CC BY
13
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 212 1971
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЗРЫВОБЕЗОПАСНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МОЩНОСТЬЮ 7,5—100 кет
Ю. М. Гринберг, О. П. Муравлев
(Рекомендована научным семинаром кафедр электрических машин и общей электротехники)
Точность технологического процесса изготовления асинхронных двигателей характеризуется рассеиванием входных параметров, под которыми понимаем основные и локальные размеры, а также характеристики применяемых материалов (величина воздушного зазора, длины сердечников статора и ротора, удельное сопротивление алюминия обмотки ротора и т. п.). Рассеивание входных параметров обусловливает рассеивание выходных параметров (пускового и максимального моментов, пускового тока, коэффициента полезного действия и коэффициента мощности) .
Установить соответствие между допусками на выходные параметры по ГОСТ 183—66 и рассеиванием этих параметров можно путем обработки результатов большого числа типовых испытаний или аналитически на основании точностных показателей технологических процессов. Первый способ очень трудоемкий и невозможен на стадии проектирования, а второй — лишен этих недостатков.
Зависимость между рассеиванием входных и выходных параметров имеет вид [1]
82У1 = 2 (1) 5 = 1
где
V и ^х- — половина поля рассеивания в процентах для *1 } выходных и входных параметров;
Сц — коэффициент влияния ]'-го входного параметра на г-й выходной. Определяется по [1].
Точностные показатели технологии для завода «Кузбассэлектромо-тор», где выпускаются рассматриваемые двигатели, имеют следующие значения:
б1т = 0,8—1,1%; 6л^ = 0;
6ц = 4,79—0,01 /ь 612 = 3,57—0,0044/2, где 1Х и /2 в мж\ 8 = 19,2 + > Рн в кв!щ
' А1 гн
5. Зак. 4917.
65
S5 = 15,7 + l,02-2p;
10 8
5Рст+Рмех = 40>9 + p-Гр— > ГДе PCT + Рмех В КвШ.
гст t~ *мех
sz2 = 0; Чр по [2].
Методика определения ôXj приведена в [3], а условные обозначения — в [1, 3].
Коэффициенты влияния входных параметров на выходные для асинхронных двигателей подсчитываются аналитически на основании методики поверочного расчета [1]. Для упрощения расчета используется зависимость
1ЫЫЫН|в*11, (2)
где
| |д|к| |—■ матрица коэффициентов влияния параметров схемы
замещения на выходные параметры; ||вк]|| — матрица коэффициентов влияния входных на параметры схемы замещения. Для 31 типоразмера электродвигателей BAO 6—9 габаритов были рассчитаны элементы всех матриц. Матрица средних значений агк.
Ti Г21 XK Хщ
Мп — 0,167 0,911 — 1,745 0,000
Мш — 0,229 0,000 — 0,771 0,000
In — 0,83 0,043 — 0,872 0,000
ц — 0,047 0,018 0,002 0,017
COSqp — 0,006 0,000 — 0,065 0,210
Матрица средних значений BKj
Wi dnp lm PaI Ô 1. h z2
ri 1 —2 1 0 0 0 0 0
Г21 2 0 0 1 0 0 0,736 -1
Хк 2 0 0,466 0 -0,202 0,402 0,496 -0,646
Хщ 2 0 0 0 -0,665 1 0 0
Таблица 1
Средние значения коэффициентов Си
Входной параметр CiJ
j Mn i=l Mm i = 2 In i = 3 Л i = 4 COS Ф i = 5
1 Wi — 1,838 -1,771 —1,900 —0,049 0,299
2 dnp 0,333 0,459 0,167 0,094 —0,014
3 lm —0,983 —0,592 — 0,492 — 0,047 —0,023
4 Pai 0,911 0,000 —0,043 — 0,181 0,000
5 Ô 0,351 0,155 0,176 — 0,011 —0,126
6 h —0,695 -0,305 — 0,346 0,017 0,185
7 U —0,199 -0,386 — 0,469 — 0,013 —0,033
8 Z2 0,225 0,504 0,611 0,018 0,043
9 Рст Рмех 0,000 0,000 0,000 —0,0357 0,000
66
Анализ коэффициентов влияния показывает, что элементы матриц имеют большое рассеивание. Для приближенных расчетов можно использовать следующие зависимости:
ат=0ош+впк Рн; (3)
вк1=вок]+в1к5'2р. (4)
В табл. 2 представлены необходимые данные для расчета по формулам (3) и (4).
Таблица 2
Коэффициент влияния ь0 Ь1
ап — 0,297 0,00352
&12 0,857 0,00144
&13 — 1,616 - -0,00275
&23 — 0,662 - -0,00295
Й41 — 0,0388 - -0,00064
а4з — 0,0234 0,00014
а54 0,231 - -0,00080
Ь27 0,53 0,0405
Ьз5 —0,127 - -0,0146
Ьзб 0,335 0,0132
Ьз7 0,383 0,0222
Все остальные коэффициенты, для расчета которых нет данных в табл. 2, определяются по матрицам средних значений, за исключением «21, «зь «32, «зз и в45 («21 = —1—«23, «31=0,5а1Ь а33 =
— 0,5а13, «32 = —1—«31—«33, В45 = — —- >
где кн — коэффициент насыщения.
Коэффициенты матрицы ||сц|| подсчитываются по формуле С|5 = ап в 11+«12 в25+ ... +«т вщ\
1 = 1,2, 3, 4, 5; ]' = 1, 2,..., 8; С1» = с29 = с39 = с59 = 0;
С49 —
Рст + Р Р3 + 2Р
мех
(5)
(6)
Для оценки долевого влияния рассеивания входных параметров по уравнению (1) были рассчитаны по три двигателя каждой полюсности разных габаритов. В табл. 3 приведены результаты расчетов.
Т а б л и ц а 3
Выходные Входные Расчет по средним
2р=2 2р = 4 2р = 6
параметры параметры 2р=8 СЦ и 8х;
Мп рА1 6 0,939 0,054 0,993 0,833 0,161 0,994 0,960 0,035 0,995 0,962 0,034 0,996 0,931 0,063 0,994
Мш б 0,718 0,923 0,656 0,715 0,816
1п рА1 6 2 0,141 0,667 0,808 0,013 0,896 0,909 0,288 0,500 0,788 0,283 0,559 0,842 0,098 0,761 0,859
п Ра1 6 Рст+ Р м е х 2 0,012 0,000 0,985 0,997 0,099 0,003 0,892 0,994 0,152 0,020 0,819 0,991 0,145 0,177 0,725 0,987 0,084 0,015 0,893 0,992
СОБ ф б 0,950 0,911 0,966 0,973 0,986
5
67
Как видно из таблицы, рассеивание пускового момента обусловлено pAi и 6, причем влияние величины воздушного зазора незначительно. Разброс величины воздушного зазора определяет рассеивание максимального момента, коэффициента мощности и в значительной степени пускового тока.
Рассеивание коэффициента полезного действия полностью зависит от рАЬ Рст+Рмех, но соотношение между влиянием этих параметров неодинаково: при увеличении числа полюсов увеличивается влияние Ра\ и ó.
Таким образом, эквивалентное удельное сопротивление короткозам-кнутой обмотки ротора, величина воздушного зазора и потери в стали и механические определяют рассеивание выходных параметров.
Для существующей технологии изготовления асинхронных двигателей серии BAO 6—9 габаритов было рассчитано рассеивание выходных параметров. Результаты приведены в табл. 4.
Таблица 4
Выходной параметр
Пределы §ЛГ
У i
Мп Мт
1п
Ц
СОБф
20,4—45,6
2,5— 6,3 2,5— 7,1 1,4— 2,8 0,9— 5,8
Сравнение рассеяния выходных параметров с допусками по ГОСТ 183—66 показывает, что принятая технология изготовления обеспечивает соответствие стандарту таких параметров, как Мт, 1п, г] и частично СОБф.
Рассеивание пускового момента для большинства двигателей значительно превышает установленные стандартом 20%.
Таким образом, проведенные исследования позволяют оценить точность технологического процесса изготовления взрывобезопасных асинхронных двигателей, рассчитать рассеивание выходных параметров как при производстве, так и на стадии проектирования двигателей, оценить соотношение между возможностями технологического процесса и допусками по ГОСТ на выходные параметры.
ЛИТЕРАТУРА
1. О. П. Муравлев, Э. К. Стрельбицкий. Расчет допусков на параметры асинхронных двигателей. «Электротехника», 1968, № 11.
2. ГОСТ 2112—62. «Проволока медная круглая электротехническая».
3. О. П. Муравлев. Исследование влияния точностных характеристик техпроцесса на качество и надежность асинхронных электродвигателей. Диссертация, Томск, 1966.
