УПРОЩЕННАЯ ТЕПЛОВАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ
А.В. Пчелинцев студент; В.М. Шумяцкий к.т.н., доц. Донецкий национальный технический университет.
Электротехнические и электромеханические системы: Материалы Всеукраинской студенческой научно-технической конференции, г. Севастополь, 14 - 17 апреля 2006г. - Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2006. - 60с.


Целью разработки упрощенной математической модели двигателя стала потребность в определении влияния на тепловое состояние двигателя формы питающего напряжения, не приводит ли использование непосредственного преобразователя частоты к увеличению потерь за счет значительного перегрева отдельных его частей.
Тепловые исследования проводились на базе тепловой модели двигателя серии ЭДКО [1]. Целью моделирования стало выявление характера влияния на тепловое состояние двигателя формы питающего напряжения. То есть был проведен анализ теплового состояния двигателя при питании его от сети без какого-либо регулирования и при питании от непосредственного преобразователя частоты (НПЧ). НПЧ в свою очередь имеет, в силу характерных особенностей схемы, возможность выдавать напряжения по частоте меньшие от номинального в два раза.
Согласно [1], двигатель на схеме замещения разбивается на четыре части: пазовая часть обмотки статора, лобовая часть обмотки статора, ротор и железо статора с корпусом. Принятая схема замещения описывается системой уравнений:

Система дифференциальных уравнений, по сути, и является тепловой моделью двигателя. Входным воздействием для данной системы являются тепловые потери в соответствующих частях двигателя, которые являются функцией тока статора. При работе двигателей под нагрузкой в установившемся режиме форма тока на каждом периоде аналогична, что позволило использовать форму тока взятому за один рабочий период. Кривая тока в дальнейшем была разложена на гармоники при помощи рядов Фурье. Также была составлена вспомогательная функция, определяющая мгновенное значение тока для произвольного момента времени через коэффициенты Фурье. Результаты моделирования представлены на рис. 1 и рис. 2.

По результатам моделирования можно сказать, что перегрев отдельных частей двигателя при питании его от преобразователя частоты не превышает значений перегрева при питании двигателя на прямую от сети с номинальными параметрами. Составленная модель может также использоваться для исследования теплового состояния двигателя при питании и от других источников.
Библиографический список
1. Бурковский А.Н. Нагрев и охлаждение электродвигателей взрывозащищенного исполнения / А.Н. Бурковский, Е.Б. Ковалев, Е.К. Коробков – М: Энергия, 1970-185с.
2. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. / Р.Т. Шрейнер. – Екатеринбург. УРО-РАН, 2000. – 654с.
Назад