Математическое моделирование добавочных потерь в двигателях постоянного тока при пульсирующем питании

• Автор: Юдина, Ольга Ивановна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1 Аналитический обзор методов математического моделирования потерь активной мощности двигателя постоянного тока при

импульсном питании.

1.1 Виды потерь в машинах постоянного тока.

1.2 Способы моделирования добавочных потерь.

1.3 Методы реализации математических моделей ДПТ

при импульсном питании

1.3.1 Реализация моделей динамических процессов.

Выводы по первой главе

2 Математическая модель добавочных потерь от вихревых

токов в сердечнике и обмотках якорной цепи
2.1 Схема замещения для расчета добавочных потерь.
2.2 Параметры модели
2.2.1 Параметры схемы замещения.
2.2.2 Формирование источника тока.
2.3 Расчет мощности добавочных потерь от вихревых токов.
Выводы по второй главе
3 Реализация математической модели добавочных потерь
от вихревых токов.
3.1 Аналитическая реализация модели.
3.2 Реализация математической модели методом
ДТпреобразования.
3.3 Численная реализация математической модели
Выводы по третьей главе
4 Математическое моделирование добавочных потерь, возникающих
изза неравенства действующего и среднего значений тока якоря
4.1 Общие положения
4.2 Моделирование потерь двигателя, работающего совместно
с широтноимпульсным преобразователем
4.3 Моделирование добавочных потерь в двигателях независимого возбуждения, работающих совместно с управляемым выпрямителем
4.4 Моделирование добавочных потерь в системе
Двигатель силовой преобразователь
Выводы по четвертой главе
Основные выводы
Список использованной литературы


Результаты диссертационной работы докладывались на XXX, XXXI, XXXII, XXXIV научно-технической конференциях (НТК) по результатам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКав-ГТУ, Ставрополь, -г. V и IX региональных НТК «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону», Ставрополь, , г. Автором самостоятельно разработана схема замещения и соответствующая ей математическая модель для расчета добавочных потерь от вихревых токов в массивных участках магнитопровода и обмоток ДПТ при пульсирующем питании. Автором выполнен многовариаптный численный эксперимент, по результатам которого получены параметры соответствующих вихревых контуров. Для расчета добавочных потерь от вихревых токов в стали и меди систематизированы аналитические выражения, определяющие напряжения на активных сопротивлениях вихревых двухполюсников. Получена обобщенная формула для расчета токов в индуктивных элементах двухполюсников методом дифференциально-тейлоровского преобразования. Автором самостоятельно разработан и реализован в виде программного комплекса алгоритм расчета добавочных потерь от изменения действующего значения тока в двигателе последовательного возбуждения, работающего совместно с силовым полупроводниковым преобразователем. Реализация результатов диссертационной работы. Основные результаты исследований внедрены (что подтверждено соответствующим актом) в ЗАО «Содружество» (акт о внедрении от ). Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, содержащего 1 наименование. Работа изложена на 6 листах машинописного текста, содержит рисунков. Глава 1. Часть подводимой мощности, которая теряется при электромеханическом преобразовании энергии в процессе работы электрической машины постоянного тока (МПТ), называется потерями. В общем случае можно разделить потери на основные и добавочные. Структура потерь представлена на рис. Реп которые состоят из потерь на гистерезис Рг и потерь на вихревые токи Рпт. Эти потери зависят от марки стати магнитопровода, его габаритов и технологии изготовления. Р - показатель степени, зависящий от марки стали. Потери в стали для МПТ вычисляются отдельно в сердечнике якоря и в зубцах якоря. Рисунок 1. Ом. Электрические потери учитывают нагрев обмоток якоря, возбуждения, компенсационной и добавочных полюсов. Электрические потери в скользящих контактах Рощ невозможно рассчитать точно, гак как они зависят от режима работы МПТ, стояния трущихся поверхностей, удельного давления щеток и т. Рм,=2М/,. МПТ о воздух, потери в вентиляторе на создание потока охлаждающего воздуха, на трение в подшипниках, на трение в скользящих контактах. Формулы, позволяющие найти все составляющие данного вида потерь, получены экспериментальным путем. Все эти потери зависят от конструкции машины, частоты вращения и т. К добавочным потерям относятся поверхности! Поверхностные потери возникают из-за пульсаций индукции в воздушном зазоре. Они возникают в полюсных наконечниках и обусловлены зубчатостью якоря. При работе МПТ индукция в каждой отдельной точке поверхности полюсного наконечника изменяется (пульсирует) ог максимального значения, когда против рассматриваемой точки находится зубец якоря, до минимального, когда против этой точки находится паз якоря. У*. При этом в поверхностном слое полюсных наконечников индуктируются вихревые гоки, вызываютцие поверхностные потери. При наличии компенсационной обмотки пазы имеются и в полюсных наконечниках МПТ. В этом случае в зубцах якоря и полюсах возникает пульсация магнитного потока вследствие их взаимного перемещения. При этом индукция в зубцах максимальна, когда зубец якоря находится против зубца полюса, и минимальна, когда против зубца расположен паз. В этом случае возникаю пульсационные потери Рпул в зубцах и поверхностные Рпов потери на внешней поверхности якоря. Пульсационные потери обусловлены появлением вихревых токов в стали зубцов вследствие пульсации магнитного потока в них. При расчетах пульса-ционных потерь определяют амплитуду пульсаций индукции Впул, которая зависит от среднего значения индукции в зубцах, размерных соотношений зубцовых зон.