Автореферат Романовой КВ Определение нагрева обмоток и расчет допустимого числа пусков подряд АД

АВТОРЕФЕРАТ
магистерской выпускной работы Романовой К.В.

На главную | Биография | Портал магистров >> Сайт ДонНТУ >>

RU | FR

Материалы по теме выпускной работы:

БИБЛИОТЕКА

ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ

ОТЧЕТ О ПОИСКЕ

Определение нагрева обмоток и расчет допустимого числа пусков подряд асинхронного двигателя
Руководитель: д.т.н.; проф. Бурковский Анатолий Николаевич

Актуальность темы

Взрывозащищенные асинхронные двигатели (АД) составляют основу электропривода в нефтяной, газовой, химической и угольной промышленности, где работают в различных режимах. Одним из характерных режимов является режим частых пусков подряд, при котором очень быстро нагреваются обмотки. Задача определения допустимого числа пусков подряд всегда решается для новых создаваемых АД, причем в связи со сложностью электромагнитных и тепловых процессов очень часто используются экспериментальные методы, особенно для двигателей средней и большой мощности с существенным влиянием вытеснения тока в обмотке ротора на ее нагрев. Поэтому весьма актуальной является задача разработки методики расчета допустимого числа пусков подряд взрывозащищенных АД с различными формами пазов ротора.

Цель работы

         Разработать методику расчета теоретического определения допустимого числа пусков подряд АД мощностью до 1000 кВт с различной формой пазов ротора. Для выполнения этой цели необходимо решить следующие задачи:
         а)  разработать методику определения параметров взрывозащищенных АД с короткозамкнутыми роторами с различными формами пазов, расчета пусковых токов, расчета распределения потерь в клетке ротора с учетом насыщения и вытеснения тока;
         б)  разработать методику расчета нагрева обмоток статора и ротора в пусковом режиме и при паузе при их последовательном выполнении.

Научная новизна

Научная новизна состоит в том, что комплексно решается задача определения параметров АД с короткозамкнутым ротором, расчета токовой характеристики, расчета распределения плотности потерь по высоте паза ротора на каждом интервале скольжения с одновременным выполнением расчета нагрева обмоток статора и ротора; при этом впервые рассматривается составление таких методик для двигателей с двухклеточным ротором.

Практическое значение работы

Будет разработана методика численного расчета теплового состояния взрывозащищенных АД в режиме частых пусков, которая может быть использована во всех заинтересованных организациях.

Содержание работы

При пуске электромагнитные параметры двигателя, плотность потерь в обмотках и теплоотдача с их поверхностей изменяются во времени по нелинейным зависимостям. Поэтому целесообразно разделить время пуска на ряд интервалов, в пределах каждого из которых указанные величины могут быть представлены их средними значениями. Это позволит рассчитывать нагревы обмоток статора и ротора на каждом интервале скольжения с усредненными параметрами схем замещения. Составлены тепловые схемы замещения статоров и роторов двигателей указанных категорий. Расчет начинается с вычисления средней величины тока статора и потерь энергии, выделяемой в обмотках статора и ротора на данном интервале скольжения ΔS. Рассчитываем токовую характеристику АД по известной аналитической формуле, а также время пуска и общее количество тепла, выделившегося в обмотке ротора за пуск (при этом значение интеграла на каждом ΔS определяется заменой интегралов суммами), затем вычисляется общее количество тепла в обмотке статора за пуск. Далее вычисляются интервалы времени Δtпi; производим расчет распределения потерь по высоте стержня ротора разделив его на ряд слоев с учетом вытеснения тока и нагрева. Тепловой расчет производится по методу схем замещения на каждом интервале скольжения, за время пуска определяется результирующий нагрев обмоток статора и ротора.

Рисунок 1 - Анимированная тепловая схема замещения двухклеточного паза ротора:

1,2,3 - обмотка статора (1 - часть обмотки в пазу, 2 - прямой участок с зоной перекрещиваний, 3 - головка); с целью упрощения схемы теплоемкость изоляции распределена между зубцом и обмоткой поровну, в лобовой - присоединена к меди;
4 - железо статора:
5,6,7 - стержень ротора;
8 - короткозамкнутое кольцо;
9,10,11 - зубец ротора;
12 - внутренний воздух.

Следующий цикл тепловых расчетов выполняется для определения теплового состояния обмоток во время заданной величины паузы. Число циклов таких расчетов определяется условием, что достигнутый нагрев каждой из обмоток достигает допустимой величины; этим и определяется допустимое число включений данного АД; при этом за допустимое число включений принимается меньшее значение из расчетных чисел циклов для обмоток статора и ротора.

Основные результаты и выводы

Разработана методика определения допустимого числа пусков взрывозащищенных АД с короткозамкнутым ротором из условия нагрева их обмоток с учетом насыщения и вытеснения тока в обмотках статора.

Литература

1.  Двигатели асинхронные взрывозащищенные серии ВАО2. Технические условия ТУ16-528.313-85.
2.  Вольдек А.И. Электрические машины. М.-Л. Издательство "Энергия", 1966. - 782с.
3.  Бурковский А.Н., Родионенко Г.Я., Паращенко Т.О. Вопросы тепловых расчетов взрывозащищенных асинхронных двигателей в различных режимах работы. // Взрывозащищенное электрооборудование: Труды ВНИИВЭ. - Донецк: ВНИИВЭ. - 1976. № 12 - с. 15-21.
4.  Бурковский А.Н., Родионенко Г.Я., Михайлов В.А. Об эффективности матричного метода решения систем дифференциальных уравнений при тепловых расчетах электрических машин в нестационарных режимах работы. // Взрывозащищенное электрооборудование. Сборник научных трудов ВНИИВЭ. Вып. 13, Донецк. 1976 г., с. 54-57.
5.   Допустимая полезная мощность двигателей серии В и ВР в повторно-кратковременных режимах.   Бурковский А.Н., Снопик Л.Ф., Васенева В.А."Промышленная энергетика". № 2, 1979 г., с. 40-41.
6.   Расчет полезной мощности взрывозащищенных асинхронных двигателей серии В и ВР в повторно-кратковременных режимах работы.   Бурковский А.Н., Снопик Л.Ф. Электротехническая промышленность. Серия "Электрические машины". Выпуск 3(85), 1978 г., c. 8-10
Источник: http://masters.donntu.ru/2005/eltf/kustovaya/library/st2.htm
7.  Бурковский А.Н., Макеев В.В., Родионенко Г.Я. Нагрев и полезная мощность двигателей серии В, ВР в перемежающихся режимах работы. Взрывозащищенное электрооборудование. Сборник научных трудов ВНИИВЭ. Вып. 15, Донецк, 1978 г., с. 47-53.
8.  Бурковский А.Н., Рабинович З.М., Стариков Б.Я. Влияние величины активного сопротивления ротора асинхронных двигателей очистных комбайнов на величину полезной мощности в режимах S4. Электротехническая промышленность. Серия "Электрические машины". Вып. 7, 1976 г., с. 3-6.
9.  Определение полезной мощности взрывозащищенных обдуваемых асинхронных двигателей в перемежающихся режимах работы.   Бурковский А.Н., Снопик Л.Ф., Макеев В.В. "Электротехника", № 12, 1977 г.,с. 49-51.
10. Определение допустимого тока статора взрывозащищенных асинхронных двигателей серии В, ВР в кратковременных режимах работы.   Бурковский А.Н., Титкова Т.О., Канашенкова Т.П., Макеев В.В. Электротехническая промышленность. Серия "Электрические машины". Выпуск 7(89), 1978 г., c.5-7