CC BY
25
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
1968
Том 190
РАССЕИВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
МОЩНОСТЬЮ ОТ 1 до 70 вт
Б. И. БУРШТЕЙН, О. П. МУРАВЛЕВ, Э. К. СТРЕЛЬБИЦКИИ
(Представлена научным семинаром кафедр электрических машин и общей электротехники)
Качество асинхронных электродвигателей малой мощности характеризуется точностью соблюдения следующих показателей: пускового и максимального моментов, пускового и номинального токов, к. п. д. и скорости вращения, которые мы в дальнейшем называем выходными параметрами. Рассеивание выходных параметров обусловлено колебаниями входных параметров: основных и локальных размеров машины, характеристик применяемых материалов (величина воздушного зазора, диаметр провода, удельное сопротивление материала обмоток и т. п.).
Для расчета влияния технологических погрешностей на рассеивание выходных параметров необходимо знать, с одной стороны, точностные характеристики основных технологических процессов изготовления электрических машин, а с другой — систему уравнений, связывающую отклонения входных и выходных параметров. В настоящей статье приводятся результаты исследования разброса параметров двигателей серии УАД мощностью от 1 до 70 вт. Количество машин каждого типоразмера — 12—30.
Необходимые уравнения для расчета допусков на входные и выходные параметры будут получены после уточнения методики расчета асинхронных двигателей малой мощности, погрешность расчета по которой в настоящее время составляет 30—50 проц. и более.
В табл. 1 и 2 представлены данные статистической обработки результатов типовых испытаний и сравнение их с заданными значениями по ТУ. Условные обозначения приведены в приложении 1.
Соотношение средних значений выходных параметров и заданных 110 ТУ очень различно для разных параметров и машин. В одних случаях, например, для пускового момента УАД-72 в однофазном режиме существует запас в 5,4 раза; в других — среднее значение очень близко к допустимому и велика вероятность появления брака (номинальный ток трехфазного режима УАД-52, ток короткого замыкания трехфазного режима УАД-42, к. п. д. однофазного режима УАД-42 и др.).
Параметры электрической машины зависят от ряда факторов, в том числе и случайных. В силу этого сами параметры имеют случайный характер, что обусловливает статистический подход к их определении).
На основании большого числа типовых и контрольных испытаний установлено, что ьее рассматриваемые нами входные и выходные параметры подчиняются нормальному закону распределения.
Таблица 1
Режим Выходные Тип двигателя
параметры УАД-12 УАД-22 УАД-32 1 УАД-42 1 УАД-52 УАД-62 УАД-72
Рн ВТ 1,5 4,0 7,0 13 20 40 70
Мя Мн ТУ> среднее 2,5 3,85 2,0 2,50 2 3,00 2 3,05 2 3,49 1,5 2,88 1,5 2,66
Мт м„ ТУ> среднее 2,5 5,61 2 3,90 2 3,10 2 3,31 2 3,51 1,5 3,30 1,5 2,66
3 Я СО 1] ТУ> среднее 0,14 0,244 0,28 0,306 0,30 0,369 0,45 0,509 0,55 0,581 0,60 0,698 0,65 0,743
Л X 0) 1н, а ТУ< среднее 0,055 0,034 ОДО 0,067 0,10 0,090 0,16 ОД 12 0,16 ОД 50 0,25 0,226 0,40 0,347
р-> Еч п, об сек ТУ> среднее 2700 2753 2700 2742 2700 2738 2700 2772, 2700 3794 2700 2826 2700 2807
1к 1н ТУ< среднее 2 1,51 2 1,70 2,5 2,01 3,2 2,95 4,5 3,52 6,0 4,63 6,0 .5,01
Рн, ВТ 1,0 2,5 6,0 10 16 25 40
Мп ТУ> 0,5 0,5 0,3 0,3 0,3 0,2 од
Мн среднее 2,33 1,40 1,36 0,69 0,56 0,70 0,54
мт Мн ТУ> среднее 2 4,28 2 3,01 1,5 2,82 1,5 2,48 1,5 1,97 1,5 2,75 1,5 2,43
зК в ц ТУ> среднее одо 0,165 0,20 0,232 0,25 0,288 0,44 0,468 0,50 0,554 0,54 0,578 0,60 0,680
со сЗ О X 1н, а ТУ< среднее 0,055 0,034 0,060 0,066 0,11 0,094 ОДЗ ОД 15 0,19 ОД 68 0,30 0,268 0,42 0,365
с* О п, об сек ТУ> среднее 2750 2797 2750 2769 2750 2808 2750 2815 2750 2796 2750 2873 2750 2858
1к ТУ< 2 2 2,5 3,2 3,5 4,0 5,0
1н среднее 1,41 1,51 1,65 2,45 2,76 3,10 3,73
Разброс параметров будем оценивать с помощью половины поля рассеивания
X;
(1)
где ел — среднеквадратическое отклонение;
Таблица 2
Значения половины поля рассеивания 61 выходных параметров в процентах к среднему значению
Выходной параметр
Режим работы
трехфазный
однофазный
Мп_
Мн
Мт
Мн ц
24.3 —58,2
20,0 —49,7
13.4 —24,2 11,4 —37,9
12,6 —49,6 2,46— 4,12
55.7 —72,0
31.3 —60,6
15.4 —32,9 11,0 —17,6
13.8 —29,8 1,83— 3,98
XI — среднее значение рассматриваемого параметра.
Величины 01 и XI определяются при статистической обработке ре-зульта гов испытаний.
Как видно из табл. 2, при однофазном режиме разброс ,
Мн Мв
и г, превышает разброс этих же величин при трехфазном режиме, т. е. эти характеристики для однофазного режима асинхронного двигателя более чувствительны к отклонениям технологического процесса.
Сравнение разброса выходных параметров двигателей малой мощности с разбросом аналогичных параметров асинхронных коротко-замкнутых двигателей мощностью т 0,6 до 10 квт [1] показывает, что первые имеют значительно больший разброс — в 1,5—4 раза.
Разброс входных параметров для серии УАД был определен по методике [1], а для воздушного зазора — рассчитан по допустимым отклонениям на обработку ротора и статора:
^ = 0-4,0%; ^=0,44-0,52%; ^ = 4,80-0,0711; ог =3,48-0,05291.>; где \х и 12 в .мм для пределов изменения 20—60 мм.
8а =19—26%; £рА1 =20—40%; 0
Отклонение диаметра провода определяется по ГОСТу.
Разброс входных параметров рассматриваемых асинхронных микродвигателей практически такой же, как и у серийных асинхронных двигателей мощностью 0,6—10 квт. С другой стороны, разброс выход ных параметров значительно больше у микродвигателей. Это можно объяснить или тем, что асинхронные микродвигатели более чувствительны к отклонениям входных параметров или мы не учитываем ряд специфических факторов для этих, машин. Оценить долевое влияние каждого входного параметра на выходные можно с помощью коэффициентов влияния входных параметров на выходные, как это сделано для серийных асинхронных двигателей малой и средней мощности [2]„ но для этого необходимо иметь достаточно точную методику расчета параметров асинхронных микродвигателей. Поэтому создание такой методики расчета асинхронных микродвигателей является первоочередной задачей, без решения которой нельзя разработать методику
расчета допусков на входные и выходные параметры и наметить рекомендации по уменьшению разброса выходных параметров.
Выводы
1. Разброс выходных параметров рассматриваемых асинхронных микродзигателей мощностью от I до 70 вт больше, чем асинхронных двигателей мощностью 0,6—10 квт при практически одинаковом разбросе входных параметров.
2. Уменьшение поля рассеивания выходных параметров целесообразно с точки зрения повышения качества асинхронных микродвигателей и приближения средних значений параметров к допустимым, что обещает большую экономию активных и конструктивных материалов при массовом производстве асинхронных микродвигателей. Решению этой задачи должна предшествовать работа по уточнению методики расчета асинхронных микродвигателей, которая в настоящее время проводится.
II р и л ожен и е 1 Условные обозначения
Рн — номинальная мощность;
Мн — номинальный момент,
Мп—пусковой момент;
Мш — максимальный момент;
1Н — номинальный ТОК;
1К —ток короткого замыкани;
Пи — номинальная скорость вращения;
ц —коэффициент полезного действия;
— гкловина поля рассеивания 1-го параметра;
— число виткоз обмотки статора;
Аир — диаметр провода обмотки статора;
1т —средняя длина витка обмотки статора;
6 — величина воздушного зазора:
рле — удельное сопротивление алюминия обмотки ротора;
I. —длина статора;
¡2 — длина ротора;
г2 — число етержней ротора.
ЛИТЕРАТУРА
1. О. П. Муравлев. Исследование влияния точностных характеристик техпроцесса иа качество и надежность асинхронных электродвигателей. Диссертация, Томск, 1966.
2. О. П. Муравлев, 3. К. Стрельбицкий. Обеспечение необходимой точности при производстве асинхронных двигателей, «Электротехника», 1966, № 7.
