Рациональная конструкция линейного асинхронного двигателя с управляющим слоем Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Чапаев В.С., Волков С.В., Медведик Ю.Т. РАЦИОНАЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С УПРАВЛЯЮЩИМ СЛОЕМ

Рассматривается рациональная конструкция линейного асинхронного двигателя с управляющим слоем, который позволяет улучшить ряд параметров регулируемого привода. Приводятся результаты исследований различных конструкций альтернативного привода.

Основные результаты исследования конструкций линейного асинхронного двигателя с управляющим слоем (ЛАДУС), реализующих принцип регулирования [1,2] можно кратко сформулировать в следующих положениях.

1. Максимальный диапазон регулирования теоретически достижим при соблюдении следующих значений составляющих магнитной проницаемости слоя управления:

а) Минимальная относительная магнитная проницаемость слоя управления равна Цсу=1.

При этом механическая характеристика идентична характеристике ЛАД без слоя управления с воздушным зазором равным сумме величин воздушных зазоров ЛАДУС и толщины слоя управления Аі+А2+АсуПрисунок 1)DDD Практически весь поток статора, замыкается через вторичный элемент.

б) Наибольшая относительная магнитная проницаемость слоя управления равна максимально возможному значению для используемого вещества I lcy=max. При достаточно большом значении I 1су механическая характеристика вырождается в прямую FT=0. Весь поток индуктора замыкается через слой управления.

2. Энергетические характеристики при соблюдении условий предыдущего пункта достигают максимума, если зазор между индуктором и слоем управления Ai —— 0. В этом случае магнитное сопротивление воздушного зазора □_ стремится к нулю.

Зазор между экраном и вторичным элементом (ВЭ) Ш2 также необходимо уменьшать для увеличения энергетической эффективности привода. Минимальная величина I 12 ограничена технологическими и эксплуатационными допусками и для линейных асинхронных двигателей составляет сравнительно большую величину 2...10 мм.

3. Рассматриваемый способ регулирования линейного асинхронного двигателя имеет несомненное преимущество перед другими способами

Вторичный элемент

\ Индуктор

Ах- величина воздушного зазора между индуктором и слоем управления; А2- величина воздушного зазора между СУ и вторичным элементом; Асу- толщина слоя управления.

Рисунок 1.- Фрагмент ЛАДУС, поясняющий увеличение индуктивности обмоток индуктора при уменьшении зазора между зубцами индуктора и слоем управления.

Нормальная

1з- ширина зубца индуктора; ВЭ - вторичный элемент; Тз- зубцовый период; А1 - проводящее покрытие ВЭ; 1инд- ширина индуктора; СУ - слой управления.

Рисунок 2. - Конструкция рационального линейного асинхронного двигателя с управляющим слоем

регулирования, основанными на изменении магнитных свойств элементов конструкций асинхронных

машин.

В этих случаях смещение механической характеристики в сторону уменьшения тягового усилия асинхронного двигателя осуществляется подмагничиванием ярма индуктора, части зубца, ВЭ, что эквивалентно увеличению воздушного зазора электрической машины и сопровождается увеличением потребляемой мощности.

В рассматриваемом способе регулирования уменьшение тягового усилия обусловлено увеличением

шунтирующей составляющей потока индуктора (рисунок 1). Образуется практически замкнутый магнито-

провод (при А1—^110), что приводит к увеличению индуктивности обмоток фаз индуктора. При питании

от источника напряжения рост индуктивного сопротивления вызывает снижение потребляемого тока. Чем больше зазор А1, тем меньше выражен этот эффект.

4. Линейный асинхронный двигатель с управляющим слоем с магнитным управлением (рисунок 2) обладает улучшенными динамическими свойствами по сравнению с традиционными асинхронными двигателями без слоя управления при соблюдении следующих рекомендаций:

а) включение двигателя производится при полном шунтировании потока индуктора;

б) плавное нарастание потока взаимоиндукции и тягового усилия привода в режиме ускорения (торможения) достигается при определенном соотношении постоянной времени цепи управления и электромагнитными постоянными времени рабочих обмоток двигателя.

в) при изменении параметров экрана путем подмагничивания предпочтительно использовать источник постоянного тока в цепи управления. В этом случае устраняется влияние фазы управляющего тока на переходные характеристики и улучшаются динамические свойства привода.

Таким образом, линейный асинхронный двигатель с дискретным магнитожидкостным слоем управления [2] можно считать одной из конструкций ЛАДУС, позволяющей рационально реализовать управления распределением потока индуктора между ВЭ и слоем управления. Материал дискрет должен позволять осуществлять удобное регулирование их магнитных свойств.

Литература

1. А.с. 917271, СССР, МКИ 4 Н 02 К 41/025. Линейный асинхронный двигатель / Б.И. Петленко,-1980.

2. Чапаев В.С., Волков С.В. Исследования линейного асинхронного двигателя с управляющим слоем

// Надежность и качество. : Труды международного симпозиума: в 2-х т. / Под ред.Н.К. Юркова. -

Пенза: ИИЦ ПензГУ, 2008. - 2 т. - стр. 135-136.