WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 14 |

Совершенствование монорельсовых внутренних транспортных систем предприятий агропромышленного комплекса путем применения линейного асинхронного двигателя 1

-- [ Страница 6 ] --

Проведен анализ существующих математических моделей ЛАД и обоснован выбор трёхмерной методики расчета характеристик через решение полевой задачи.

Приведены примеры расчета по принятой методике и параллельной схеме замещения.

ГЛАВА 3 АНАЛИЗ И РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИК ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Расчетно-теоретически исследования характеристик являются логически необходимым этапом работы по подготовке и разработке любых типов новых машин, в том числе и для двигателя тягового модуля. Проводятся такие исследования, как правило, анализом поведения основных показателей машины (или характеристик) при изменении параметров в практически реализуемых пределах. При этом выбор самих исследуемых показателей и параметров (независимых переменных) зависит от назначения машины, предъявляемых к ней требований, ограничений по габаритам, массе, электромагнитным нагрузкам и по значениям конструктивных параметров.

рациональных значений параметров (по различным критериям) для высокоскоростных ЛАД [18,22,27,47,51,57]. Однако, следует отметить, что результаты этих работ не могут непосредственно использоваться для низкоскоростных машин, каковым является ЛАД для тягового модуля, из-за большой разницы влияния концевого эффекта [37,44]. При этом сами методы исследований могут оказаться полезными и для данной работы.

Характеристики ЛАД, как и любой другой электрической машины, определяются электромагнитными нагрузками и значениями конструктивных параметров.

Цель расчетно-теоретических исследований может быть сформулирована следующим образом: при ограничении величины воздушного зазора снизу min, некоторых габаритных размеров по условиям размещения, массовых показателей, физических свойств используемых материалов (в основном РШ) выбором других параметров обеспечить требуемое тяговое усилие Fx в установившихся и динамических (разгон, торможение) режимах с наилучшими энергетическими показателями. Или, другими словами, необходимо выполнить анализ тяговоэнергетических показателей ЛАД в зависимости от конструктивных параметров с учетом ограничений и предъявляемых требований.

Для рассматриваемой в работе системы электропривода (рисунок 1.10) предлагается использовать односторонний ЛАД с массивным обратным магнитопроводом (МОМ), как наиболее рациональный вариант. При этом роль ОМ выполняет полка двутавра (монорельса) (рисунок 3.1) с определёнными физическими свойствами материала – удельной электропроводностью 3 и магнитной проницаемостью µ3, которая является функцией напряженности магнитного поля Н3 или индукции В3.

Для двутавра 20Ш1, использованного для создания полномасштабной экспериментальной установки в лаборатории кафедры, ширина полки b=150 мм., толщина t=10 мм, высота h=200 мм (рисунок 3.1.). Критерием при выборе номера двутавра служит механическая прочность, величина прогиба балки при расположении нагрузки Fн посредине между опорами, расстояние между опорами (в лаборатории 6м.). Результаты расчетов прогиба балки в зависимости от подвешенного груза представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 Величина прогиба балки в зависимости от Рисунок 3.1 Условные обозначения размеров балки двутавровой С другой стороны полка - это ОМ, по которому замыкается магнитный поток Фом0,6Ф [44], где Ф – поток в зазоре на полюс, который, в свою очередь, зависит от индукции By и полюсного деления.

Насыщение ОМ ухудшает все показатели ОЛАД, поэтому в таких системах существуют ограничения по индукции в зазоре By, линейной токовой нагрузке А, полюсному делению. Дополнительно к сказанному, для переменного магнитного поля в проводящей среде величина глубины проникновения [18] может рассматриваться, как дополнительное ограничение, т.к. должно выполняться условие t.

Принятые методика и программа расчета дают возможность анализировать влияние параметров, определяющих как электромагнитные процессы в зазоре и РШ (,, 2p, 2c, 2, A и соответствующие характеристики Fx, Fy, Pэм, Qэм, эм, cosэм), так и параметров первичной цепи – q, t1, hп, bп, плотность тока J1 в обмотке для расчета общих КПД и коэффициента мощности.

В разделе решаются следующие задачи:

- по физическим свойствам материала двутавра (ОМ) – 3, µ3 (B3), 3 оценить значение µ3=const для расчета характеристик, которое согласуется с ограничениями по By, A, и глубине ;

- выполнить анализ тягово-энергетических показателей ОЛАД в зависимости от основных конструктивных параметров в практически реализуемом диапазоне их изменения;

- обосновать выбор основных параметров, исходя из заданных силовых характеристик, выбрать наиболее рациональный метод и выполнить расчетнотеоретические исследования;

- на основе результатов расчетно-теоретических исследований сформулировать последовательность выбора параметров по заданному тяговому усилию при наилучших энергетических показателях.

3.2 Влияние физических свойств материала обратного магнитопровода на Обратный магнитопровод (ОМ) является одним из элементов магнитной цепи ОЛАД, по которому замыкается магнитный поток Фом0,6Ф где Ф – поток в зазоре на полюс [44]:

Глубина проникновения переменного электромагнитного поля в проводящую среду [16]:

где 3=2f2; f2 – частота вторичных токов;

3 – удельная электропроводность материала;

µ3=µr3µ0 – магнитная проницаемость стали.

Очевидным является то, что при условии t (рисунок 3.1), магнитное сопротивление обратного магнитопровода Rµ min. Если величина 3 определяется материалом двутавра (горячекатаный профиль), то f2 и µ3 могут варьироваться:



частота f2 зависит от скольжения, f2=sf1, а µ3 – от индукции в ОМ.

Величина скольжения sн номинального режима зависит от материала РШ – алюминий или медь. Выполненные расчеты, а также имеющийся опыт [23,24,25] показали, что для исследуемого класса ЛАД f2=(25) Гц.

Удельная электропроводность fe=3=ом изменяется в узких пределах. Эта величина не гостируется, зависит от партии изделия и по справочным данным [71] составляет 3=(47)106 См/м.

В указанном диапазоне величина 3 слабо влияет на показатели ОЛАД. Это подтверждено расчетами при 3=var, µr3=200 при прочих равных условиях (табл.3.2.) Таблица 3.2 Влияние удельной электропроводности 3 на Самая сложная зависимость из всех характеристик ОЛАД – от магнитной проницаемости µ3. Кривая намагничивания горячекатаной стали (литья) приведена в таблице 3.3 [71].

Таблица 3.3 Кривая намагничивания горячекатаной стали Выполненные расчеты характеристик ОЛАД по [37] при µ3=var, 3= См/м, f2=5 Гц и прочих равных условиях показали сильную зависимость от µ3, что представляется вполне логичным: при увеличении µ3 магнитное сопротивление Rµом= снижается, несмотря на уменьшение (табл. 3.4).

Таблица 3.4 Влияние магнитной проницаемости на характеристики ЛАД При условии, что t магнитная индукция в ОМ Через индукцию в зазоре Отсюда индукция в зазоре Из таблиц 3.2-3.4 следует, что для получения приемлемых для практики результатов необходимо, чтобы µr3200, при этом Bом1,7 Тл. Например, при t= мм, =0,2 м индукция в зазоре ограничена величиной By0,22 Тл.

Исходя из сказанного, параметры ОЛАД, в том числе и линейная токовая нагрузка, должны выбираться согласованно, при выполнении условия (3.5).

низкоскоростных транспортных систем с ОЛАД и массивным обратным магнитопроводом исключает возможность использования единого универсального критерия оценки ЛАД, как части системы, поэтому в дальнейшем в качестве анализируемых показателей приняты основные тягово-энергетические характеристики Fx, КПД, коэффициент мощности cos. При этом тяговое усилие косвенно, через индукцию и поток в зазоре, габариты сердечника отражает капитальное затраты, а КПД и cos – эксплуатационные расходы. Особо отметим, что при питании от ПЧ (см. рисунок 2.2) коэффициент мощности на зажимах сети (или ПЧ) близок к значению (0,90,95) [89] при соответственном выборе емкости конденсатора Cф, поэтому этот показатель здесь не отражает экономичность потребления активной мощности из сети, а влияет только на потери в обмотке ЛАД.

Указанные характеристики являются не только функциями конструктивных параметров, но и скольжения, поэтому следует определиться с рабочим режимом, то есть с определением номинального скольжения и перегрузочной способности ЛАД при U=const. При этом важно знать, как относительную величину sн, так и частоту вторичных токов f2.

Рисунок 3.2 Конструктивная схема расположения индуктора и монорельса За номинальные следует принять значения характеристик при sн=sm, когда тяговое усилие достигает наибольшего значения Fx=Fxm при A=const (или I1=const):

Fxm, КПД н, cosн, U=Uн. Пересчет на режим U=const подтверждает (1,52)кратную перегрузочную способность ЛАД по силе тяги. Таким образом, расчетнотеоретические исследования выполнены для следующих показателей при A=const:

Общего и электромагнитного КПД:, эм.

Электромагнитного и общего коэффициента мощности cos, cosэм при s=sm.

Дополнительно, рассчитываются (для контроля) значения индукции в зазоре By, нормального усилия Fy.

Исследуемые показатели ЛАД согласно модели на рисунке 2.8 и 3.2 могут быть записаны в виде функциональных зависимостей Компоновка зубцового слоя: t1, q, bп, hп и плотность тока J1 оказывают влияние на общие КПД и cos [27], а при выборе их значений можно ориентироваться на опыт разработки и эксплуатации вращающихся асинхронных машин [20,21] и промышленных ЛАД [2,16,29].

В выражениях (3.6-3.8) все обозначения соответствуют рисунку 3.2. и рисунку 2.8. Для упрощения решения задачи важно максимально сократить число переменных, выделить независимые и зависимые, основные и второстепенные, причем некоторые из них могут быть приняты неизменными для принятого исполнения.

Воздушный зазор и толщина d2 РШ образуют общий немагнитный зазор /2 = + d2/2 (см. рисунок 2.8), который, по аналогии с вращающимися асинхронными машинами, должен быть минимальным. Очевидно, должно соблюдаться условие min, а min=(24) мм в зависимости от внешних факторов.

Следовательно, минимально возможной должна быть и величина d2. Однако, при конкретных значениях удельной электропроводности 2, величина d2 определяет общую электропроводность РШ, следовательно величины скольжения, потерь Рэл.2=sPэм и КПД. На рисунке 3.3 представлены характеристики ОЛАД при двух значениях зазора =(24) мм, а на рисунке 3.4 при d2=(13) мм и 2=const. При этом другие параметры остаются неизменными.

800, 750, 700, 650, 550, 500, 450, 400, 300, 250, 200, 150, 50, Рисунок 3.3 Зависимость тягово-энергетических показателей ОЛАД при 600, 550, 500, 450, 350, 300, 250, 150, 100, 50, Рисунок 3.4 Зависимость тягово-энергетических показателей ОЛАД при Видно, что увеличение толщины РШ с одной стороны приводит к росту немагнитного зазора со всеми вытекающими отсюда последствиями, а с другой повышает G2, снижает скольжение sm. Значение интегральной электропроводности G2=2 2 может быть достигнуто выбором материала, т.е. 2 (практически же возможны медь или алюминий). Поэтому 2 принята за одну из независимых переменных. Возможно исполнение шины, как комбинация медной и алюминиевой шин различной толщины для получения промежуточных значений G2 и 2. При конкретной толщине d2 РШ вариацией слоев d2al из алюминия и d2cu меди возможно добиться интервала изменения 2=(3,55,7) 107 См/м. В дальнейших расчётах принято d2=2 мм=const, =var. При этом общий немагнитный зазор (для ОЛАД) /2=d2/2+=2+(24)=(46) мм.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 14 |
 

Похожие материалы:

« БАРАКИН Николай Сергеевич ПАРАМЕТРЫ ОБМОТКИ СТАТОРА И РЕЖИМЫ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА, ПОВЫШАЮЩИЕ КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПОЧВЕННОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ Специальность: 05.20.02. - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ...»

«СПИРИДОНОВ АНАТОЛИЙ БОРИСОВИЧ ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДРАЖИРОВАНИЯ СЕМЯН ЛЬНА-ДОЛГУНЦА Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: д.т.н., профессор Касаткин Владимир Вениаминович Ижевск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………. 5 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА…………………………………………. 8 1.1 Состояние и перспективы развития льняного ...»

« ВОЛКОВ ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ РАЗРАБОТКА РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО СПОСОБА МЕХАНОАКТИВАЦИИ ВИТАМИНИЗИРОВАННОЙ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ Специальность: 05.20.02. – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: д.т.н., профессор Беззубцева М.М. Санкт-Петербург 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………. 4 Глава 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ...»

« Еремочкин Сергей Юрьевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОБИЛЬНЫХ МАШИН В АПК НА ОСНОВЕ ВЕКТОРНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Халина Т.М. Барнаул - 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Введение Глава 1. Обоснование выбора типа электродвигателя и анализ существующих методов ...»

« Хныкина Анна Георгиевна ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ НИЗКОВОЛЬТНОГО АКТИВАТОРА ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛУКА Специальность: 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель к.т.н., доцент кафедры физики Рубцова Елена Ивановна Ставрополь 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ стр. ВВЕДЕНИЕ 4 АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЙ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ 10 1 ПРЕДПОСЕВНОЙ ...»

« ВАЛЕЕВ РУСЛАН АЛЬФРЕДОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЛУЧЕНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕТОДИОДНЫХ УСТАНОВОК Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: 1 Доктор технических наук, профессор Кондратьева Н.П. Ижевск 2014 2 Оглавление ВВЕДЕНИЕ 1.АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ И ИСТОЧНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ...»

« Нигматулин Ильдар Дагиевич ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРОВ, ОСНАЩЕННЫХ ГАЗОБАЛЛОННЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Володин В.В. Саратов – 2014 2 Содержание СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1 1.1 Системы ...»

« Кожевников Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВКИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНОГО КОТЕЛЬНОГО БИОТОПЛИВА ИЗ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ И НЕФТЕХОЗЯЙСТВ 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства Диссертация на соискание степени кандидата технических наук научный руководитель: д.т.н., профессор, академик РАСХН, заслуженный деятель науки РФ Стребков Д.С. Москва – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение ………………………………………………………………………………………. 6 Актуальность ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.