Герметичный синхронный двигатель для химического производства

• Автор: Федянин, Александр Леонидович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

1. ВВЕДЕНИЕ

2. КОНСТРУКЦИИ ГЕРМЕТИЧНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЯДЕРНО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

2.1 Условия эксплуатации герметичного двигателя и основные технические требования

2.2 Виды герметизации электродвигателей и анализ их эффективности

2.3 Обзор существующих герметичных двигателей

2.4 Тихоходный герметичный синхронный электродвигатель дискового типа

2.5 Постановка задачи по исследованию. Описание достигаемых целей

2.6 Выводы

3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МАГНИТОСВЯЗАННЫХ РОТОРОВ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

3.1 Классификация и анализ математических моделей и методов моделирования синхронного двигателя
3.1.1 Линейные и нелинейные модели электрических машин с сосредоточенными параметрами
3.1.2 Моделирование синхронного двигателя на основе распределенных характеристик магнитного поля в двумерной плоскости
3.2 Алгоритмическая модель синхронного двигателя с магнитосвязанными роторами
3.2.1 Расчет магнитного поля ротора методом интегрирования по
источникам поля
3.2.2 Построение модели с трехмерной схемой замещения статора
3.3 Программный вычислительный комплекс моделирования синхронного двигателя с магнитосвязанными роторами
3.4 Выводы

4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С МАГНИТОСВЯЗАННЫМИ РОТОРАМИ
4.1 Расчетная область дисковой электрической машины
4.2 Анализ степени неоднородности магнитного поля и расчет характеристик дисковой электрической машины
4.3 Исследование установившегося режима работы и расчет рабочих характеристик электродвигателя
4.4 Исследование устойчивости работы двигателя в пусковых режимах работы и набросе нагрузки
4.5 Выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕРМЕТИЧНОГО СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С МАГНИТОСВЯЗАННЫМИ РОТОРАМИ
5.1. Описание испытательного стенда
5.2. Конструкция макетного образца
5.3. Результаты экспериментальных исследований
5.3.1. Статические характеристики дискового двигателя
5.3.2. Исследование динамических режимов работы дискового двигателя
5.3.3. Анализ экспериментальных и расчетных статических характеристик синхронного двигателя
5.4. Выводы
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
1. Введение
Актуальность работы. Герметичные электрические машины предназначены для работы на ядерно-химических производствах в условиях аварийных режимах работы для обеспечения безопасности, обсуживающего персонала и окружающей среды от вредного воздействия со стороны технологического оборудования. Эксплуатация герметичных машин в течении многих лет показала, что они имеют малый срок службы, вызванный проникновением внутрь машины технологических жидкостей. Одним из слабых мест в герметизации машины является узел сочленения валов электродвигателя с исполнительным механизмом. Всевозможные попытки защитить места сочленения валов различными типами уплотнения не принесли успеха. Наиболее распространенным способом герметизации двигателей, получили защитные гильзы, которые устанавливались между статором и ротором электрической машины, защищая обмотки статора от воздействия вредных факторов. Однако данный способ, в силу уменьшения энергетических показателей ставит вопрос о разработке нового типа герметичных электрических машин.
Решить данную задачу удалось благодаря успехам в разработке и освоении редкоземельных постоянных магнитов, с высокой магнитной энергией и исследованию торцевых электрических машин. В разработке и исследовании нового типа двигателя, герметизация осуществляется сплошным неподвижным экраном, который располагается между технологическим оборудованием и двигателем, при этом крутящий момент электродвигателя передается к рабочему органу через герметизирующую перегородку, выполненную из материалов стойких к агрессивной среде. Электродвигатель такого типа является объектом исследования в настоящей работе.
Благодаря высоким герметизирующим свойствам экрана создается наиболее благоприятная среда для электродвигателя, так как основная часть

системы двигателя, необходимо учитывать насыщение (рис. 3.9) стальных участков магнитопровода электрической машины, расчетная модель в таком случае может быть представлена в виде эквивалентной, Т-схемой замещения статора (рис. 3.10) с нелинейными сосредоточенными параметрами, заменяющие ферромагнитные участки магнитной цепи, которая позволяет снизить количество контуров в схеме замещения, уменьшить порядок расчета решаемой задачи, в результате чего можно получить более устойчивое решение системы, а значит и более высокую точность моделирования.
Такого рода модель, называются нелинейными, с сосредоточенными параметрами.
Рис. 3.9 Зависимость индукции от напряженности где а - идеализированная, б - реальная, в - рабочая область.