Научная статья на тему 'Модулированные статорные обмотки двигателей для привода вентиляторов'

Модулированные статорные обмотки двигателей для привода вентиляторов Текст научной статьи по специальности «Электротехника»

CC BY
151
20
Поделиться
Ключевые слова
АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ / МОДУЛИРОВАННАЯ СТАТОРНАЯ ОБМОТКА / СХЕМА ОБМОТКИ / МОМЕНТЫ ДВИГАТЕЛЕЙ / ASYNCHRONOUS MOTOR / MODULATED STATOR WINDING / WINDING SCHEME / TORQUES

Аннотация научной статьи по электротехнике, автор научной работы — Богатырев Николай Иванович, Креймер Алексей Семёнович, Ванурин Владимир Николаевич, Джанибеков Казбек Азрет-Алиевич, Пономаренко Кирилл Борисович

Для создания микроклимата в птицеводстве, животноводстве, в тепличных хозяйствах, в овощехранилищах применяется значительное количество вентиляторов с асинхронными двигателями. С целью повышения эффективности скорость вентиляторов необходимо регулировать, поэтому для их привода применяются многоскоростные двигатели. Серийные двухскоростные двигатели с соотношением чисел полюсов 1:2 имеют одну полюсно-переключаемую по схеме Даландера обмотку статора. Двухскоростные двигатели с соотношением чисел полюсов 3:2 и 4:3 имеют одну полюсно-переключаемую по методу амплитудно-фазовой модуляции обмотку статора. Недостаток известных обмоток в том, что на разных скоростях вращения они имеют разные энергетические показатели. Для создания рациональных схем с переключением на кратное трем число полюсов предлагается осуществить полифазную модуляцию МДС трехфазной обмотки. В результате исследования получены статорные обмотки на 4 и 6 полюсов, которые позволяют переключением по схеме Δ/ΥΥ изменять частоту вращения двигателей в приводе вентиляторов без разрыва цепи питания

Похожие темы научных работ по электротехнике , автор научной работы — Богатырев Николай Иванович, Креймер Алексей Семёнович, Ванурин Владимир Николаевич, Джанибеков Казбек Азрет-Алиевич, Пономаренко Кирилл Борисович,

MODULATED STATOR WINDINGS OF THE MOTOR FOR FAN DRIVES

In poultry industry, animal breeding, greenhouses and vegetable stores a significant amount of fans with asynchronous motors is used to create a microclimate. The fan speed of the fan should be regulated in order to improve the efficiency, so the multispeed motors are used for the fan drives. Line produced two-speed motors with a proportion of the poles number 1:2 have a polar-switched Dahlander stator winding. Two-speed motors with a proportion of the poles number 3:2 and 4:3 have only one stator winding which is pole-switched by the method of amplitude phase shift keying. A drawback of the windings is that they have different energy indicators at different spin rates. In order to create rational diagrams with switching according to the number of poles, which is multiple of three, it is proposed to implement a polyphase MMF modulation of the three-phase winding. As a result of the study, there were procured the stator windings at 4 and 6 poles, which enabled to change the spin speed of the motor in the fan drives without breaking the drive power circuit by the scheme Δ / ΥΥ

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Модулированные статорные обмотки двигателей для привода вентиляторов»

УДК 621.31.03

05.00.00 Технические науки

МОДУЛИРОВАННЫЕ СТАТОРНЫЕ ОБМОТКИ ДВИГАТЕЛЕЙ ДЛЯ ПРИВОДА ВЕНТИЛЯТОРОВ

Богатырев Николай Иванович к.т.н., профессор, 8РШ-код: 4601-9136

Креймер Алексей Семёнович к.т.н., доцент, 8РШ-код: 4277-3264

Кубанский государственный аграрный университет, г. Краснодар, Россия

Ванурин Владимир Николаевич

докт. техн. наук, профессор, SPIN-код: 8052-4631

Джанибеков Казбек Азрет-Алиевич к.т.н. , доцент

Пономаренко Кирилл Борисович инженер

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Северо-Кавказский научно- исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства», Зерноград, Россия

Для создания микроклимата в птицеводстве, животноводстве, в тепличных хозяйствах, в овощехранилищах применяется значительное количество вентиляторов с асинхронными двигателями. С целью повышения эффективности скорость вентиляторов необходимо регулировать, поэтому для их привода применяются многоскоростные двигатели. Серийные двухскоростные двигатели с соотношением чисел полюсов 1:2 имеют одну полюсно-переключаемую по схеме Даландера обмотку статора. Двухскоростные двигатели с соотношением чисел полюсов 3:2 и 4:3 имеют одну полюсно-переключаемую по методу амплитудно-фазовой модуляции обмотку статора. Недостаток известных обмоток в том, что на разных скоростях вращения они имеют разные энергетические показатели. Для создания рациональных схем с переключением на кратное трем число полюсов предлагается осуществить полифазную модуляцию МДС трехфазной обмотки. В результате исследования получены статорные обмотки на 4 и 6 полюсов, которые позволяют переключением по схеме Д/YY изменять частоту вращения двигателей в приводе вентиляторов без разрыва цепи питания

Ключевые слова: АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, МОДУЛИРОВАННАЯ СТАТОРНАЯ ОБМОТКА, СХЕМА ОБМОТКИ, МОМЕНТЫ ДВИГАТЕЛЕЙ

UDC 621.31.03 Technical sciences

MODULATED STATOR WINDINGS OF THE MOTOR FOR FAN DRIVES

Bogatyrev Nikolai Ivanovich Cand. Tech. Sci., professor

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Kreymer Aleksey Semyonovich Cand. Tech. Sci., docent

Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia

Vanurin Vladimir Nikolaevich Dr.Sci.Tech., professor

Dganibekov Kasbek Asret-Alievich Cand. Tech. Sci., docent

Ponomarenko Kirill Borisovich engineer

Federal state scientific institution North-Caucasian scientific-research institute of mechanization and electrification of agriculture, Zernograd, Russia

In poultry industry, animal breeding, greenhouses and vegetable stores a significant amount of fans with asynchronous motors is used to create a microclimate. The fan speed of the fan should be regulated in order to improve the efficiency, so the multispeed motors are used for the fan drives. Line produced two-speed motors with a proportion of the poles number 1:2 have a polar-switched Dahlander stator winding. Two-speed motors with a proportion of the poles number 3:2 and 4:3 have only one stator winding which is pole-switched by the method of amplitude phase shift keying. A drawback of the windings is that they have different energy indicators at different spin rates. In order to create rational diagrams with switching according to the number of poles, which is multiple of three, it is proposed to implement a polyphase MMF modulation of the three-phase winding. As a result of the study, there were procured the stator windings at 4 and 6 poles, which enabled to change the spin speed of the motor in the fan drives without breaking the drive power circuit by the scheme A / YY

Keywords: ASYNCHRONOUS MOTOR, MODULATED STATOR WINDING, WINDING SCHEME, TORQUES

Асинхронные машины в силу ряда достоинств (относительная дешевизна, высокие энергетические показатели, простота обслуживания) являются наиболее распространенными среди всех электрических машин. Асинхронные машины выпускаются, как правило, большими сериями, наиболее значительными из которых являются машины общего назначения - серии 4А, АИ, 5А, 6А мощностью до 400 кВт [5, 7, 11].

В соответствии с ГОСТ 51689-2000 асинхронные двигатели (АД) основного (базового) исполнения могут иметь сервис-фактор, равный 1,1 или 1,15, т.е. допускать длительную перегрузку на 10 и 15% соответственно при номинальных напряжениях и частоте. При этом, превышение температуры обмоток двигателей будет не более допустимого на 10%.

Обмотка статора АД является наиболее сложной, ответственной и технологически трудоемкой в изготовлении частью электрической машины. Обмотка статора определяет своими электромагнитными свойствами, технологичностью и стоимостью все основные показатели АД. В этой связи выбор наиболее рациональных схем обмоток АД и оптимизация их электромагнитных параметров - важнейший этап современных энергосберегающих технологий [3, 4, 6, 8-10].

Анализ литературных источников показал, что современные приемы формирования обмоток статора позволяют методами усовершенствования их схем расширить поиск рационального использования габарита АД, в том числе и асинхронных генераторов [1, 2, 12-22].

Основной показатель энергоэффективности асинхронного двигателя в процессе эксплуатации - коэффициент мощности cosф зависят от степени загрузки двигателя. Чем она меньше, тем больше относительная величина реактивной мощности и тем менее эффективно работает двигатель и питающие двигатель установки.

В низковольтных сетях повышение cosф до определенного уровня известными способами экономически не всегда оправдано, поэтому, зача-

стую, не применяется. В этой связи поиск эффективных методов снижения потребляемой реактивной мощности в индивидуальных приводах с асинхронными двигателями остается актуальной задачей. В большей мере она затрагивает многоскоростные двигатели в приводе вентиляторов. При переключении полюсов, когда мощность на валу двигателя в приводе вентилятора изменяется практически пропорционально кубу изменения пар полюсов, важно согласовать соотношение составляющих намагничивающего и активного тока /11а.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Из-за отсутствия рациональных схем полюсопереключаемых статор-ных обмоток двигатели на 6/4 и 8/6 для привода вентиляторов выпускают с двумя обмотками (таблица 1) [10], что, очевидно снижает степень использования базового габарита и энергетическую эффективность привода.

Таблица 1 - Технические данные двухобмоточных двигателей для привода вентиляторов

Типоразмер двигателя Р2н, кВт п2н, об/мин /1н, А Ли, % со^фн

А71А6/4 0,12/0,4 950/1435 0,58/1,35 43/58 0,73/0,78

А71В6/4 0,18/0,55 950/1440 0,76/1,69 50/64 0,72/0,77

А80А6/4 0,28/0,9 950/1415 1,16/2,1 51/71 0,72/0,83

А80В6/4 0,37/1,2 930/1420 1,41/3,16 53/73 0,75/0,79

А100S6/4 0,55/1,7 930/1415 1,96/4,36 56/74 0,76/0,80

А100Ь6/4 0,9/3,0 960/1440 3,0/7,1 68/81 0,67/0,80

А132М6/4 2,0/6,0 975/1460 6,1//2,9 75/87 0,66/0,81

АИР160S6/4 4,0/12,0 980/1470 9,0/25,5 79/87 0,85/0,82

А200М6/4 7,0/23,0 988/1470 15,5/46 82,2/87,7 0,84/0,87

А200Ь6/4 8,0/27,0 988/1472 17/53 83,4/88,4 0,86/0,87

А225МА6/4 11,0/35,0 989/1475 22,5/64 85,5/90 0,87/0,92

А225МВ6/4 12,5/40,0 990/1480 26/78,0 86/90,6 0,86/0,86

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

А250Б6/4 18,0/49,0 977/1472 36/90 87,3/92,7 0,86/0,89

А200М8/6 7,6/18 734/982 17,5/39 82/88 0,81/0,79

А200ЬА8/6 8,5/20 734/974 19/40 82/88 0,81/0,86

А200LВ8/6 9,5/22 734/976 21,5/45 84/89 0,80/0,83

А225М8/6 12/28 737/982 26,5/55 86/91 0,80/0,85

А250LВ8/6 17/42 740/985 37/78 87/91 0,80/0,89

Формированию схем статорных обмоток с переключением на смежное кратное трем число полюсов способствует преобразованный вариант чередование фазных зон [11], позволяющий осуществить полифазную модуляцию МДС трехфазной обмотки. Для основной гармоники р полифазную модуляцию МДС по периметру статора (по координате х) условной синусоидальной волной с единичной амплитудой можно представить в виде (рисунок 1, стороны катушек фазы U обозначены квадратами, фазы V треугольниками, фазы W кругами):

Рис. 1 - Чередование фазных зон, направление токов в сторонах катушек и представление модулирующей волны Результат модуляции

F F

F = F cos рх■ sin х = ~2 sin(р ~ 1)x + sin(Р +1)x.

При исходном р = 3 результат модуляции сопровождает высшая гармоника V = р + 1 = 3 + 1 = 4. Если исходное р = 2, то результат модуляции сопровождает низшая гармоника V = р - 1 = 2 - 1 = 1.

Реализации рациональной схемы обмотки на 6/4 полюса препятствуют низшая гармоника V = 1. Так, амплитуды гармоник МДС двухслойной обмотки при 2р = 6 в долях малых ступенек (рисунок 2)

F = Fm cos рx ■ sin х = ~m~ sin(р -1)x + sin(р +1)x.

F

+3sinv45° +3sinv55° -sinv65° -sinv75° -2sinv85°).

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Рис. 2 - Основная и сопровождающая гармоники МДС при 2р = 6 Принятое в [3-7] распределение катушек по тройкам соседних фазных зон пропорционально синусу угла расположения фазных зон, число которых соответствует большему числу полюсов (рисунок 3), также не решает проблему формирования рациональной схеме обмотки на 6/4 полюса из-за значительной пульсации амплитуды низшей гармоники МДС при большем числе полюсов.

. 1Чи

ЕЕЕХаДААЕН1*!е!

| GX3QAД ООДДД ¿0 GX30AA OG&AA

(Э0АДА ЛЭ 000ДА GXDAAA OOQAA |

р

3.5 3 2.5 2 1.5 1

0.5 0

-0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3 -3.5

Рис. 3 - Схема ориентации фазных зон, МДС при нулевом значении тока в фазе U, МДС при максимуме тока в фазе U, гармоники МДС при 2р = 6

Неизменное во времени хорошее качество МДС при 2р = 4 позволяет изменением фазы токов в диаметрально расположенных частях фазных обмоток по принципу кругового перемещения трёхфазных токов выполнить фазную модуляцию МДС частей в виде () и а - смещение фазных обмоток и смещение их частей):

F = Fm [cosx ■ sinfot - 2л/3) + cos(x - а) ■ sinot + cos(x - ¡3) ■ sinfot -4л/3) + cosfx - ) - а) ■ sinfot - 2л/3) + cosfx - 2)) ■ sinot + cosfx - 2) - а) ■ sinfot - 4л/3)] = Fm/2 [sinfot - 2л/3 - x) + sinfot - 2л/3 + x) + sinfot - x + а) + sinfot + x - а) + sinfot - 4л/3 - x + )) + sinfot - 4л/3 + x -)) + sinfot - 2л/3 - x + )+ а) + sinfot - 2л/3 + x - )- а) + sinfot - x + 2)) + sinfot + x - 2)) + sinfot - 4л/3 - x + 2)+ а) + sinfot - 4л/3 + x - 2)- а)].

Модуляция при a = 180° осуществляется переключением обмотки по схеме Д/YY без разрыва цепи питания двигателя.

При )= 2 л/3 (соединение в треугольник в последовательности U, V, W): F = 3/2Fm [sinfot - x - 2л/3) + sinfcat - x + а)] = = 3Fm[sinfot - x - л/3 + а/2) ■ cos(- л/3 - а/2)] = = 3Fm [sinfot - x - л/3 + а/2) ■ cos(л/3 + а/2)]=

=3Fm sin(cot - x + 300)cos1500.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

При Р= 4л/3 (соединение в треугольник в последовательности U, W, V): F = 3/2 Fm [sin(cot + x - 2л/3) + sin(cot + x - a) = = 3Fm [sin(ot + x - Л3 - a/2) ■ cos(- Л3 + a/2)] = = 3Fm [sin(ot - x - л/3 - a/2) ■ cos(л/3 - a/2)]= =3Fm sin(ot - x -120°) cos300.

Поскольку |cos 1500| = cos 300, то не имеет значение, в какой последовательности фазные обмотки соединены в треугольник. При схеме А значение коэффициента распределения в 2/1,73 раза меньше по сравнению со схемой YY, рисунок 4 (при схеме YY выводы 1, 2, 3 замкнуты).

ю

И5

120

125

130

135

2

3 1 < .1 < >4W i ^U < ,4V

Рис. 4 - Схема четырехполюсной обмотки с шагом у = 8 (£0бА/£обУУ = 0,71/0,82), МДС при УУ и А, векторные диаграммы к определению коэффициента распределения, гармоники МДС при А Симметрирование обмотки для основной гармоники р = 2 и для

высшей гармоники п = 3 выполнено перестановкой однокатушечных групп в фазах V и W. Для низшей гармоник и многих других высших гармоник обмотка несимметричная, и токи внутри треугольника от АЕ фазных обмоток образуют потоки, практически компенсирующие потоки от МДС гармоник.

При переключении по схеме А/УУ соотношение витков, потоков, индукций в воздушном зазоре и линейных намагничивающих токов:

тт

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

^нТХ^обА^Д

380 0,833 Ф

тт

220 • 0,72 Фл

= 2;

Фл

ф

= 1;

В

ЗА

Фл

тт

Взтт Фтт

1мАл = 1м = ВЗАЩтКбТТ 1мТТл ^ыТТ ВЗТТ WА Кб А

=73

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

1 • 1 • 0,833

= 1.

1-2 • 0,72

При соединении фаз А значение коэффициента дифференциального рассеяния, определяющее значение составляющей индуктивного сопротивления статорной обмотки от потоков дифференциального рассеяния

х^гд, с достаточной точностью можно определить по амплитудам явно выраженных высших гармоник. Так, согласно гармоническому анализу МДС (без учёта скомпенсированной низшей гармоники)

т

дА

у=1

2 УГП

-1 =

8,122 + 2,912 + 0,572 + 0,12 + 0,192 + 0,132 + 0,242 + 0,12

812

-1 = 0,135.

С учетом других высших гармоник хдд ~ 0,14. По той же методике при схеме YY хдУу ~ 0,013.

Расчет пусковых токов двигателя на габарите АИР100Б4 (таблиц 2). Для него с однослойной обмоткой диаметрального шага тд = 0,14 [2].

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Таблица 2 - Параметры базового двигателя в относительных и именованных единицах (ин/11н)

Типоразмер двигателя Хц В номинальном режиме При пуске (^ = 1)

-1 Х1 -2 Х 2 2п -к хк

АИР100Б4 2,2 0,078 0,079 0,053 0,13 0,067 0,14 0,14

72 2,56 2,57 1,74 4,27 2,2 4,6 4,6

Для базового двигателя значение составляющей индуктивного сопротивления статорной обмотки ХдХ^ = 0,014 ■ 72 ~ 1 Ом.

Для модулированной обмотки при схеме YY хдуух^ = 0,013 ■ 72 = 0,94 Ом и индуктивное сопротивление х1УУ = (2,57 - 1 + 0,94 = 2,51 Ом. При соединении фаз Д хддх^ = 0,135 ■ 216 = 29 Ом, и индуктивное сопротивление обмотки х1Д = (2,57 - 1)3 + 29 = 33,7 Ом. Параметр — в таблице 3 учитывает увеличение в 1,2 раза числа витков модулированной обмотки (коб = 0,80) по сравнению с обмоткой базового двигателя (коб = 0,96).

Таблица 3 - Параметры двигателя АИР160Б4 с модулированной обмоткой, Ом

Типоразмер двигателя В номинальном режиме

-1 Х1 -2 Х 2

АИР100Б4 YY 72 3.65 3,7 1,74 4,27

Д 216 14,6 33,7 5,2 12,9

Для смежных гармоник р = 2 и V = 3 активные сопротивления роторной обмотки отличаются незначительно и относительный момент от гар-

моники V с относительной амплитудой можно определить, ориенти-

руясь на параметры двигателя.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Скольжение ротора и относительный момент от гармоники V = 3:

V 3

5 = 1 - (1 - = 1 - (1 - = 1,5^ - 0,5;

Р 2

МУ=_3 р F„2 ¿V Я22+Ахм +х2)2

м V F„ * RvvV + (хц(р/V)2 + Х2)2

„ 2 0 3582 1,55-0,5 5,22 + 52(216 +12,9)2 = ~ 3 , 5 5,22 + 5^(96 +12,9)2

= 0 0851 (1,55 -0,5)• (27 + 52 • 52395) , 5(27 + (1,55-0,5)2 11859) '

Согласно таблице 2 можно принять, что активное сопротивление роторной обмотки в процессе пуска уменьшается по закону (1 + 0,26б), а индуктивного сопротивления короткого замыкания увеличивается по закону (1 - 0,46Б).

Моменты двигателя с учетом действия прямовращающейся высшей гармоники (рисунок 5):

ти2 Я 2Д5(1 + 0,265)

Мд= (-

щ

(5Я!Д + (1 + 0,265)Я2д )2 + 52 (1 - 0,4б5)(^ д + х2д )2 ]

_3• 3802 • 5,25(1 + 0,265)_

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

157(52(213 + 2171(1 - 0,465)) +1525(1 + 0,265) + 27(1 + 0,265)2)

143485(1 + 0,265)

= (( +(

52(213 + 2171(1 - 0,465)) +1525(1 + 0,265) + 27(1 + 0,265)2

_143485(1 + 0,265)_

52 (213 + 2171(1 - 0,465)) +1525(1 + 0,265) + 27(1 + 0,265)2

•0,0854 •(1'55 - °'5) •(27 + 52 •52395)));

5(27 + (1,55 - 0,5)2 • 11859)

МУУ =

Я2УУ 5 • (1 + 0,265)

од

"(sR1YY + (1 + 0,265) Я2УУ )2 + 52 (1 - 0,465)( х1УУ + ,х2УУ )2 ]

3 • 2202 • 1,745- • (1 + 0,26^)

157( 52 52 (13,3 + 46(1 - 0,465)) +12,75(1 + 0,265) + 3(1 + 0,265)2)

__16095(1 + 0,265)_

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

= (52(13,3 + 46(1 - 0,465)) +12,75(1 + 0,265) + 3(1 + 0,265)2'

М, 50 Нм 40

30

20

10

0 -10

( 0 1 о, 2\0 :з 0 ,4 0, 5 0 6 0 7 0 ,8 0 ,9 1

Рис. 5 - Вид моментов при схемах YY и А Схема обмотки двигателя с 48 пазами статора показана на рисунке 6.

3 о О 1 О 2 4\Л/ О 4\/ О О 4и

Рис. 6 - Схема четырехполюсной обмотки, 2 = 48

12 9 6

3

о

-3

-6

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

-9 -12

06\Л/ Оби ОбУ

( 30 \б® /0Ч1Р0 \150 / тар 2Ю \р рЬ\ з ф «30 М

Рис. 7 - Схема и МДС шестипо-люсной обмотки, (£обА/£обуу = 0,79/0,892), гармоники МДС при схеме А

Формирование шестполюсной обмотки с переключением А/УУ (рисунок 7) выполнено также на основе синусоидального распределения катушек по фазным зонам, соответствующим смежному большему числу полюсов.

Расчет пусковых токов двигателя на габарите АИР225М6. Данные АИР225М6 приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Параметры базового двигателя в относительных и именованных единицах (ин//1н= 220/73 = 3)

Типоразмер Хд В номинальном режиме При пуске (^ = 1)

двигателя Я1 Х1 К2 X 2 К 2п Кк хк

АИР225М6 3,25 0,042 0,10 0,019 0,13 0,035 0,078 0,16

9,75 0,127 0,45 0,103 0,39 0,105 0,234 0,48

Для базового двигателя значение составляющей индуктивного сопротивления статорной обмотки тх = 0,00644 ■ 9,75 = 0,06 Ом.

Для двигателя с модулированной обмоткой при соединении фаз YY т^Хц = 0,0348 ■ 9,75 ~ 0,34 Ом, индуктивное сопротивление х1Уу = (0,45 -0,06 + 0,34) = 0,73 Ом (таблица 5).

При соединении фаз в треугольник значение тддх^ = 0,1 ■ 29,25 ~ 2,9 Ом и индуктивное сопротивление статорной обмотки х1д = (0,45 - 0,06)3 + 2,9 = 4,1 Ом.

Таблица 5 - Параметры двигателя АИР225М6 с модулированной обмоткой, Ом

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Типоразмер двигателя В номинальном режиме

К1 Х1 К2 X 2

АИР225М6 YY 9,75 0,127 0,73 0,103 0,39

д 29,25 0,51 4,1 0,31 1,17

Скольжение ротора и относительный момент от V = 4, рисунок 14:

у 4

5 4 = 1 -(1 -= 1 -(1 -= 1,333^-0,333.

Р 3

Му=4_ р С + 52(х2)2 =

М у К 8 + (XДр/у)2 + х2)2

3 1,3335-0,333 0,312 + 52(29,25 +1,2)2

= —• (0,34)--------— =

4 5 0,32 + 52(16,45 +1,2)2

= 0 085 (1,3335 - 0,333) • (0,096 + 52 • 927,2), , 5 • (0,09 + (1,3335-0,333)2 • 311,5) '

Согласно таблице 4 активное сопротивление роторной обмотки изменяется по закону (1 + 0,84s), а индуктивное сопротивление короткого замыкания по закону (1 - 0,4б). Моменты двигателя при пуске с учетом действия высшей гармоники, рисунок 8:

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Мд

ти 2 Я2& -5(1 + 0,845)

С [(5^1 д + (1 + 0,84-) ^ д )2 + -2 (1 - 0,4 5)( *1Д + д )2 ]

__ти2 Я '2А 5(1 + 0,84-)__

С [(50,51 + (1 + 0,845)0,31)2 + 52 (1 - 0,4-)(4,1 +1,17)2 ]

_3 • 3802 • 0,315(1 + 0,845)_

104,7(52 (0,26 + 27,8(1 - 0,45)) + 0,3165(1 + 0,845) + 0,096(1 + 0,845)2)

12835(1 + 0,845)

+(

52 (0,26 + 27,8(1 - 0,55)) + 0,3165(1 + 0,845) + 0,096(1 + 0,845)2

12835(1 + 0,845)

52 (0,26 + 27,8(1 - 0,55)) + 0,3165(1 + 0,845) + 0,096(1 + 0,845)2 (1,3335 - 0,333) • (0,096 + 52 • 925,4)

+

)

•0,085

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

М уу =

5 • (0,09 + (1,3335 -0,333)2 • 310,5) ти\х Я2УУ 5 • (1 + 0,845)

с [(5Я1УУ + (1 + 0,845)Я2уу)2 + 5 2(1 - 0,55)( х1УУ + х2УУ)2 ]

=_ти2у Я2УУ 5 • (1 + 0,845)_=

С [(50,127 + (1 + 0,845)0,103)2 + 52(1 - 0,45)(0,7 + 0,39)2 ]

_3 • 220 • 0,1035 • (1 + 0,845)_

104,7(52 (0,0 1 62 +1,12(1 - 0,45)) + 0,0265(1 + 0,845) + 0,011(1 + 0,845)2)

__1435(1 + 0,845)_

= (52 (0,0 1 62 +1,19(1 - 0,45)) + 0,0265(1 + 0,845) + 0,011(1 + 0,845 )2)'

М, 700 Нм

600

500 400

300 200 100

0|

-1001

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

УУ

/ \ Л

\

I

М,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Рис. 8 - Вид моментов при схемах YY и А

Вывод

Модулированные статорные обмотки на 4 и 6 полюсов позволяют переключением по схеме А/УУ изменять частоту вращения двигателей в приводе вентиляторов без разрыва цепи питания.

Литература

1. Асинхронные генераторы для систем автономного электроснабжения. Часть 1. Обоснование параметров асинхронного генератора / Н.И. Богатырев, В.Н. Ванурин, А.С. Креймер, П.П. Екименко П.П. // Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс].

- Краснодар: КубГАУ, 2010. - №05(59). - Шифр Информрегистра: 04201000012/0095. -Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/05/26/p26.asp.

2. Асинхронные генераторы для систем автономного электроснабжения. Часть 2. Базовая теория формирования статорных обмоток асинхронных генераторов и методы расчета обмоток / Н.И. Богатырев, В.Н. Ванурин, А.С. Креймер, П.П. Екименко П.П. // Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2010. -№06(60). - Шифр Информрегистра: 04201000012/0116. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/06/31/p31.asp.

3. Богатырев Н.И. Анализ и синтез параметров обмоток асинхронного генератора [Текст] / Н.И. Богатырев, П.П. Екименко, А.В. Синицын, Я.А. Ильченко, В.Н. Ванурин // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. - 2007. - №8. - С. 33 - 35.

4. Богатырев Н.И. Модулированные обмотки асинхронных генераторов для систем автономного электроснабжения / Н.И. Богатырев - Тр. / Куб. ГАУ; Вып. № 3(24).

- Краснодар, 2010. - С. 172 - 178.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

5. Богатырев Н.И. Параметры и характеристики электрических машин переменного тока: моногр / Н.И. Богатырев, В.Н. Ванурин, П.П. Екименко: - Краснодар, 2011 -256 с.

6. Богатырев Н.И. Синтез статорных обмоток асинхронных генераторов для систем автономного электроснабжения [Текст] / Н.И. Богатырев - Тр. / Куб. ГАУ; Вып. № 6(33). - Краснодар, 2011. - С. 196 - 200.

7. Богатырев Н.И. Электрические машины переменного тока / Н.И. Богатырев, В.Н. Ванурин, К.А. А. Джанибеков - Краснодар: 2011. - 224 с.

8. Богатырев Н.И. Электромеханическое преобразование энергии в электрических машинах переменного тока. Ч. 1. [Текст] / Н.И. Богатырев - Тр. / Куб. ГАУ; Вып. № 3(7). - Краснодар, 2007. - С. 173 - 179.

9. Богатырев Н.И. Электромеханическое преобразование энергии во вращающихся электрических машинах переменного тока. Ч. 2. [Текст] / Н.И. Богатырев - Тр. / Куб. ГАУ; Вып. № 3(7). - Краснодар, 2007. - С. 193 - 198.

10. Ванурин В.Н. Статорные обмотки асинхронных электрических машин / В.Н. Ванурин: - Санкт-Петербург: «Лань», 2014. - 176 с.

11. Ванурин В.Н. Электрические машины / В.Н. Ванурин: - Санкт-Петербург: «Лань», 2016. - 304 с.

12. Патент 2225531 МКП F 03 D 7/04. Ветроэнергетическая установка / Богатырев Н.И., Ванурин В.Н., Креймер А.С. и др. заявитель и патентообладатель Кубанский гос-агроуниверситет. - № 2002117609/06; Заявл. 01.07.02; Опубл. 10.03.04; Бюл. № 7- 12 с.

13. Патент 2248082, МПК H 02 K 17/14 Статорная обмотка двухчастотного асинхронного генератора / Богатырев Н.И., Ванурин В.Н., Оськин С.В. и др. (РФ) заявитель и патентообладатель Кубанский госагроуниверситет. - № 2003126793/11; Заявл. 01.09.03; Опубл. 10.03.05; Бюл. № 7. - 12 с.

14. Патент 2248083, МПК H 02 K 17/14 Статорная обмотка двухчастотного асинхронного генератора / Богатырев Н.И., Ванурин В.Н., Григораш О.В. и др. (РФ) заявитель и патентообладатель Кубанский госагроуниверситет. - № 2003126833/11; Заявл. 01.09.03; Опубл. 10.03.05; Бюл. № 7. - 12 с.

15. Патент 2249900, МПК H 02 K 17/14 Статорная обмотка двухчастотного асинхронного генератора / Богатырев Н.И., Ванурин В.Н., Султанов Г.А. и др. (РФ) заяви-

тель и патентообладатель Кубанский госагроуниверситет. - № 2003126791/11; Заявл. 01.09.03; Опубл. 10.04.05; Бюл. № 10. - 4 с.

16. Патент 2249901, МПК H 02 K 17/14 Статорная комбинированная обмотка асинхронного генератора / Богатырев Н.И., Ванурин В.Н., Креймер А.С. и др. заявитель и патентообладатель Кубанский госагроуниверситет. - № 2003126792/11; Заявл. 01.09.03; Опубл. 10.04.05; Бюл. № 10. - 6 с.

17. Патент 2249903, МПК H 02 K 17/14 Статорная обмотка двухчастотного асинхронного генератора / Богатырев Н.И., Ванурин В.Н., Темников В.Н. и др. (РФ) заявитель и патентообладатель Кубанский госагроуниверситет. - № 2003126832/11; Заявл. 01.09.03; Опубл. 10.04.05; Бюл. № 10. - 4 с.

18. Патент 2263385, МПК H 02 K 17/14 Двухслойная статорная обмотка двухполюсного асинхронного генератора / Богатырев Н.И., Ванурин В.Н., Вронский О.В., Креймер А.С. и др. заявитель и патентообладатель Кубанский госагроуниверситет. - № 2004108756/09; Заявл. 24.03.04; Опубл. 27.10.05; Бюл. № 30. - 4 с.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

19. Патент 2281524, МПК G 01 R 31/34. Электрифицированный стенд для исследования электрических машин / Богатырев Н.И., Курзин Н.Н., Григораш О.В., Креймер

A.С. и др. заявитель и патентообладатель Кубанский госагроуниверситет. - № 2002123027/28; Заявл. 27.08.02; Опубл. 10.08.06; Бюл. № 22. - 6 с.

20. Патент 2310967, МПК Н02К 17/14, Н02К 3/28 Двухслойная статорная обмотка четырехполюсной асинхронной машины / Богатырев Н.И., Ванурин В.Н., Темников

B.Н., Креймер А.С. заявитель и патентообладатель Кубанский госагроуниверситет. - № 2006119237/09 (020903); Заявл. 01.06.06; Опубл. 20.11.07; Бюл. № 32. - 7 с.

21. Патент 2476976, МПК H02K 17/14 Статорная обмотка сварочного асинхронного генератора / Богатырев Н.И., Ванурин В.Н., Вронский А.В., Креймер А.С. и др. заявитель и патентообладатель Кубанский госагроуниверситет. - № 2010131639/07; Заявл. 27.07.10; Опубл. 27.02.2013; Бюл. № 6. - 7 с.

22. Патент 2566147, МПК F25B 11/00 Газотурбогенератор / Богатырев Н.И., Моргун С.М., Креймер А.С. и др. заявитель и патентообладатель Кубанский госагроунивер-ситет. - 2014124123/06; Заявл. 11.06.2014; Опубл. 20.10.2015; Бюл. № 29. - 8 с.

23. Синтез обмоток статора для асинхронных генераторов и двигателей / Н.И. Богатырев, В.Н. Ванурин, Н.С. Баракин, Д.Ю. Семернин // Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2011. - №74(10). - Шифр Информреги-стра: 04201000012/0116. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2011/10/pdf/74/p26.asp.

24. Модулированные статорные обмотки асинхронных генераторов / Н.И. Богатырев, В.Н. Ванурин, О.В. Вронский и др., // Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов по специальности 31.14.00 / ФГОУ ВПО Кубанский государственный агарный университет; Всероссийский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства. Краснодар, 2004.

References

1. Asinhronnye generatory dlja sistem avtonomnogo jelektrosnabzhenija. Chast' 1. Obosnovanie parametrov asinhronnogo generatora / N.I. Bogatyrev, V.N. Vanurin, A.S. Krejmer, P.P. Ekimenko P.P. // Nau^nyj zhurnal KubGAU [Jelektronnyj resurs]. - Krasnodar: KubGAU, 2010. - №05(59). - Shifr Informregistra: 04201000012/0095. - Rezhim dostu-pa: http://ej.kubagro.ru/2010/05/26/p26.asp.

2. Asinhronnye generatory dlja sistem avtonomnogo jelektrosnabzhenija. Chast' 2. Ba-zovaja teorija formirovanija statornyh obmotok asinhronnyh generatorov i metody ras^eta obmotok / N.I. Bogatyrev, V.N. Vanurin, A.S. Krejmer, P.P. Ekimenko P.P. // Nau^nyj

zhurnal KubGAU [Jelektronnyj resurs]. - Krasnodar: KubGAU, 2010. - №06(60). - Shifr In-formregistra: 04201000012/0116. - Rezhim dostupa: http://ej.kubagro.ru/2010/06/31/p31.asp.

3. Bogatyrev N.I. Analiz i sintez parametrov obmotok asinhronnogo generatora [Tekst] / N.I. Bogatyrev, P.P. Ekimenko, A.V. Sinicyn, Ja.A. Il'chenko, V.N. Vanurin // Mehanizacija i jelektrifikacija sel. hoz-va. - 2007. - №8. - S. 33 - 35.

4. Bogatyrev N.I. Modulirovannye obmotki asinhronnyh generatorov dlja sistem avtonomnogo jelektrosnabzhenija / N.I. Bogatyrev - Tr. / Kub. GAU; Vyp. № 3(24). - Krasnodar, 2010. - S. 172 - 178.

5. Bogatyrev N.I. Parametry i harakteristiki jelektricheskih mashin peremennogo toka: monogr / N.I. Bogatyrev, V.N. Vanurin, P.P. Ekimenko: - Krasnodar, 2011 - 256 s.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

6. Bogatyrev N.I. Sintez statornyh obmotok asinhronnyh generatorov dlja sistem avtonomnogo jelektrosnabzhenija [Tekst] / N.I. Bogatyrev - Tr. / Kub. GAU; Vyp. № 6(33).

- Krasnodar, 2011. - S. 196 - 200.

7. Bogatyrev N.I. Jelektricheskie mashiny peremennogo toka / N.I. Bogatyrev, V.N. Vanurin, K.A. A. Dzhanibekov - Krasnodar: 2011. - 224 s.

8. Bogatyrev N.I. Jelektromehanicheskoe preobrazovanie jenergii v jelektricheskih mashinah peremennogo toka. Ch. 1. [Tekst] / N.I. Bogatyrev - Tr. / Kub. GAU; Vyp. № 3(7).

- Krasnodar, 2007. - S. 173 - 179.

9. Bogatyrev N.I. Jelektromehanicheskoe preobrazovanie jenergii vo vrashhajushhihsja jelektricheskih mashinah peremennogo toka. Ch. 2. [Tekst] / N.I. Bogatyrev - Tr. / Kub. GAU; Vyp. № 3(7). - Krasnodar, 2007. - S. 193 - 198.

10. Vanurin V.N. Statornye obmotki asinhronnyh jelektricheskih mashin / V.N. Vanurin: - Sankt-Peterburg: «Lan'», 2014. - 176 s.

11. Vanurin V.N. Jelektricheskie mashiny / V.N. Vanurin: - Sankt-Peterburg: «Lan'», 2016. - 304 s.

12. Patent 2225531 MKP F 03 D 7/04. Vetrojenergeticheskaja ustanovka / Bogatyrev N.I., Vanurin V.N., Krejmer A.S. i dr. zajavitel' i patentoobladatel' Kubanskij gosagrouniver-sitet. - № 2002117609/06; Zajavl. 01.07.02; Opubl. 10.03.04; Bjul. № 7- 12 c.

13. Patent 2248082, MPK H 02 K 17/14 Statornaja obmotka dvuhchastotnogo asinhronnogo generatora / Bogatyrev N.I., Vanurin V.N., Os'kin S.V. i dr. (RF) zajavitel' i patentoobladatel' Kubanskij gosagrouniversitet. - № 2003126793/11; Zajavl. 01.09.03; Opubl. 10.03.05; Bjul. № 7. - 12 c.

14. Patent 2248083, MPK H 02 K 17/14 Statornaja obmotka dvuhchastotnogo asinhronnogo generatora / Bogatyrev N.I., Vanurin V.N., Grigorash O.V. i dr. (RF) zajavitel' i patentoobladatel' Kubanskij gosagrouniversitet. - № 2003126833/11; Zajavl. 01.09.03; Opubl. 10.03.05; Bjul. № 7. - 12 c.

15. Patent 2249900, MPK H 02 K 17/14 Statornaja obmotka dvuhchastotnogo asinhronnogo generatora / Bogatyrev N.I., Vanurin V.N., Sultanov G.A. i dr. (RF) zajavitel' i patentoobladatel' Kubanskij gosagrouniversitet. - № 2003126791/11; Zajavl. 01.09.03; Opubl. 10.04.05; Bjul. № 10. - 4 c.

16. Patent 2249901, MPK H 02 K 17/14 Statornaja kombinirovannaja obmotka asinhronnogo generatora / Bogatyrev N.I., Vanurin V.N., Krejmer A.S. i dr. zajavitel' i patentoobladatel' Kubanskij gosagrouniversitet. - № 2003126792/11; Zajavl. 01.09.03; Opubl. 10.04.05; Bjul. № 10. - 6 c.

17. Patent 2249903, MPK H 02 K 17/14 Statornaja obmotka dvuhchastotnogo asinhronnogo generatora / Bogatyrev N.I., Vanurin V.N., Temnikov V.N. i dr. (RF) zajavitel' i patentoobladatel' Kubanskij gosagrouniversitet. - № 2003126832/11; Zajavl. 01.09.03; Opubl. 10.04.05; Bjul. № 10. - 4 c.

18. Patent 2263385, MPK H 02 K 17/14 Dvuhslojnaja statornaja obmotka dvuhpol-jusnogo asinhronnogo generatora / Bogatyrev N.I., Vanurin V.N., Vronskij O.V., Krejmer

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

A.S. i dr. zajavitel' i patentoobladatel' Kubanskij gosagrouniversitet. - № 2004108756/09; Zajavl. 24.03.04; Opubl. 27.10.05; Bjul. № 30. - 4 c.

19. Patent 2281524, MPK G 01 R 31/34. Jelektrificirovannyj stend dlja issledovanija jelektricheskih mashin / Bogatyrev N.I., Kurzin N.N., Grigorash O.V., Krejmer A.S. i dr. zajavitel' i patentoobladatel' Kubanskij gosagrouniversitet. - № 2002123027/28; Zajavl. 27.08.02; Opubl. 10.08.06; Bjul. № 22. - 6 c.

20. Patent 2310967, MPK N02K 17/14, N02K 3/28 Dvuhslojnaja statornaja obmotka chetyrehpoljusnoj asinhronnoj mashiny / Bogatyrev N.I., Vanurin V.N., Temnikov V.N., Krejmer A.S. zajavitel' i patentoobladatel' Kubanskij gosagrouniversitet. - № 2006119237/09 (020903); Zajavl. 01.06.06; Opubl. 20.11.07; Bjul. № 32. - 7 c.

21. Patent 2476976, MPK H02K 17/14 Statornaja obmotka svarochnogo asinhronnogo generatora / Bogatyrev N.I., Vanurin V.N., Vronskij A.V., Krejmer A.S. i dr. zajavitel' i patentoobladatel' Kubanskij gosagrouniversitet. - № 2010131639/07; Zajavl. 27.07.10; Opubl. 27.02.2013; Bjul. № 6. - 7 c.

22. Patent 2566147, MPK F25B 11/00 Gazoturbogenerator / Bogatyrev N.I., Morgun S.M., Krejmer A.S. i dr. zajavitel' i patentoobladatel' Kubanskij gosagrouniversitet. -2014124123/06; Zajavl. 11.06.2014; Opubl. 20.10.2015; Bjul. № 29. - 8 c.

23. Sintez obmotok statora dlja asinhronnyh generatorov i dvigatelej / N.I. Bogatyrev, V.N. Vanurin, N.S. Barakin, D.Ju. Semernin // Nauchnyj zhurnal KubGAU [Jelektronnyj resurs]. - Krasnodar: KubGAU, 2011. - №74(10). - Shifr Informregistra: 04201000012/0116. - Rezhim dostupa: http://ej.kubagro.ru/2011/10/pdf/74/p26.asp.

24. Modulirovannye statornye obmotki asinhronnyh generatorov / N.I. Bogatyrev, V.N. Vanurin, O.V. Vronskij i dr., // Uchebno-metodicheskoe posobie dlja samostojatel'noj raboty studentov po special'nosti 31.14.00 / FGOU VPO Kubanskij gosudarstvennyj agarnyj univer-sitet; Vserossijskij ordena Trudovogo Krasnogo Znameni nauchno-issledovatel'skij i proektno-tehnologicheskij institut mehanizacii i jelektrifikacii sel'skogo hozjajstva. Krasnodar, 2004.