.2 Анализ решения параметрической математической модели асинхронного двигателя
Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДВУХСЛОЙНЫХ ОБМОТОК
3.1 Исследование эффективности обмоток на примере двигателя 4А71В664
3.1.1 Исследование влияния коэффициента укорочения в номинальном режиме
3.1.2 Исследование влияния коэффициента укорочения в пусковом режиме
3.1.3 Зависимость электромагнитного момента от числа пазов на роторе, при номинальном токе статора
3.1.4 Зависимость электромагнитного момента от числа пазов на роторе, при пусковом токе статора
3.1.5 Анализ влияния коэффициента укорочения при
3.2 Исследование эффективности обмоток на примере двигателя 4А160Б484
3.2.1 Исследование влияния коэффициента укорочения в номинальном режиме
3.2.2 Исследование влияния коэффициента укорочения в пусковом режиме
3.2.3 Зависимость электромагнитного момента от числа пазов на роторе, при номинальном токе статора
3.2.4 Зависимость электромагнитного момента от числа пазов на роторе, при пусковом токе статора
3.2.5 Анализ влияния коэффициента укорочения при
3.3 Исследование эффективности обмоток на примере двигателя 4А250Б4103
3.3.1 Исследование влияния коэффициента укорочения в номинальном
режиме
3.3.2 Исследование влияния коэффициента укорочения в пусковом режиме
3.3.3 Зависимость электромагнитного момента от числа пазов на роторе, при номинальном токе статора
3.3.4 Зависимость электромагнитного момента от числа пазов на роторе, при пусковом токе статора
3.3.5 Анализ влияния коэффициента укорочения при
3.4 Спектральный анализ кривой индукции в воздушном зазоре
3.5 Обобщение результатов выполненных расчётов, в том числе не вошедших в описание данной работы
Выводы
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ ПРОВЕДЕННЫХ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ
4.1 Описание установки для определения значений вращающего момента
4.2 Снижение погрешностей при проведении экспериментальных исследований
4.3 Проверка достоверности теоретических исследований
Выводы
Рекомендации по проектированию асинхронных двигателей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение 1- Исполняемый код математической модели, в операторах языка АРБЬ
Приложение
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

2. ОПИСАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И МЕТОДИКИ АНАЛИЗА ДАННЫХ
Исследование проводится на математической модели методом конечных элементов [19,20,23,59,60,61]. Программная реализация данного метода осуществлена в САЕ системах - пакетах, предназначенных для решения различных инженерных задач: расчётов, анализа и симуляции физических процессов [62,63]. Была выбрана двумерная модель для исследования. Выбор этой модели обусловлен тем, что исследуются марки двигателей, которые имеют магнитопроводы статора и ротора, не разделённые аксиальными вентиляционными каналами [64,65,66,67].
Для исследования была выбрана серия асинхронных двигателей серии 4А. Выбор этой серии обусловлен наличием полных справочных данных по каждому из двигателей серии [31].
Особенностью используемой модели является автоматическое построение геометрии и расчёт модели [26,66,68,69]. Построение геометрии базового двигателя производится по справочным данным.
Для анализа асинхронных двигателей использовалась общая методика расчёта электромеханических устройств, представленная в [70,71].
2.1 Параметрическая модель асинхронного двигателя
2.1.1 Принципы построения геометрии магнитопровода
Основой параметрической модели является автоматическое построение геометрии электродвигателя.
Рассмотрим пример построения модели для исследования на примере асинхронного двигателя 4А25084. Из справочника [31] выбираем данные геометрии исследуемого двигателя (таблица 2.1).