Аннотация
Мартынов В.Н., Олейников А.М., Беляева Л.Л. Распределение токов в массиве двухслойного ротора асинхронного двигателя. Представлен один из путей определения распределения токов в массиве двухслойного ротора асинхронного двигателя при включении его на постоянное или синусоидальное напряжение.
Основной текст статьи
Известно, что наибольший эффект применения асинхронных электродвигателей с двухслойным ротором (АДДР) по сравнению с асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором (АДКР) наблюдается в электроприводах динамического режима работы при частых пусках, реверсах, торможениях и т.п. [1]. Основное значение для таких режимов имеют переходные процессы. В связи с этим приобретает практический интерес исследование электромагнитных переходных процессов в массиве двухслойного ротора (ДР).
Экспериментальное исследование электромагнитных переходных процессов в ДР представляет большие трудности. Такие эксперименты требуют частичного разрушения ротора, сложных конструктивных, измерительных приспособлений. Поэтому целесообразно воспользоваться математическим моделированием для изучения явления вытеснения тока и его влияния на характер переходных процессов в массиве ДР.
Для составления модели ДР воспользуемся интегральным уравнением относительно изображения плотности тока ДР, полученным в [2]
где U(p) – изображение напряжения; H, l – соответственно толщина и длина массивного цилиндра ДР; ?=µ/? – отношение абсолютной магнитной проницаемости к удельному сопротивлению материала ДР; ?(p,h) – изображение плотности тока элемента массивного цилиндра.
Приближенное решение системы n линейных алгебраических уравнений с n неизвестными [3] равносильно тому, что массивный цилиндр ДР по высоте разбивается на n частей (рисунок 1), каждая такая часть ДР принимается за отдельный проводник, индуктивно связанный с другими (n-1) проводниками. Все n-проводники включены параллельно. В результате получим систему уравнений для токов сложной электрической цепи, состоящей из n контуров. Математически это соответствует разбиению пределов интегрирования определенных интегралов на ряд участков.
Для АВМ типа МН-7М после преобразований система уравнений принимает вид:
Для примера на рисунке 1 приведены результаты решения системы уравнений на МН-7М для различных значений магнитной проницаемости ДР при включении на постоянное по знаку напряжение.
Рисунок 1 – Осциллограммы решения уравнений
Из осциллограмм видно, что в начальный период переходного процесса происходит быстрое нарастание тока, затем скорость нарастания тока уменьшается. Постоянная времени нарастания тока в конце переходного процесса примерно на порядок ниже по стоянной времени начального периода переходного процесса. Скорость нарастания тока отдельных участков сечения ДР неодинакова. В верхнем участке ток быстро достигает установившегося значения, а в нижних участках явно видно замедление процесса нарастания тока
Выводы
С помощью полученной модели можно произвести оценку распределения токов в массиве ДР при его включении на постоянное по знаку или синусоидальное напряжение, для различных значений магнитной проницаемости материала массивного цилиндра и его толщины Н. При этом полагаем, что постоянное по знаку напряжение прикладывается к ротору при включении двигателя в сеть с малым скольжением, а синусоидальное – при пуске или реверсе двигателя.
Список использованной литературы
1. Олейников A.M. Экспериментальное сравнение асинхронных двигателей с короткозамкнутым и двухслойным роторами в различных режимах работы. -Электричество, 1975, № 3, с.70-73
2. Олейников A.M. Перспективы развития и применения асинхронных электродвигателей с двухслойным ротором. Электротехническая промышленность, электрические машины, 1980, вып. 4 (НО), с.18-19.
3. Страхов С,В, Переходные процессы в электрических цепях, содержащих машины переменного тока. -М.-Л.; Госэнергоиздат, I960. 247 е., ил.
4. Могильников B.C. Выбег асинхронных двигателей при коротком замыкании в сети. Электричество, 1954, № II, с.33-36.