Разработка методики расчета переходных процессов установок электроцентробежных насосов с погружными асинхронными электрическими двигателями

• Автор: Старостин, Сергей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.09.01, 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА Е СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОГРУЖНЫХ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ
1.1 Постановка задачи
1.2 Типовые подходы построения статических характеристик погружных асинхронных электрических двигателей
1.3 Экспериментальное получение статических характеристик ПЭД
1.4 Обобщенные математические модели получения статических характеристик ПЭД
1.5 Математическая модель статических характеристик, принятая в данной работе
1.6 Выводы к главе
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПОГРУЖНЫХ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ
2.1 Постановка задачи
2.2 Типовые математические модели
2.3 Канонические математические модели
2.4 Математические модели переходных процессов ПЭД, используемые в
данной работе
2.5 Выводы по главе
ГЛАВА 3. КАНОНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
3.1 Постановка задачи
3.2 Традиционный подход к анализу динамики ЭМПЭ
3.3 Канонические численные методы расчета переходных процессов в электрических машинах
3.4 Проблемно-ориентированные численные методы расчета переходных процессов, принятые в данной работе
3.5 Выводы к главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПОГРУЖНЫХ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
ДВИГ АТЕ ЛЕЙ
4 Л. Постановка задачи
4.2. Экспериментальное определение напряжений станций управления различного типа в натурных условиях
4.3. Экспериментальное исследование точности разработанной методики (стенд «НОВ ОМЕТ Пермь»)
4.4. Экспериментальное исследование надежности разработанной методики (стенд «НОВОМЕТ Пермь»)
4.5. Экспериментальное исследование переходных процессов разработанный стенд
4.6. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение.
Объект исследования данной диссертационной работы - погружные асинхронные электрические двигатели (ГОД) для установок электроцентробежных насосов (УЭЦН). Объект исследования имеет ряд специфических, не принадлежащих общепромышленным сериям асинхронных двигателей свойств. К ним относятся значительное превышение длины двигателя над его диаметром. Если наружный диаметр ГОД, которые определяет габарит двигателя, который имеет величины 96, 103, 117, 135, 180 мм, то длины только одной секции двигателя достигают 8000 мм и более. Такая конструкция двигателя естественно приводит к тому, что при одной и той же мощности на валу объем стали магнитопровода ГОД сравнительно меньше по отношению к двигателю общепромышленного исполнения. Это приводит к работе двигателя при сильном насыщении. Двигатель насыщен уже в номинальном режиме. Вторым свойством ПЭД, отрицательно сказывающимся на электромагнитных и электромеханических процессах, является необходимость учета при моделировании и эксплуатации зубцовых гармоник, вызванных «малым» числом зубцов статора на полюс и фазу двигателя. Кроме того, как и у двигателей общепромышленного исполнения, возникает необходимость учета эффекта вытеснения тока из пазов ротора. Все в целом делает объект исследования весьма сложным для моделирования, особенно в переходных динамических процессах. Необходимость же, в таких исследованиях, настоятельно диктуется активным внедрением передовых технологий в практику — внедрение станций управления со статическими преобразователями частоты, внедрение современных программ, которые позволяют управлять ПЭД во всем диапазоне изменения скольжений от пуска до номинального; внедрение интеллектуальных, системных, энергоэффективных мероприятий.
Предмет исследования данной диссертационной работы - переходные
динамические процессы погружных асинхронных электрических двигателей,

с = 1+г1/г() = сг+]сх,
(1.40)
гхГу+ххх о
с/- 2,2 Га "Ь Ха

Гр*1 - й*0
2 2 ГЛ + Ха

(г[+г0)2 +(хх +х0)2
(1.41)
(1.42)
(1.43)
Га + Ха
Коэффициенты к{, к2, къ, к4 так же как и полиномы бД2)>
-Р(2), ОгМ)> &,(**)> в*М)’ РМ названы обобщенными параметрами математических моделей асинхронных электрических двигателей [Ковалев А.Ю.].
Построение механических характеристик ПЭД в данном случае осуществляется в следующем порядке.
Как известно мощность Р23 определяется произведением частоты
вращения ротора (о2 = 2я/[(1 — 8)1р на момент Мэм, развиваемый
двигателем. Имеем:
Мэм=Ш8(1.44) £
где к = к(]пцр / 2тг[х, т1 - число фаз, р - число пар полюсов, / - частота сети, к{) - коэффициент, учитывающий увеличение электромагнитного момента в виду необходимости компенсации механических и добавочных потерь. Так как квадрат действующего значения тока 118 определяется уравнением (1.34). выражение электромагнитного момента записывается через обобщенные параметры в следующем виде:
М Шх г2хр{згУ + кхоУ+к2дх[з2У + с2&И'
(1.45)