CC BY
9
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА_
Том 301 1975
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАИБОЛЕЕ СИЛЬНОВЛИЯЮЩИХ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА СТАБИЛЬНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННЫХ РОЛЬГАНГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
В. В. ДНЕПРОВСКИИ, С. А. ШЕЛЕХОВ
(Представлена объединенным научным семинаром кафедр электрических машин и общей электротехники)
.Качество асинхронных рольганговых двигателей серии АР характеризуется обеспечением точности следующих выходных параметров: М„ — момент пусковой; Мм — момент максимальный; 1К— ток пусковой; ц — коэффициент полезного действия; cos ср — коэффициент мощности; Д — динамическая постоянная; S — скольжение.
Точность выходных параметров определяется отклонениями конструктивно-технологических входных параметров. Разброс выходных параметров в разной степени зависит от разбросов входных параметров. В качестве таких параметров нами рассмотрены следующие: воздушный зазор — б; длины сердечников статора и ротора — ii и /2; удельное сопротивление материала клетки ротора — рСПл (для алюминиево-магние-вого сплава); диаметр провода, средняя длина витка и число витков обмотки статора — dnp, lm и Wi; сумма потерь в стали и механических — Рст+Рмех и условный коэффициент теплоотдачи — а*.
Под величиной а* понимается условный коэффициент теплоотдачи с теплоотдающей поверхности активной стали (наружная поверхность сердечника статорами сумма торцовых поверхностей статора и ротора) при условии допустимого превышения температуры обмотки статора. Условные коэффициенты теплоотдачи используются при проверке двигателей серии АР по нагреву для сложных режимов работы, которые часто встречаются в практике работы прокатных станов.
Выяснение причин разбросов всех входных параметров и проведение мероприятий по уточнению и при необходимости изменению технологических процессов с целью снижения разбросов каждого входного параметра требует большой и трудоемкой работы. Поэтому для проведения эффективных мероприятий по обеспечению точности выходных характеристик необходимо выделить наиболее сильно влияющие входные параметры.
Целью настоящей работы является установление наиболее сильно-влияющих входных параметров на разброс выходных параметров.
Эта задача нами решена на основании общей теории точности и: уравнений связи между входными и выходными параметрами.
Взаимосвязь входных Xj и выходных yi параметров электрических машин может быть представлена в общем виде уравнением
yi = фКхь ... , xj, ..., xm) , i = 1,2 , ... , m). (lj
Система уравнений, связывающих допуски на выходные парамет-
ры с допусками на входные параметры по вероятностному методу в соответствии [1], запишется
1 !
:где оу4 8Х] — половина поля рассеивания соответственно для выходного и входного параметров;
Сц — коэффициент влияния отклонения ]-го входного пар^мрра на разброс Ьго, выходного параметра. .Л
При наличии несложных аналитических зависимостей типа, (1) расчет коэффициентов влияния производится по выражению '
с, - -А. (з)
Для асинхронных двигателей аналитические выражения типа (1) для большинства выходных параметров представляют собой сложные функции. Кроме того, в технической литературе используются; в основном аналитические уравнения, связывающие выходные параметры с параметрами схемы замещения и уравнения связи параметров схемы замещения с входными параметрами
^к — Фк(х1; хр хт),. (к"= 1,2, п;) = 1,2,_ ш), (4)
где — соответствующий параметр схемы замещения.
Б этом случае, когда выходные параметры уь уь У1 являются функциями параметров схемы замещения гь гп, а последние,
в свою очередь, являются функциями входных параметров хь х^ хт, то определение коэффициентов влияния Сц целесообразно находить, используя матричную форму записи [2].
Для определения сильновлияющих входных параметров на разброс выходных необходимо иметь матрицу средних значений коэффициентов Сц по всем типоразмерам двигателей и усредненные точностные характеристики бХз технологических процессов, принятых , при изготовлении двигателей. В этом случае сильновлияющие входные: параметры, определенные на основании точностных уравнений (2), будут отражать общую картину при производстве данной серии двигателей.
Настоящая работа выполнена применительно к серии асинхронных рольганговых электродвигателей, выпускаемых заводом «Сйбэлектро-мотор». '
Матрица средних значений коэффициентов влияния С^ - определялась следующим образом. На основании выражения (3), аналитических уравнений взаимосвязи выходных параметров с параметрами схемы замещения и аналитических зависимостей типа (4) были вычислены коэффициенты влияния параметров схемы замещения на выходные параметры—матрица «А» и коэффициенты влияния входных параметров ;на параметры схемы замещения — матрица «В».
Расчет элементов матриц «А» и «В» был проведен для 38/типоразмеров рольганшвыж двигателей основного исполнения ¡на 380 в, 50 гц. Перемножением матриц «А» и «В» для каждого типоразмера двигателей были (вычислены 'матрицы «С» коэффициентов (влияния-отклонений ;вхадных тшра!метро!В на разброс выходных параметров.
Поете статистической обработки соответствующих коэффициентов влияния Сц ,по всем типоравмёраод двигателей, получена матрица средних значений (коэффициентов влияния для двигателей серии АР.
Усредненные точностные характеристики технологических процессов вычислены по разбросам входных параметров, определенных по результатам типовых испытаний и специально поставленных жнеримен-
Таблица 1
Входной параметр X)
] м„ ¡=1 Мм 1 = 2 I» 1=3 Л 1=4 СОвф 1=5 д 1=6 Б 1—7
1 0 0 0 0 0 0 0
2 <1лр 0,885 0,839 0,221 0,196 0,073 1,556 0,157
3 1т 1,426 1,208 0,357 0,140 0,046 1,184 0,094
4 Реп л 9,437 0 65,338 9,915 1,858 45,158 536,15
5 б 116,96 79,747 29,241 12,848 72,734 9,934 0,645
6 1, 0,486 0,332 0,121 0,090 0,502 0,078 0,002
7 ь 0,063 0,105 0,334 0,022 0,003 0,074 1,262
8 Рст + Рмех — — — 6,351 14,370 1,696 —
9 а — _ — — — 278,160 —
— 129,26 82,231 95,612 29,562 89,586 337,84 538,30
Параметр
Долевой вклад
Рспп
6 %
Рст + Рмех
С^э С21] ^Х] . %
Таблица 2
м„ М„ 1к СОБ ф д Б
¡=1 ¡=2 1=3 ¡ = 4 ¡=5 ¡=6 ¡=7
7,3 __ 68,3 33,5 2,1 13,4 99,6
90,5 97,0 30,6 43,5 81,2 2,9 0,1
— — — 21,5 16,0 0,5 —
— — — — 82,3 —
2,2 3,0 1,1 1,5 0,7 0,9 0,3
то® [i3] и замерам, 'проведенным в условиях массового производства двигателей серии А(Р.
¡В табл. 1 приведены составляющие .вкладов C2ij62Xj для рассмотренных выходных параметров, вычисленные но средним значениям коэффициентов Cij и 'средним значениям разбросов входных параметров 6Xj для .всей серии рольганговых двигателей.
Втабл. 2 приведены долевые вклады отдельных составляющих входных параметров в общем отклонении для каждого выходного параметра. Из этих таблиц видно, что основными факторами, влияющими на pai3!6poic выходных параметров асинхронных рольганговых элект-тродвигателей, являются отклонения удельного сопротивления материала клетки ротора, воздушного зазора, механических и суммарных потерь в стали и условного коэффициента теплоотдачи. Более 95% суммарного отклонения каждого выходного параметра обусловлено разбросом именно этик входных параметров, которые по-разному влияют на отклонения отдельных технических характеристик:
— разброс величин Мп и Мм более чем на 90% определяется нестабильностью воздушного зазора;
— разброс г| и cos ф — на 99% определяется отклонениями б»
Рст-Ьрмех И рсшъ
— разброс динамической постоянной определяется в основном нестабильностью условного коэффициента теплоотдачи и удельного сопротивления материала клетки ротора;
— разброс скольжения полностью определяется .нестабильностью удельного сопротивления .сплава.
Выделение и исследование наиболее еильновлияющих входных параметров позволяет наметить самые эффективные пути проведения мероприятий .по усовершенствованию технологических процессов для получения необходимой точности выходных параметров.
ЛИТЕРАТУРА
1. И. П. Исаев. Допуски на характеристики электрических локомотивов. М., Трансжелдориздат, 1958.
2. 3. И. Боре в ич. Определители и матрицы. М., изд-во «Наука», 1970.
3. В. В. Днепровский, О. П. Муравлев. Влияние конструктивных и технологических факторов на удельное электрическое сопротивление клеток роторов у асинхронных двигателей для рольгангов. «Электротехническая промышленность», серия «Технология электротехнического производства», М., ОВНИИЭМ, выпуск 5 — 6 (38—39), 1972.
10 — 293
