WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

При проектировании ЛАД проводящий слой может быть не только из алюминия, но и других материалов. Каждый материал имеет свои физические постоянные свойства.

При использовании различных материалов проводящего слоя вторичного элемента получатся разные магнитные числа Рейнольдса 0 (как это следует из уравнения 4). Это значит, что для разных материалов проводящего слоя получатся разные механические характеристики двигателя.

(8)

Если используются другие материалы, электрическое сопротивление изменяется и получаются другие числа Рейнольдса 0, и другие характеристики двигателя.

На рис 9 показано сравнение результатов расчета электромеханических характеристик для различных материалов проводящего слоя вторичного элемента.

При изменении толщины проводящего слоя вторичного элемента меняется электрическое сопротивление проводящего слоя. Чем больше толщина, тем меньше сопротивление проводящего слоя. Но увеличение толщины проводящего слоя увеличивает размер эффективного зазора двигателя. Поэтому очень важно выбрать оптимальное соотношение толщины проводящего слоя вторичного элемента ЛАД.

Рис 10 показано сравнение результатов расчета электромеханических характеристик для различных толщин проводящего слоя вторичного элемента.

В четвертой главе приведен анализ статических характеристик спроектированного двигателя. При создании электромеханических систем с ЛАД сталкиваются с проблемой определения параметров ЛАД, которые необходимы для расчета характеристик и настройки системы управления, а также для моделирования переходных процессов в электромеханической системе.

Одним их возможных вариантов определения параметров ЛАД является метод использования конструктивных параметров электрической машины, но он обладает существенным недостатком, который заключается в том, что разработчикам электромеханической системы эти параметры не всегда доступны, и, кроме того, необходимо располагать соответствующими методиками расчёта.

Параметры ЛАД можно экспериментально определить из опыта короткого замыкания и холостого хода, но экспериментальные исследования возможно проводить только при наличии испытуемого электродвигателя. Лабораторная установка, позволяющая исследовать ЛАД в различных режимах, достаточно сложна.

Наиболее простой и удобной в употреблении является методика на основе хорошо известной Т – образной электрической схемы замещения (СЗ) (рис. 11).

Рис 11

Особенностью линейной индукционной машины является то, что чаще всего она имеет сплошной проводящий ВЭ (например, металлическая полоса в ЛАД). Это влечет за собой необходимость внести некоторые коррективы в схему замещения, связанные прежде всего с параметрами вторичной цепи. В частности, можно принять, что Х2 0. Кроме этого, необходимо изменить R2 с целью учета влияния поперечного краевого эффекта (например, по методике Болтона). Многослойность конструкции ВЭ можно учесть, если найти входное сопротивление многослойной структуры с помощью метода Е-Н четырехполюсников для реального и идеального случаев, определить отношение этих значений сопротивления (т.е. поправочный коэффициент) и помножить на него сопротивление R2 для идеального случая шихтованного сердечника ВЭ.

Наличие разомкнутого магнитопровода конечной длины связано с появлением ряда краевых эффектов, оказывающих, в основном, вредное влияние на показатели двигателя. Различают продольные и поперечные краевые эффекты.

В основу метода " Бегущая волна " положена детализированная схема замещения магнитной цепи электрической машины с выделением участков зон: 2-активная, 1,3-краевые. Определяется примерный контур обхода магнитного потока по индуктору, воздушному зазору и вторичному элементу. Индуктор и воздушный зазор заменяются сопротивлениями ( удельными проводимостями) и записывается закон полного тока при обходе по контуру потока. Уравнения для потоков получаются квадратными и представлены ниже. Решением этих уравнений будут потоки для зоны 1 и 2, 3 выраженные через удельные проводимости, которые в свою очередь являются корнями характеристического уравнения для активной и краевых зон.

Линейная плотность тока индуктора в зоне 2

Линейная плотность индукционного тока ВЭ

где jФ - трансформаторная ЭДС,

VB - ЭДС движения.

При обходе по контуру (закон полного тока)

(рисунок 12)

Рис 12

На основе (1), (2), (3), (4) после введения относительных единиц для зоны 2 получается следующее уравнении

где - добротность

, - отношение единичных магнитных сопротивлений, s - скольжение.

В зонах 1 и 3 (краевых

Решение (5):

для зон 2,

для зон 1 и 3,

где - положительна, - отрицательна.

Корни

Основная составляющая потока и индукции

где,

- коэффициент насыщения.

Усилие

.

Основная составляющая

где - критическое скольжение.

Электромагнитная мощность

Базисные величины:

1.

(lt - ширина индуктора)

, или

2. (через обмоточные функции)

- амплитуда обмоточный функции индуктора,

- (потокосцепление), (напряжение),

,,

На основе данной модели написана программа " Бегущая волна " на Mathcade, которая также как и по схеме замещения позволила просчитать энергетические показатели исследуемого двигателя. Программа строит характеристики зависимости тягового усилия, индукции, магнитного потока и плотности тока в обмотке индуктора на полюсном делении двигателя.

рис 13

По приведенным уравнениям была составлена программа для ЭВМ в среде Mathcad. Результаты исследования приведены на рис 14, на котором показана зависимость тягового усилия от величины воздушного зазора для трех значений добротности.

рис 14

В пятой главе проведен анализ электромагнитных процессов ЛАД. В настоящей работе исследовались процессы пуска ЛАД, Моделирование проводилось в координатах u, v, где задается постоянное напряжение, а уравнения записываются следующим образом.

При использовании этих уравнений исследовались процессы пуска ЛАД для следующих условий: без нагрузки, при пуске при увеличении силы сопротивления Fc до 100 Н, при увеличении силы сопротивления Fc до 500 Н и при пуске при увеличении массы вторичного элемента до 50 кг.

рис 15

На рисунке 15 представлены электродинамические процессы ЛАД при пуске. Время колебаний должно быть не больше чем 0,6 сек. График показывает, что эта задача выполняется.

рис 16

рис 17

рис 18

На рисунке 16, 17 и 18 показано, как изменяются электродинамические процессы ЛАД при увеличении силы сопротивления и массы вторичного элемента.

В приложениях приведен текст базового модуля компьютерной программы; результаты моделирования в расчетной области.

Основные результаты диссертационной работы

  1. Определены механизмы, для которых могут быть использованы однотипные линейные двигатели.
  2. Показано влияние активного сопротивления R’2 на характеристики ЛАД.
  3. Предложена схема замещения, позволяющая определять отдельно электромагнитную силу от алюминиевого покрытия и ферромагнитной подложки.
  4. Исследования показали, что большая часть создаваемого усилия обеспечивается алюминиевым покрытием( > 75% при номинальном скольжении ). Тем не менее пренебрегать при расчете параметров и токов ферромагнитной частью нельзя.
  5. На основании сравнения полученных характеристик был выбран вариант беспазовой конструкции вторичного элемента с алюминиевым покрытием и ферромагнитной подложкой.
  6. Показано влияние краевого эффекта на характеристики линейного двигателя. Из-за краевого эффекта получаются различные характеристики в каждой точке зазора линейного двигателя.
  7. Исследование динамических режимов показало влияние величины силы статического сопротивления на время переходного процесса.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в следующих печатных работах

1. Е. М. Соколова, Вунна Шве. Расчет характеристики и выбор конструкции вторичного элемента линейного асинхронного двигателя \\ Вестник МЭИ. Электротехника, Электромеханика. 2007 г. № 6. С. 135139.

2. Вунна Шве. Расчёт цилиндрического линейного асинхронного двигателя с помощью метода многослойных структур \\ V-я Международная научно -практическая конференция, “ Наука и новейшие технологии при поисках, разведке и разработке месторождений полезных ископаемых ”: 4–6 апреля 2006 г. Москва. С. 186.

3. Вунна Шве. Линейные асинхронные двигатели для механизмов металлургического производства \\ XI-я Международная конференция “ Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты ”: 18 - 21 сентября 2006 г. Крым, Алушта. С. 249.

4. Вунна Шве. Исследование переходных процессов в линейном цилиндрическом двигателе при импульсном управлении \\ XI-я Международная конференция “Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты”: 18 - 21 сентября 2006 г. Крым, Алушта. С. 250.

5. Е. М. Соколова, Вунна Шве. Обобщенная модель линейного асинхронного двигателя \\ Сборник материалов V международной (XVI Всероссийской) научной конференции: 18-21 сентября 2007 г. – Санкт - Петербург, 2007. С. 261–262.

6. Е. М. Соколова, Вунна Шве. Исследование линейный асинхронных двигателей быстродействующих механизмов \\ XII-я Международная конференция “Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты”: 29 сентября - 4 октября 2008 г. Крым, Алушта. С. 166.

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»