Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Применение постоянных магнитов в электромеханических системах

..pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
7.2 Mб
Скачать

Гис Л . Блок-сяемя алгоритма поверочного расмеф* Щ

-с «яосиэным ротором

. Рис.2, Динамические (сплошные) и статическая (штриховая) кривые намагничивания материала

индукций не превышает 1/-10#* Следовательно, разработанные' программ­ ные средства позволяют определять динамические .характеристики

магни'х омягких •материалов с достаточной

точностью.

 

На рис.

4 даны экспериментальные

статическая и динамическая

кривге

намагничивания на частотах 25

,

50, 100

и 2 5 0 ’Гц массивного

ротора

из хромокобальтового сплава с

 

Вн *

0,0195 м,

*

= 0,015 м и

Ь* 0,0296 м. И в .этом

случае

расхождение

экспе­

риментальных и расчетных значений напряженности при фиксированной индукции не превышает 10#. Таким образом, разработанные програм­ мные средства пригодны и для. расчет.* динамических параметров ма-

4,5 - 50 Гц; 6 ,7 - 100

Гц; 8 ,9

-

250 Гц; 3 ,5 ,7 ,9 - экспери­

мент;

2 ,4 ,6 ,0

-

расчет

гнитотвердых материалов.

Влияние геометрии массивного ротора на его динамические па­ раметры оценивалось на основе результатов исследования свойств трех роторов, изготовленных из материала 25Х15К с различными гео ­ метрическими размерами (таблица). Динамические параметры образцов на частоте ^ - 50 Гц определена экспериментально и расчетным путем. Анализ характера кривых (р и с.5) показывает, что с увеличе-

А Тл

Р ис.а . Статически X и динамические 2 -9 кривые

намагничивания хромокобальтового сплава для рав- личныу частот: 2*3 - 25 Гц (остальные обозначе­

ния си. на1рис.3)

Рис.5, Динамические кривые намагничи­ вании образцов 1.-3 ив .материала 25Х15К: сплошные кривые - расчет; штриховые -

вксперимснт

Диаметр, м

Длина

Площадь

 

Пеоиметр

внутренний

поперечно­

поперечно­

образ­

наружный

1 >10^,м

го сечения

го сечения

ца

л

йбн

 

 

1 п , м

 

 

 

 

I

0,055

0,04425

0,95

52,6

 

0,0298

2

0,0495

0,04425

0,19

49,9

0,0433

3

0,04775

0,04425

0,284

49,7

 

0,0603

нем 1_п массивного ротора динамические кривые намагничивания сме­

щаются влево, что аналогично

их изменению при уменьшении частоты

в случае неизменной

геометрии. С увеличением 30 массивного рото­

ра кривые смещаются

вправо,

как

при повышении частоты в случае

неизменной геометрии ротора.

С целью проверки адекватности разработанной программной систе­ мы поверочного расчета ГД с массивным ротором выполнены расчеты некоторых спроектированных ГД. По заданным обмоточным данным, ге­

ометрическим размерам ГД, характеристикам материала ротора

и пара­

метрам

режима электропитания определялись ток I , мощность

,

потери,

момент М , КПД, индукция в воздушном зазоре и коэффи­

циент мощности для пускового режима при индукции петли гистерези­ са с максимальным коэффициентом выпуклости; для пускового режима при реальной индукции в роторе; для рабочего режима и режимя пе­ ревозбуждения. Поверочные расчеты могут проводиться для ГД как нормального, так и обращенного исполнения.

В ходе эксперимента получены следующие параметры для ГД с мас­

сивным ротором в пусковом режиме:

X * 6,2 А;

Р1 = 98 Вт; М

= 0,09 Н*м. Расчет дал:

/ * 6 ,8

А ;' /? = 106 Вт;

М = 0,0107 Н«м.

Приведенные данные,

а также результаты расчетов и испытаний

других ГД показывают достаточно высокую адекватность разработан­ ных алгоритмов и программных средств,

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

X.Гистерезисный двигатель при несимметричном питании/И.Н.Ор­ лов, В.В.Кононов, В.Б.Никаноров, И.В.Филиппов//Сб.науч.трудов, №147. М.: Моск.энерг. лн-т. 1987. С .53-63.

2 . Никаноров В .В ., Останин С.Ю. Гистерезисный электропривод при несинусоидальном питпнии//Сб.науч.трудов. №179. Ц .: Моек, энерг. " и м . 1988. С.91-99.

3 . Останин С.Ю. Математическая модель и программная система расчета характеристик п'.стерезисного двигателя при наличии высших гаркочик поля//Сб.науч. трудов. № 218. М.: М оск.энерг.ин-т. 1989. С .65 -93.

4. Лузыка Б .А ., музыка Н .А ., Завгородний В.И. К расчету эле­

ктроэлементов с массивньвли'магнптопроводами / / Электричество.1974.

№4. С .75-78.

5 . Никаноров В .Б ., Селезнев А.Л ., Яковлев Б.А. Исследование хромокобальтового сплава для роторов* гистерезисных‘ электродвига­ телей// Электромеханика. 1967. №3 . С .49-54.

ПУТИ С Ш Е Ш УДАРНЫХ ТОКОВ В ГИСТ^ЕсХИОЯ ЭЛ2СТР0ДВ1-1ГАТЕДБ: ГРИ ЛУСлЕ

Науч. сотр. А.В.ГИТОВ

Питание гистерезис пух электродвигателей ГД) о электроприводе инерционных механизмов осуществляется чаце всего от автономных ин- •веэторов напряжения или тока. Сокращение времени разгона Ь0 до­ стигается посредством форсированного пуска, при котором напряжение питания превышает номинальное в 1,5 -2 раза. Для работы п зтом ре­ жиме ГД проектируй? с максимальны].' использованием по потеку. В ра­ бочем режиме без перевозбуждения или в перевозбужденном состоянии

пусковая мощность ГД больше

максимальной в 2 ,5 -4 р а за ,•поэтому

статический преобразователь

недоиспользуется по модности. В авто­

номных объектах заметное снижение мессы, габаритов и стоимости преобразователя возможно при условия равенства его мощности макси­ мально?. модности ГД я пусковом пежине. Однако это не удается вследствие вьтсода из строя элементов статического преобразователя

при пуске, причиной которого, как предполагается, яэчктося* большие броски тока с к мент подключения нагрузки. Подобные режимы харак-

терны для пуска асинхронных .и синхронных "атин [ I ] , поэтому реа­

лизует специальные режимы пуска с определением начального положе­ ния магнитной оси ротора или его принудительной выставки в положе­

ние: когда

ударный ток

минимален [2 ]

Однако тако/, путь неприем­

лем для ГД,

у которого

нет явносыряденной реактивности.

В настоящей статье проведена оценка уровня ударных токов при пуске и представлены пути их уменьшения.

Задача решгдась .экспериментально для ГД типа Г32УХЛ4, работал-

него на частоте / = 500 Гц с максимальным (форсированным) напря­ жением О е 60 В и номинальным ин = 40 В при напряжении питания инвертора с коэффициентом нелинейных искажений менее 15%, благода­ ря чему можно получить практически синусоидальный ток в установив­ шемся режиме и четче определить переходный процесс тока в пуске.

Экспериментальная установка содержит трехфазный тиристорный контактор со схемой управления, который позволяет подключить на­ грузку К источнику питания с любым заданным фазовым положением вектора V результирующего поля статора,

НОследов алия проводились при размагниченном и предельно намаг­

ниченном состояниях магнитного материала ротора ГД, В последнем сдучле в момент включения контактора направление намагниченности

совпадает с

направлением вектора 0

результирующего поля статора

либо повернуто на электрический угол 180°.

 

 

Наибольшее значение пускового тока

1п « (3 - 3 ,5 ) /,,

наблюдает­

ся при совпадении направлений намагниченности ротора и вектора В

поля статора (р и сД а ), минимальное -

при противоположной

направ­

ленности

векторов

1п - 1Н (р и с.1 6 ),

промежуточное - при размаг­

ниченном состоянии

ротора ГД (ри с.2 ) .

 

 

 

При отключении ГД от сети ротор сохраняет остаточную намагни­

ченность, т .е . магнитное состояние

остановленного ГД определяется

предысторией его работы. При этом

остаточная индукция

Зг

может

соответствовать значению Вг таъ

» определяемому предельной пет­

лей намагниченности ротора. В момент останова намагниченность ро­ тора занимает произвольное пространственное положение. Вели при подключении.ГД .к сети направления намагниченности и магнитного потока статора совпадают, то. насыщение материала ротора вызывает

бросок пускового тока,

вследствие чего может выйти из строя стати­

ческий преобразователь,

рассчитанный на минимум пусковой мощности,

Б настоящее время в

гистерезисном электроприводе для снижения

пусковых токов применяется способ размагничивания роторов ГД [3^ , заключающийся в проворачивании роторов ГД в медленно убывающем маг­ нитном поле. Однако для реализации данного метода требуется доста­ точно. мощное оборудование, которое используется довольно редко,

В современном электроприводе получил распространение ГД с им­ пульсным перевозбуждением [4 3 . В структуру электропривода вклю­ чен блок импульсного намагничивания, который предназначен для н а-

аа

Р ис.1. Осциллограммы токов

при пуске намагниченного

ГД:

а) направление намагниченности

совпадает с вектором

ре­

зультирующего поля статора;

б)

направления'намагничен­

ности и вектора результирующего поля находятся в противофазе

Рио.2 .Осциллограммы токов при пуске размагниченного ГД

Г т !!ш г 11аНЙЯ РотоРа ДО предельного уровня с целью получения пре­ дельных энергетических параметров двигателей. Задача безудар­ ного пуска ГД может быть решена при реализации режима импульсного намагничивания. Данный блок позволяет ориентировать намагничен­ ность неподвижного ротора в заданном положении, а затем подключить ГД к сети с определенной фазой питвкщего напряжения. В первом слу­ чае (рис.За) направление намагниченности ротора, создаваемая бло­

ком импульсного

намагничивания, совпадает

с направленйем'вектора

I/,

при этом пусковой ток 1 п = ( 3 - 3 ,5 ) 1 м*

во втором - направления

намагниченности

и вектора О сдвинуты относительно друг друга

на

электрический угол 180°, а пусковой ток находится на уровне уста ­ новившегося значения 1 п - I ном (р и с.3 6 ).

Таким образом, при пуске ударные токи достигают* значения (2 ,5 -3 ) 1 Н и могут быть причиной выхода из строк источника пита­

ния. Использование режима импульсного намагничивания для снижения пусковых токов позволяет .уменьшить установленную мощность -источни­ ка питания либо повысить его надежность.

й ю “

Г^гтт”, А

Л

А —^

* \ 2

\ у

V/ \ У \ , *

1л^

М у

А

л а

 

г.л У V/ \У

“ V - М

Л

/ ;

 

 

4

 

Р кс.З . Осциллограммы токов при формировании намагниченности ротора ГД с помощью блока импульсного намагничивания: а) направление намагниченности совпадает с ве­ ктором результирующего поля статора; б) направления намагниченности и вектора

результирующего поля находятся в противофазе

I

-л 0

1

Соседние файлы в папке книги