Тезисы/Технические науки - Электротехника

УДК:621.316.925

Прокопец Е.Г., Гребченко Н.В.

Моделирование механической части асинхронного электродвигателя

Донецкий национальный технический университет

This work about modeling of a mechanical part of the asynchronous electric motor. As it is possible to measure it.

Keywords: the asynchronous electric motor, the bearing rotating the moment, sliding, a current, amplitude of a current, frequency.

Эта работа о моделировании механической части асинхронного электродвигателя. Как это можно измерить.

Ключевые слова: асинхронный электродвигатель, подшипник, вращающий момент, скольжение, ток, амплитуда тока, частота.

Своевременное выявление дефектов в узлах, выполняющих механические функции, и их устранение может предотвратить немало аварий и стать высокоэффективным средством повышения надежности работы электродвигателей и систем электроснабжения в целом [1].

Так, если дефект в подшипнике остается незамеченным, то подшипник под действием усиливающейся вибрации, как правило, разруша­ется. Вследствие этого нарушается осевая симметрия машины, вращающийся ротор деформирует активную сталь и изоляцию обмоток статора, что неизбежно приводит к аварии.

При повреждении подшипников или нарушении центровки валов электродвигателя и приводимого им механизма, момент сопротивления, воздействующий на вал электродвигателя, периодически изменяется с частотой, пропорциональной частоте вращения вала. Периодическое изменение момента сопротивления вызывает появление в токе статора электродвигателя составляющих с частотой, пропорциональной частоте вращения вала. Отделение этих составляющих от составляющих тока основной частоты и контроль их уровня позволяют обнаружить дефекты в механической части машины.

Скольжение асинхронного электродвигателя, в свою очередь, зависит от вращающего момента, а следовательно, от момента сопротивления вращению. Для анализа удобно использовать представление момента сопротивления М_с суммой статической М₀ и периодической синусоидальной составляющих:

Здесь М_a и α — амплитуда и круговая частота периодической составляющей момента сопротивления.

На линейном участке механической характеристики связь скольжения s и вращающего момента можно выразить уравнением: 

Тогда для установившегося режима работы получим: 

Ток статора при механических повреждениях электродвигателя содержит составляющие с частотами, равными частоте источника питания ω₁, разности частот источника питания и вращения ротора β = ω₁ - α и сумме этих частот γ = ω₁ + α.

Литература:

1. Булычев А.В., Ванин В.К. Метод контроля состояния механической части асинхронного электродвигателя // Электротехника. - 1997. - № 10. - С.5-9.

2. Гейлер Л. Б. Основы электропривода. Минск: Высшая школа, 1972.

3. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболевс­кая. М.: Энергоатомиздат, 1982.

4. Гребченко  Н.В.  Определение  параметров  изоляции  с  учетом  статической  и  динамической  несимметрии нагрузки / Н.В. Гребченко, Д.В. Полковниченко, А.А. Сидоренко // Наукові праці Донецького нац. тех. університету. Донецьк: ДВНЗ «ДонНТУ». -  2007. - С. 241-244.

5. Свириденко П.А., Шмелев А.Н.  Основы автоматизированного электропривода. М.: Высшая школа, 1970.