Моделирование и испытание асинхронных конденсаторных двигателей повышенной мощности

• Автор: Меренков, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Обзор типов обмоток асинхронных конденсаторных двигателей

1.2, Математические модели асинхронных конденсаторных двигателей и их использование для автоматизированного проектирования

1.3. Особенности асинхронных конденсаторных двигателей повышенной мощности

1.4, Выводы
2. УТОЧНЕННАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АСИНХРОННЫХ КОНДЕНСАТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОВЫШЕННОЙ МОЩНОСТИ
2.1. Методика расчета обмоточных коэффициентов при произвольном распределении проводников по пазам ..,.

2.2. Система уравнений для токов

2.3. Определение активных и индуктивных параметров схемы замещения для матрицы коэффициентов
2.4. Расчет добавочных синхронных и асинхронных моментов
2.5. Выводы
3. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ АСИНХРОННЫХ КОНДЕНСАТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОВЫШЕННОЙ МОЩНОСТИ
3.1. Анализ приоритетности задач при проектировании .
3.2. Оптимизация обмоточных данных

3.3. Расчет электромеханических характеристик
3.4. Анализ добавочных синхронных и асинхронных моментов от высших гармонических
3.5. Тепловой расчет
3.6. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АСИНХРОННЫХ КОНДЕНСАТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
4.1, Производственная методика испытаний асинхронных конденсаторных двигателей
4.2, Анализ результатов экспериментальных исследований опытного образца асинхронного конденсаторного двигателя
4.3, Проект комплекса автоматизированных испытаний электрических машин
4.4, Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ
ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Общая характеристика работы
Актуальность работы. Однофазные асинхронные двигатели (ОАД) находят широкое применение в бытовой технике, сельском хозяйстве, торговле, медицине и в других областях, где требуется дешевый нерегулируемый электропривод, питаемый от однофазной сети переменного тока. Они выпускаются миллионами штук в год. Однофазные сети, как правило, экономически целесообразны при относительно небольшой мощности. Это предопределило в первую очередь разработку и массовый выпуск машин малой мощности (до полутора киловатт), предназначенных для бытовых приборов. В масштабах государства большие объемы выпуска приводят к большим затратам энергетических ресурсов и материалов. Потребление энергии бытовыми приборами соизмеримо с промышленным производством, а расход активных материалов - с турбо- и гидрогенерагоростроением вместе взятыми. Поэтому значительное внимание всегда уделялось исследованиям, направленным на уменьшение затрат ресурсов при производстве и эксплуатации этих двигателей, улучшение выходных характеристик и повышение их конкурентоспособности.
Значительный вклад в развитие научных и экспериментальных исследований однофазных асинхронных двигателей (ОАД) внесли Адаменко А.И., Алымкулов К.А., Беспалов В.Я., Дадиванян Ф.П., Ефименко Е.И., Иванов-Смоленский A.B., Каасик П.Ю., Кисленко В.И., Копылов И.П., Костраускас П.И., Лопухина Е.М., Мамедов Ф.А., Мощинский Ю.А., Семенчуков Г.А., Сомихина Г.С., Торопцев Н.Д., Хрущев В В., Чечет Ю.С., Юферов Ф.М. и др.
Анализ статистических данных показывает, что существует
значительная потребность в однофазных двигателях. Увеличение их выпуска также обусловливается необходимостью замены устаревших двигателей новыми, соответствующими мировым стандартам [12, 80].

принятых решений разработчикам удавалось получить улучшенные характеристики.
Однофазные асинхронные двигатели общего назначения в основном используются там, где отсутствует трехфазная сеть (в бытовых условиях, в удаленных районах) и применяются для привода электробытовых приборов, насосов и т. д. Считалось, что применение ОАД мощностью более 1,5 кВт экономически нецелесообразно, т.к. они имеют по сравнению с трехфазными машинами худшие энергетические и массогабаритные показатели и более низкий пусковой момент, а развитие трехфазных сетей предполагалось повсеместно и ставилось в ранг аксиомы. Однако опыт функционирования экономики малых предприятий показывает, что для таких предприятий или отдельных собственников часто просто невозможно или не по карману получить на законных основаниях в свое распоряжение трехфазную электрическую сеть, а приходится довольствоваться однофазной, причем соблюдая достаточно жесткие ограничения по величине тока и мощности.
Вместе с этим изменение структуры и единичной мощности бытовой техники, необходимость развития фермерского и дачного поливного земледелия (насосы, как стационарные, поверхностные, так и погружные) и применения в сельских условиях деревообрабатывающих и массы других станков с электроприводом требуют увеличения мощности нерегулируемого асинхронного привода. Основная потребность в ОАД по мощностям находится в диапазоне 2,2 - 4,0 кВт, но при этом не исключается и необходимость мощностей до 6,3 и даже 11 кВт.
Использование трехфазных двигателей, включенных по различным схемам с одним или несколькими конденсаторами, приводит к увеличению размеров используемой машины, как правило, на два габарита, что существенно влияет как на её стоимость, так и на стоимость всего привода, с которым она применяется.
Объем потребности в таких двигателях делает целесообразным их выполнение на базе единых серий асинхронных двигателей, таких