Зубцовые зоны энергоэффективных трехфазных асинхронных микродвигателей с короткозамкнутым ротором

• Автор: Юрканов, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Анализ современного состояния вопроса

1.1 Научная и техническая литература по проектированию асинхронных микродвигателей

1.2 Обзор способов расчета электромагнитного момента в асинхронных машинах

1.3 Использование численных методов для расчета электромагнитного поля

1.4 Выводы и постановка задачи

2 Формирование зубцовой зоны трехфазного асинхронного микродвигателя мощностью 40 Вт

2.1 Положения аналитической теории асинхронной машины, нуждающиеся в уточнении

2.2 Создание конечно-элементной модели универсального асинхронного микродвигателя серии УАД

2.3 Моделирование номинального и пускового режимов базовой конструкции

2.4 Совершенствование магнитопровода универсального асинхронного микродвигателя УАД-
2.4.1 Число пазов ротора принято неизменным, варьируется их площадь
2.4.2 Увеличение числа пазов ротора модернизируемого варианта при фиксированных размерах последних
2.4.3 Форма паза ротора по результатам п.2.4.2 и паз статора варьируется
2.5 Выводы
3 Формирование зубцовой зоны трехфазного асинхронного микродвигателя мощностью 1,5 Вт

3.1 Моделирование универсального асинхронного микродвигателя
серии УАД методом конечных элементов
3.2 Совершенствование магнитопровода универсального микродвигателя
3.3 Разработка варианта активной части энергоэффективного
микродвигателя и проверка выполнимости обмотки
3.4 Выводы
4 Формирование зубцовой зоны асинхронных двигателей
мощностью 90 и 120 Вт
4.1 Моделирование асинхронного двигателя 4А50А2 методом
' конечных элементов
4.2 Совершенствование зубцовой зоны ротора
4.3 Выводы
5 Экспериментальное подтверждение достоверности
проведенных теоретических исследований
5.1 Исследование серийного асинхронного электродвигателя с
короткозамкнутым ротором
5.2 Разработка нового ротора
5.3 Проведение сравнительных испытаний
5.4 Выводы
Рекомендации по проектированию асинхронных микродвигателей
Заключение
Список использованной литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Аналитическая теория асинхронной машины на протяжении длительного времени используется для проектирования и расчета ее характеристик. Учебники знаменитых российских электротехников: Вольде-ка А.И., Глебова И.А., Горева A.A., Данилевича Я.Б., Загорского А.Е., Иванова-Смоленского A.B., Казаковского Е.Я., Копылова И.П., Костенко М.П., Пиотровского Л.М., Петрова Г.Н., Сипайлова Г.А., Стрельбицкого Э.К., Трещева И.И., Хрущева В.В., Чечета Ю.С., Юферова Ф.М. и других стали классическими для изложения теории электрических машин, в целом, и асинхронных машин в частности. Написаны эти учебники были в разные годы, но их объединяет подробность изложения материала и несомненное качество проработки вопросов. Теория изложения асинхронной машины аналитическая. Уравнения, схемы замещения и векторные диаграммы позволяют получать аналитические выражения рабочих характеристик, а в ряде случаев и пусковых. Основные допущения, используемые при этом - это допущения идеализированной электрической машины.
Даже сегодня, с учетом современных возможностей вычислительной техники и развития численных методов, следует отметить, что по-другому качественно изложить теорию асинхронной машины не получится. С другой стороны, аналитическая теория прочно заняла место в учебной литературе по проектированию асинхронных машин. До тех пор, пока средства вычислительной техники и их программное обеспечение не достигли определенного уровня развития, например, к 2000-м годам в нашей стране, такое положение можно было признать вполне удовлетворительным. Однако, сегодня проектировать современный асинхронный двигатель только с позиций идеализированной асинхронной машины качественно удается не всегда. Аналитическая теория асинхронной машины в некоторых случаях приводит к неоправданно большим погрешностям при проектировании. Приходится вводить поправочные коэффициенты, выполнять дополнительное макетирование.

Электромагнитный момент вращения, девствующий на выделенный объем, найдем суммированием его составляющих относительно осей х, у, г:
М = $[гТп ]йК = qxMx +qyMy+ qzМ2 , (2.6)

где Мх = ЦХМ = $(уТт -гТпу )сй';

Му = ЦуМ = ртт -хТП2 )с18 ;
Мг = Ч2М = /№у -уТпх^Я.

В этих уравнениях через Тпх, Тпу, ТП2 обозначены компоненты тензора натяжений по осям принятой системы координат [33, 47]. Сам тензор натяжений через параметры поля в векторной форме выражают так [33, 47]
Тп = ВВ-^5В.п , (2.7)

где В - вектор индукции в рассматриваемой точке поля;
п - нормальный орт к той стороне поверхности, на которую действует натяжение Тп;
Вп - нормальная составляющая индукции.
Компоненты тензора натяжений будут иметь следующий вид [47]:
В] -0,5В2, ВхВу _ ВхВг ,
хх ’ * ху ’ хг >
вво то
ВуВх В2-0,5В2 ВуВ
п" _ У х . у1 У . пг _ У 2 .
ух 9 уу 5 уг
ИВ-о ВВо ДОо
Т ВгВх_ В2ВУ В2-0,5В
1 тх ’ 1 гу — » •* — —