WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 14 |

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

-- [ Страница 8 ] --

Магнитодвижущая сила (МДС) обмотки:

Магнитный поток в зазоре:

Линейная токовая нагрузка первичной обмотки:

Намагничивающая составляющая линейной токовой нагрузки:

Сила магнитного тяжения между индукторами:

Нормальная составляющая индукции в зазоре:

В приведённых соотношениях:

Fx – тяговое усилие, Н;

A – намагничивающая составляющая линейной токовой нагрузки первичной обмотки, А/м;

Коб – обмоточный коэффициент;

w1 – число витков первичной обмотки;

I – намагничивающий ток, А;

H – напряженность магнитного поля в зазоре, А/м;

Iпаз – объем тока в пазу, А;

By – амплитудное значение нормальной составляющей индукции в зазоре.

Предлагается следующий алгоритм (или схема) решения вопросов выбора параметров исследуемых в работе ЛАД: от заданных интегральных характеристик (Fx,, cos) к основным параметрам, магнитной индукции в зазоре By и ОМ Bом, размерам элементов магнитной цепи через магнитные потоки. При этом связь между значениями характеристик и основными параметрами (,, 2 ) в виде полиномов, таблиц установлена на основе достоверного расчетного метода. Таким образом, решаемая задача может быть сформулирована следующим образом:

выбрать параметры ЛАД, при которых обеспечивается требуемое тяговое усилие с наилучшими энергетическими показателями, удовлетворяющие всем ограничениям: по габаритам, радиусу поворота.

Во 2-й главе был выполнен оценочный расчет, удовлетворяющий заданным условиям, исходя из имеющегося опыта выбора параметров ЛАД. На практике не всегда возможна эксплуатация при полученных конструктивных параметрах это в первую очередь касается полюсного деления и воздушного зазора. Для расчета нескольких вариантов возможно использование полиномов (3.19-3.24).

Требуется определить значения параметров, и 2 для реализации тягового усилия для перемещения груза G = 4 т со скоростью 2 м/с=7,2 км/ч. При этом монорельс типа 20Ш1, шириной и толщиной полки 150 мм и 10 мм соответственно. Воздушный зазор =(22,5) мм, шлицованная шина толщиной мм. Линейная токовая нагрузка (2530)103 А/м. Число полюсов 2p=4. Ширина индуктора 2с=150 мм. Необходимое тяговое усилие Fx Fs=(400500)Н (рассчитывается по 2.2). При этом энергетические показатели и cos послужат дополнительными критериями выбора значений параметров.

По результатам (таблица 3.9) тяговое усилие Fx= и при A=30000 А/м:

Вариант 1 – Fx=495Н при =0,2 м, =2,5 при этом =0,34, cos = 0,79.

Вариант 2 - Fx=450Н при =0,18 м, =2 при этом =0,35, cos = 0,77.

Следует отметить что для решения практических вопросов следует принимать большее число вариантов по и для более объективного выбора конечного варианта.

Результаты выполненных расчетно-теоретических исследований основных характеристик ЛАД транспортного модуля получены на основе проверенного метода расчета, имеют практическую направленность и могут использоваться для решения задач как анализа, так и синтеза.

На основе анализа характеристик определенны основные параметры (, 2, ), определяющие, при прочих равных условиях, тягово-энергетические показатели. При этом отношение 2с/, определяющее удельный вес потерь (сопротивления, массы) лобовых частей РШ, учитывается коэффициентом изменения электропроводности K РШ.

Зависимости исследуемых функций – sm,,, эм, cos, cosэм от, 2, являются монотонными, гладкими и в выбранных интервалах изменения параметров имеют наибольшие значения на границах области задания.

Метод исследования выбран с учетом свойств функций и заключается в аппроксимации их линейными полиномами с использованием элементов теории планирования эксперимента.

Проверка адекватности полученных полиномов показала, что они обладают достаточной точностью (расхождение с результатами расчета по трёхмерной методике не превышает 5%).

Высокая степень адекватности полиномов исходной расчетной модели в принятом диапазоне изменения параметров гарантирует получение достоверного результата и может быть рекомендована для инженерной практики.

Сама методика выбора основных параметров – и 2, по тяговоэнергетическим и массогабаритным показателям доступна для инженерной практики.

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛАБРАТОРНОЙ

МОДЕЛИ ЛАД И ПОЛНОМАСШТАБНОГО МАКЕТА

МОНОРЕЛЬСОВОГО ТЯГОВОГО МОДУЛЯ С ЛИНЕЙНЫМ

АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Задачи экспериментальных исследований:

Проверить функционирование системы ПЧ-ЛАД на низких скоростях.

Выявить физические особенности работы ЛАД на низких частотах.

определить распределение магнитного поля в зазоре вдоль и поперек индуктора.

Оценить соотношение между индукцией и потоками в зазоре и обратном магнитопроводе.

Выполнить исследования тягово-энергетических характеристик ОЛАД при регулировании частоты и величины питающего напряжения. Снять характеристики холостого хода, короткого замыкания и механические при различных частотах (f1=515) Гц.

Проверить адекватность методики расчета на основе результатов эксперимента на двух принципиально различных конструктивных исполнений ЛАД.

По результатам исследований определить пути улучшения показателей электропривода при реализации на практике.

4.1 Лабораторная модель двухстороннего ЛАД Экспериментальная лабораторная установка (рисунок 4.1) состоит из двухстороннего индуктора, смонтированного на раме и шины из сплава алюминия, которая может перемещаться в зазоре по направляющим. Обмотки индукторов соединены последовательно по схеме «звезда» и запитаны от ПЧ с пропорциональным законом изменения U/f, причем величина напряжения при f1=const может регулироваться как в сторону увеличения (усиление поля в зазоре), так и уменьшения (ослабление поля). Ограничением служит тепловое состояние обмотки индуктора, ток I (68) А.



Рисунок 4.1 Общий вид экспериментальной установки.

Основные параметры установки:

Длина индуктора Ls=2p=280 мм;

Число полюсов 2p=4;

Полюсное деление =70 мм;

Ширина сердечника 2с=50 мм;

Немагнитный зазор =2+d2=7,5 мм, отношение 2/=9,3;

Односторонний воздушный зазор =2,75 мм;

Обмотка – однослойная, число пазов на полюс и фазу q=1;

Активное сопротивление фазы обмотки R1=17 Ом;

Толщина шины d2=2 мм;

Ширина шины L=150 мм;

Длина хода шины l=2м;

Зубцовое деление t1=23,3 мм;

Ширина паза bп=11 мм;

Удельная электропроводность материала шины 2=2,8107 См/м;

Линейная токовая нагрузка на индуктор A=(1015)103 А/м.

Тяговое усилие измерялось с помощью грузов G1 по схеме рисунок 4.2. При этом усилие перемещения шины при невозбужденном индукторе F01 Н.

Следовательно, общее усилие:

Fнагр=F0+Fгр, где Fгр=mg – вес груза, m – масса груза.

В опытах варьировались значения отношения U/f1; величина грузов G1, частота f1 от 10 до 30 Гц, при этом фазные токи фиксировались по показаниям на экране ПЧ, а также осцилографированием. Скорость движения шины измерялась с помощью механических датчиков и реле времени. При этом синхронная скорость c=2f1, скорость движения =(1-s)c, отсюда определялось скольжение s.

Результаты опытов и расчетов при различных частотах f1=var и двух значениях отношения U/f1 приведены в таблицах 4.1, 4.2 и на рисунке 4.3.

Приведенные результаты показывают, что с увеличением отношения U/f1 (кривые 1 и 2 рисунок 4.3), то есть магнитного потока, тяговое усилие (на рисунок 4.3 – точки A и B) достигается при меньших скольжениях (таблица 4.1 столбцы 6 и 7), сила тяги FxCФI2cos2, увеличивается, что полностью согласуется с физическими особенностями работы АД [31].

Рисунок 4.3 Зависимость силы тяги от частоты питающего напряжения.

Сказанное характерно для ненасыщенных машин, какими, в большинстве своём, являются линейные асинхронные двигатели [28]. Следовательно, в таких машинах регулирование силы тяги ЛАД возможно ослаблением или усилением поля, что особенно важно при трогании с места и разгоне транспортных единиц большой массы. Следует отметить, что для вращающихся асинхронных машин повышение напряжения допускается не более, чем на 10% от номинального при f1н, из-за насыщения магнитной цепи и, как следствие, значительного роста намагничивающего тока.

На рисунке 4.4 и в таблице 4.2 представлены результаты измерений силы тяги при f1=12Гц в функции скольжения. Слабая зависимость величины тока и силы тяги от скольжения I1(s) обусловлены низкой электропроводностью шины и процессов в РШ (число Рейнольдса 0=3,5).

Рисунок 4.4 Зависимость тока и силы тяги от скольжения при постоянной частоте Расчетами по методике [37] достигнута достаточная степень сходимости с опытом при указанных выше значениях параметров модели. Такой результат обусловлен тем, что методика базируется на рассмотрении трехмерной картины электромагнитного поля в зазоре и шине, поэтому адекватность её практически не зависит от соотношения параметров.

4.2 Полномасштабный макет тягового модуля монорельсового транспорта с линейным асинхронным электродвигателем В лаборатории электрических машин СПбГАУ разработана и реализована полномасштабная модель монорельсового транспортного средства с линейным асинхронным электроприводом по системе «преобразователь частоты-ЛАД» (ПЧЛАД) (рисунок 2.2, рисунок 4.5, а, б).

Основные параметры установки:

Индуктор односторонний (ОЛАД).

Обмотка индуктора – двухслойная, полный шаг, с полузаполнеными пазами в крайних зонах.

Ширина индуктора 2с=120мм, полки двутавра b=150мм, шины L=200мм.

Толщина алюминиевой сплошной шины d = 4 мм.

Удельная электропроводность материала шины с=3,5107 См/м при 20С.

10. Толщина полки двутавра (обратного магнитопровода) d3 = 9 мм.

11. Воздушный зазор = (1,54) мм.

12. Параметры зубцового слоя: q = 2, t1=20 мм, bп =11 мм, bз =9 мм, hп=30мм, wк=14, Sпр=5мм2, сечение меди в пазу SCu=140мм2.

13. Плотность тока в обмотке j1 = 46 А/мм2.

14. Линейная токовая нагрузка А=(2535)103 А/м.

Преобразователь частоты – MOVITRAC MC07B0110-5A3-4- Максимальный длительный ток Imax = 27А.

Перегрузка 120% в течение 30 с.

IxR-компенсация включена.

Созданная установка имеет ряд особенностей:

Полка двутавра толщиной 9мм (рисунок 4.5, б) выполняет функции обратного магнитопровода (ОМ), следовательно, при переменном магнитном потоке будет проявляться поверхностный эффект, который количественно зависит от индукции в зазоре, скольжения, удельной электропроводности.

Обмотка с полузаполненными пазами в крайних зонах при длине индуктора Ls=4 создает магнитное поле в зазоре с числом полюсов 2p=3 [16,37].

4.3 Электрическая принципиальная схема электропривода 4.3.1 Преобразователь частоты, режимы работы, основные характеристики Управление экспериментальным полномасштабным макетом ОЛАД, выполняется с помощью напольного пульта управления, подключенного к ПЧ по схеме (рисунок 4.6). Схема позволяет изменять необходимые параметры выходного напряжения, частоты, совершать пуск, торможение, реверс. На пульте реализована смена порядка фаз для изменения направления движения ЛАД.

Рисунок 4.6 Схема подключений входных и выходных клемм к ПЧ серии Тормозной прерыватель в комбинации с тормозным резистором позволяет использовать приводную систему с преобразователем в 4-квадрантном режиме (рисунок 4.7).



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 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.