Удосконалення методів прогнозування теплового стану електродвигунів змінного струму в нестаціонарних режимах їх роботи
Методи прогнозування теплового стану елементів конструкції електродвигунів змінного струму в нестаціонарних режимах роботи. Методи розрахунку теплових перехідних процесів. Основи побудови систем контролю, прогнозування температури обмоток електродвигунів.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 06.07.2014 |
| Размер файла | 224,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Передбачена також корекція параметрів моделі для забезпечення адекватного відтворення теплових перехідних процесів при ненульових початкових умовах. З цією метою здійснюється порівняння експериментальних і розрахункових кривих у повторно-короткочасних режимах. У табл. 3 приведені результати порівняння експериментальних і розрахункових кривих ДТМВ для пазової частини обмотки статора АД типу МТН 312-6, що працює в режимі S3 при tц = 10 хв і ТВ = 0.4.
У табл. 3 приведені розрахункові значення коефіцієнтів питомої ваги експонент (a1, a2), що при відомих постійних часу (Т1, Т2) дозволяють судити про форму кривих на різних інтервалах циклів. Порівняння їх з рис. 6 підтверджує тенденцію зміни форми кривих у різних циклах при змінних початкових умовах
Таблиця 3 Порівняльні розрахункові й експериментальні характеристики пазової частини обмоток статора АД МТН 312-6 у різних циклах номінального режиму S3.
|
Номер Циклу |
1-й інтервал (нагрівання) |
2-й інтервал (охолодження) |
|||||||
|
Розрахунок |
Експер. |
Розрахунок |
Експер. |
||||||
|
а1нг |
а2нг |
?max???вуст |
?max???вуст |
а1ох |
а2ох |
?max???вуст |
?max???вуст |
||
|
1 |
0,670 |
0,330 |
0,386 |
0,323 |
0,167 |
0,833 |
0,164 |
0,11 |
|
|
2 |
0,697 |
0,303 |
0,488 |
0,425 |
0,237 |
0,763 |
0,235 |
0,172 |
|
|
3 |
0,693 |
0,307 |
0,538 |
0,471 |
0,295 |
0,705 |
0,28 |
0,218 |
|
|
4 |
0,685 |
0,315 |
0,584 |
0,531 |
0,339 |
0,661 |
0,32 |
0,263 |
|
|
5 |
0,676 |
0,324 |
0,629 |
0,576 |
0,373 |
0,627 |
0,359 |
0,303 |
|
|
10 |
0,644 |
0,356 |
0,78 |
0,739 |
0,459 |
0,541 |
0,465 |
0,425 |
|
|
20 |
0,620 |
0,380 |
0,91 |
0,88 |
0,503 |
0,497 |
0,551 |
0,434 |
|
|
Кв.уст. |
0,614 |
0,386 |
0,93 |
0,91 |
0,513 |
0,487 |
0,583 |
0,568 |
Важливим достоїнством ДТМВ, що забезпечує високу якість моделювання, є той факт, що вихідними даними для розрахунку їхніх параметрів використовуються характеристики динаміки теплових процесів із врахуванням ненульових початкових умов. Пасивні параметри моделі однакові для всіх машин одного типорозміру, тому ДТМВ має добрі перспективи для практичного застосування в системах контролю і прогнозування теплового стану. Вони можуть бути записані в каталог у вигляді “теплового паспорта” для подальшого використання при прогнозуванні теплового стану АД в різних режимах роботи і створенні пристроїв їх теплового захисту.
У п'ятому розділі проведені дослідження динаміки теплових процесів у найбільш розповсюджених аномальних режимах роботи. Для АД до їхнього числа можна віднести: робота АД при нерухомому роторі (чи заклинювання; пуск з обривом фази обмотки статора); зміна напруги живлення і різних видів несиметрії.
Робота АД з нерухомим ротором має місце при його заклинюванні або пуску з обірваною фазою й ін. Подібні режими характеризуються 6-8-кратними струмами в обмотках, що приводить до різкого збільшення температури. При цьому небезпеку представляють не тільки абсолютні значення температур , але і швидкість їх наростання d/dt. Руйнування може відбутися раніше, ніж температура обмоток досягне припустимої. Динаміка теплових процесів може бути описана рівнянням стану (1). При цьому варто мати на увазі, що матриця теплопровідностей розрахована з умови нерухомого стану ротора. Приймаючи до уваги, що при загальмованому роторі зміна температури має адіабатичний характер, рівняння стану справедливо тільки на початкових етапах перехідних процесів. Швидкість наростання температури при цьому найбільша. При нульових початкових умовах (приймаючи в увагу (1)) вона визначається по формулі
(8)
З аналізу випливає, що при кратностях струму більш 5 Iн швидкість наростання температури в обмотці статора досягає небезпечних значень (8 град/с). Необхідно відзначити, що при менших кратностях струму аварійний стан настає досить швидко. Наприклад, за результатами розрахунку й експерименту АД МТН 111-6 випливає, що при нерухомому роторі і струмі 2 Iн температура лобової частини обмотки статора досягає припустимої через 3 хв.
Зміна напруги мережі приводить до істотних змін струмових навантажень в обмотках. Подібні зміни непропорційні. Наприклад, при зменшенні напруги до 0.8 Uн струм в обмотці статора АД МТН 312-6 зростає в 1.19 рази, а в обмотці ротора в 1.53 рази. Збільшення напруги до 1.2 Uн приводить до росту струму обмотки статора в 1.08 рази, а в обмотці ротора до зменшення до 0.73.
При розрахунку теплового стану можуть бути використані приведені вище методи. Умови охолодження залишаються практично незмінними, а в розрахунку варто врахувати зміну потужності джерел тепла, зв'язану зі зміною струмів в обмотках і втрат у сталі, пропорційних квадрату напруги. Відповідно до розрахунків температура обмотки статора АД МТН 312-6 при зниженні напруги до величини 0.8 Uн зростає в 1.39 рази, а обмотки ротора в - 1.73 рази, що означає необхідність зниження навантаження. На рис. 9 приведені експериментальні криві нагрівання лобової частини обмотки статора при різних напругах і знижених навантаженнях, величина яких знижувалася таким чином, щоб струм в обмотці статора дорівнював номінальному.
Рис. 9. Криві нагрівання АД МТН 111-6 при I = Iн і різних напругах.
З рис. 9 випливає, що при номінальному струмі сталі температури обмотки статора зростають зі зменшенням напруги за рахунок підвищених втрат в обмотці ротора. З цього виходить, що номінальний струм статора не може бути критерієм зниження навантаження. Його необхідно знижувати в більшому ступені.
Зниження напруги приводить до значних теплових перевантажень у повторно-короткочасних режимах. Пуск під навантаженням короткозамкнених АД може привести до значного збільшення часу пуску, а отже, і збільшенню теплової енергії при пуску.
Шостий розділ присвячено розробці вимог і принципам побудови систем контролю, діагностики і прогнозування електричних машин. Застосування систем автоматизованого контролю і прогнозування теплового стану дозволить у значній мірі ефективно вирішувати цілий комплекс практичних питань, що виникають у процесі виробництва й експлуатації електричних машин, особливо для тих, у яких мають місце нестаціонарні теплові процеси. Найважливішою вимогою до системи є моделювання в ній динаміки теплових процесів. Розроблений математичний апарат дозволяє вирішувати задачі моделювання теплових перехідних процесів у різних режимах роботи з визначеною точністю. Його застосування вимагає наявності ефективних моделей. Добрі перспективи мають динамічні теплові моделі вузлів. Вони можуть успішно використовуватися в системах контролю температури обмоток і пристроях захисту від теплових перевантажень. Було розроблено ряд пристроїв теплового захисту АД з використанням ДТМВ (УТНЗ-4, УТНЗ-5 і ін.). Вони пройшли успішну апробацію в промислових умовах на різних підприємствах (на металургійних заводах м. Маріуполь, м. Донецька; на Углегорській, Луганській і Слов'янській ГРЕС і інших підприємствах).
ДТМВ можуть бути використані при побудові систем автоматизованих випробувань і прогнозування теплового стану електричних машин у різних режимах роботи. Для забезпечення роботи системи необхідно наступне. У програму випробувань на нагрівання необхідно включити досліди по зняттю кривих нагрівання й охолодження в тривалому режимі S1, а також криву нагрівання в одному з їхніх повторно-короткочасних режимів. Отримані дані на етапі приймальних випробувань дозволяють по викладеній вище методиці визначити пасивні параметри ДТМВ при різних режимах охолодження і записати їх в ЕОМ у виді “теплового паспорта”. Крім того, на етапі приймальних випробувань варто проводити дослід холостого ходу при різних напругах, досвід під навантаженням і дослід короткого замикання. Використовуючи отримані результати, по відомих методиках розраховуються параметри Т-подібної схеми заміщення з урахуванням нелінійних залежностей параметрів намагнічувального контура, (r0, x0) від напруги U0, а для короткозамкнених двигунів - параметрів вторинного контура (r2', x2') у функції ковзання. Отримані залежності у відносних одиницях єдині для всіх машин одного типорозміру. Вони також заносяться в пам'ять ЕОМ. Параметри Т-подібної схеми заміщення дозволяють розраховувати потужність джерел тепла на інтервалах довільної діаграми навантажень, що разом з пасивними параметрами ДТМВ дає можливість розраховувати теплові перехідні процеси.
Записані в пам'яті ЕОМ параметри Т-подібної схеми заміщення у відносних одиницях можуть бути використані для розрахунку втрат будь-якої електричної машини одного типорозміру. Для цього досить мати результати дослідів по виміру опору обмотки статора, а також досвідів холостого ходу і короткого замикання, що передбачені для кожної машини, яка випускається, у програмі приймально-здавальних випробувань. Таким чином, мається можливість прогнозування теплового стану кожної машини, що випускається, у довільному режимі роботи з обліком їхніх індивідуальних характеристик.
ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі дано теоретичне узагальнення і рішення актуальної наукової проблеми прогнозування теплового стану елементів конструкції електродвигунів змінного струму в нестаціонарних режимах їх роботи, що полягає у розкритті впливу характеру теплових перехідних процесів на надійну експлуатацію двигунів і терміни їхньої служби, у науковому обґрунтуванні методів розрахунку теплових перехідних процесів і технічному рішенні контролю і прогнозування теплового стану, що дозволяє здійснювати захист обмоток від перегріву, визначати припустимі навантаження і вводити корекції в навантажувальну діаграму електродвигунів.
1. Проаналізовано існуючі в даний час методи прогнозування теплового стану обмоток електродвигунів, що визначають їхню потужність у нестаціонарних режимах і діаграму навантажень. Більшість їх заснована на непрямій оцінці температури по величині еквівалентних втрат в елементах конструкції двигуна, що приводить до значних помилок у нестаціонарних режимах роботи. Випробування на нагрівання при виробництві електродвигунів здійснюється з головним зразком в одному з можливих повторно-короткочасних режимів. Судження про теплові навантаження кожної машини, що випускається, здійснюється побічно за результатами приймально-здавальних випробувань шляхом порівняння втрат із утратами головного зразка при проведенні іспитів на нагрівання. Практично відсутні методи прогнозування температур обмоток двигунів у нестаціонарних режимах.
2. Обґрунтовано використання кривих нагрівання й охолодження як основний показник, що відображає властивості динаміки теплових процесів. Розроблено методику розрахунку теплових перехідних процесів з одержанням аналітичних виражень температури ?(t) у різних елементах конструкції електродвигунів змінного струму, що дозволяють виділити кількісні характеристики для оцінки динаміки теплового стану. Виявлено характерні відмінності теплових перехідних процесів у різних вузлах конструкції машин і встановлено їхній зв'язок з особливостями поширення теплових потоків. Установлено вплив різних факторів (рівень струмових навантажень в обмотках, функціональна залежність опорів обмоток від температури й ін.) на характер теплових перехідних процесів. На основі спільності кількісних характеристик показана можливість апроксимації кривих нагрівання й охолодження аналітичними виразами з двома експонентними складовими. Запропоновано методику розкладання експериментальних кривих нагрівання й охолодження на експонентні складові, що дозволяє одержувати кількісні характеристики для судження про особливості теплових процесів за результатами випробувань на нагрівання.
3. Досліджено динаміку теплових процесів у повторно-короткочасних і перемежованих режимах роботи. Розроблено методику одержання аналітичних виразів температури ?(t) на довільному інтервалі циклу повторно-короткочасного і перемежованого режимів при різних діаграмах навантажень у циклі з урахуванням безупинно змінних початкових умов ?(0) на межах інтервалів, що дозволило одержувати кількісні характеристики для судження про особливості теплових перехідних процесів на різних тимчасових інтервалах. Для квазіусталеного стану досліджено вплив характеристик повторно-короткочасних і перемежованих режимів (tц, ТВ, пускові характеристики й ін.) на кількісні показники теплового стану в циклі. Запропоновано методику прогнозування теплових характеристик квазіусталеного стану при різному характері навантажень у циклі, що дозволяє формувати діаграму навантажень у циклі, яка виключає теплові перевантаження в обмотках електродвигунів змінного струму. Запропонована методика прогнозування теплового стану дозволяє визначати припустиме число включень двигунів, що працюють у повторно-короткочасних чи перемежованих режимах з підвищеними навантаженнями.
4. Науково обґрунтовано вибір схеми динамічної теплової моделі вузлів (ДТМВ) електродвигунів. Розроблено методику розрахунку параметрів ДТМВ на основі використання кривих нагрівання й охолодження, а також розподілу втрат, отриманих експериментальним шляхом. На основі порівняльного аналізу кривих теплового перехідного процесу в обраному вузлі машини і моделі при роботі в повторно-короткочасному режимі передбачена корекція параметрів ДТМВ, що підтверджує здатність адекватно відтворювати за допомогою ДТМВ динаміку теплового стану при довільному характері навантажень. Доведено, що пасивні параметри моделі єдині для всіх машин одного типорозміру. і можуть бути записані в каталоги електричної машини у вигляді “теплового паспорта”. Використання “теплового паспорта” дозволяє прогнозувати тепловий стан у різних режимах роботи кожного електродвигуна відповідного типорозміру, що випускається. Відмінні риси динаміки теплового стану здійснюються завдяки обліку втрат, що можуть бути отримані для кожної машини при приймально-здавальних іспитах і перелічені для відповідних навантажень. ДТМВ можуть забезпечувати контроль і прогнозування теплового стану в будь-якому елементі конструкції електричної машини, у тому числі і для її обертових частин.
5. Проведено дослідження особливостей теплових процесів у характерних аномальних режимах АД: робота з загальмованим ротором, при зниженій напрузі й у несиметричних режимах. Установлено, що при загальмованому роторі найбільш уразливої до теплових перевантажень є лобова частина обмотки статора, у якій швидкість наростання температури може перевищити 8 град/с, коли руйнування ізоляції може відбутися при температурі менше припустимої. У пристроях захисту необхідно передбачити відключення АД, що працюють із загальмованим ротором, через (3-4) часу пуску tп. При роботі АД зі зниженою напругою мають місце теплові перевантаження в обмотках, особливо в обмотці ротора. Для АД з фазним ротором повинний бути передбачений контроль температури в обмотці ротора. Доведено, що для прогнозування і контролю температурного стану обмоток при знижених напругах можуть бути використані ДТМВ, а в пристроях захисту необхідно передбачити вузол формування втрат у АД при знижених напругах. Показано, що при роботі АД в несиметричних режимах роботи мають місце підвищені втрати, зв'язані з наявністю складових зворотної послідовності, а отже і можливі теплові перевантаження. Обґрунтовано застосування ДТМВ в пристроях теплового захисту при наявності несиметрії. Однак при глибокій несиметрії (обривши фази статора) у пристроях захисту передбачено відключення АД, щоб уникнути роботи з загальмованим ротором.
6. Вирішено комплекс задач по використанню ДТМВ в ряді пристроїв контролю, діагностики і прогнозування теплового стану електродвигунів змінного струму, а саме:
розроблено і створено ряд пристроїв аналогового теплового захисту (УАТЗ-2, УАТЗ-4М, УТНЗ-4 і ін.), заснованих на непрямій оцінці температури без вмонтування датчиків в обмотки, эфективність яких підтверджена досвідом промислової експлуатації на ряді підприємств;
розроблена і випробувана в лабораторних умовах система прискорених теплових випробувань, що дозволяє судити про припустимі теплові навантаження кожного електродвигуна, що випускається, у різних режимах роботи;
розроблено систему прогнозування теплового стану обмоток електродвигунів при довільно заданій діаграмі навантажень, що дозволяє здійснювати вибір потужності двигунів і, при необхідності, вводити корекцію в діаграму навантажень з метою забезпечення їхньої експлуатації без перевищення припустимих температур обмоток; використання мікропроцесорної техніки дозволяє робити облік ресурсу ізоляційних матеріалів, що витрачається.
Результати виконаної роботи дозволяють стверджувати, що комплекс проведених у ній досліджень складає рішення великої наукової проблеми. Вони обґрунтовують доцільність і ефективність створення і впровадження в широких масштабах систем контролю, діагностики і прогнозування теплового стану обмоток електродвигунів змінного струму в різних режимах роботи.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Федоров М.М. Принципы построения систем автоматизированных испытаний и прогнозирования теплового состояния асинхронных двигателей // Сб. тр. ДГТУ. Сер. электротехника и энергетика. - Донецк - 1998. - Вып. 2. - С. 152-158.
2. Федоров М.М. Динамические тепловые модели узлов электрических машин // Електромашинобудування та електрообладнання. - К. - 1999. - № 53. - С. 70-73.
3. Федоров М.М. Автоматизация тепловых испытаний электрических машин // Зб. праць ДонДТУ. Сер. обчислювальна техніка та автоматизація. - Донецьк - 1999. - Вип. 12. - С. 111-117.
4. Федоров М.М Моделирование теплового состояния узлов электрических машин в различных режимах работы // Зб. праць ДонДТУ. Сер. проблеми моделювання та автоматизації проектування динамічних систем. - Донецьк - 1999. - Вип. 10. - С. 90-95.
5. Федоров М.М. Защита асинхронных двигателей проходческих лебедок от тепловых перегрузок // Сб. тр. ДонГТУ. Сер. горно-электромеханическая. - Донецк - 1999. - Вып. 7. - С. 228-232.
6. Федоров М.М. Контроль и прогнозирование теплового состояния электродвигателей прокатных станов // Зб. праць ДонДТУ. Сер. металургія. - Донецьк - 1999. - Вип. 14. - С. 118-123.
7. Фёдоров М.М. Повышение эксплуатационного ресурса электрических машин на основе контроля теплового старения изоляционных материалов // Современные технологии ресурсоэнергосбережения. Измерительная и вычислительная техника в технологических процессах. - К. - 1997. - Вып.2. - кн. 3. - С. 77-79.
8. Федоров М.М. - Контроль и прогнозирование динамики теплового состояния асинхронных двигателей // Современные технологии ресурсоэнергосбережения. Измерительная и вычислительная техника в технологических процессах. - К. - 1997. - Вып.2. - кн. 2. - С. 59-61.
9. Федоров М.М. Моделирование динамики теплового состояния электрических машин при повторно-кратковременных режимах работы // Техническая электродинамика. - К. - 2000. - № 4. - С. 38-42.
10. Фёдоров М.М. Особенности тепловых переходных процессов в узлах асинхронного двигателя при различных режимах работы // Електромашинобудування та електрообладнання. - К. - 2000. - № 54. - С. 71-75.
11. Федоров М.М. Особенности тепловых процессов в обмотках электродвигателей буровых станков // Сб. тр. ДонГТУ. Сер. горно-геологическая. - Донецк. - 2000. - Вып. 11. - С. 37-43.
12. Некоторые особенности построения тепловых защит / Федоров М.М., Дудник М.З., Михайлов В.Е., Паркесов В.Г. / Техническая электродинамика. - К. -1983. - №5. - С. 93-97.
Здобувач провів постановку задачі побудови пристроїв теплового захисту з непрямим контролем температури та запропонував вибір схеми теплового аналога і методика розрахунку його параметрів.
13. Опыт применения системы автоматизированных испытаний и прогнозирования электромеханических и тепловых характеристик асинхронных двигателей / Захарченко П.И., Федоров М.М, Денник В.Ф., Алексеев Е.Р., Карась С.В. / Уголь Украины. - К. - 1998. - № 7. - С. 45-48.
Здобувач обґрунтував побудову систем автоматизованих іспитів і прогнозування характеристик АД. використання динамічних теплових моделей вузлів АД в системах контролю і прогнозування та алгоритм їхньої роботи.
14. Прогнозирование динамики тепловых процессов в сборочных единицах электрических машин по экспериментальным кривым нагрева и охлаждения / Федоров М.М., Денник В.Ф., Алексеев Е.Р., Карась С.В. / Взрывозащищенное электрооборудование, Донецк. - 1998. - С. 42-50.
Здобувач обґрунтував методи апроксимації експериментальних кривих нагрівання й охолодження аналітичними виразами у вигляді суми двох експонентних складових, зробив вибір великої і малої постійних часу експонент і їхні коефіцієнти питомої ваги, запропонував методи апроксимації неповних кривих нагрівання аналітичним виразом у вигляді суми двох експонент.
15. Федоров М.М., Денник В.Ф., Малеев Д.М. Контроль температурного состояния обмоток асинхронного двигателя в повторно-кратковременном режиме работы // Сб. тр. ДонГТУ. Сер. электротехника и энергетика. - Донецк. - 1999. - Вып. 4. - С. 127-130.
Здобувач запропонував вимоги до пристроїв контролю температури обмоток АД, що працюють у повторно-короткочасних режимах роботи, методи моделювання динаміки теплових процесів в обмотках АД. структурну схема пристрою тв здійснив вибір елементної бази й алгоритму роботи.
16. Федоров М.М., Малеев Д.М. Микропроцессорная система контроля тепловых и электромеханических характеристик асинхронных двигателей // Зб. праць ДонДТУ. Сер. інформатика, кібернетика та обчислювальна техніка. - Донецьк. - 1999. - Вип. 6. - С. 310-314.
Здобувач запропонував особливості побудови мікропроцесорних систем контролю теплових і електромеханічних характеристик АД, методи обліку ресурсу ізоляційних матеріалів, що витрачається, обгрунтував структурну схему системи та особливості алгоритму роботи системи.
17. Ковалев Е.Б., Федоров М.М., Алексеев Е.Р. О влиянии потокосцеплений рассеяния на электромеханические и тепловые характеристики асинхронных двигателей // Взрывозащищенное электрооборудование - Донецк. - 1999. - С. 14-18.
Здобувач провів порівняльний аналіз електромеханічних і пускових характеристик при різних індуктивних опорах х1 у схемі заміщення АД.
18. Федоров М.М., Смирнов А.И., Малеев Д.М. Пути повышения эксплуатационной надежности электродвигателей элеваторов обогатительных фабрик // Известия Донецкого горного института. - Донецк. - 1999. - С. 74-78.
Здобувач обґрунтував побудову системи контролю теплового стану короткозамкнених АД елеваторів збагачувальних фабрик та запропонував алгоритм їхньої роботи на базі 4-х тільній ЕТС.
19. Федоров М.М., Малеев Д.М. Применение микропроцессорных систем для контроля и прогнозирования теплового состояния асинхронных двигателей // Зб. праць ДонДТУ. Сер. електротехнiка i енергетика. - Донецьк. - 2000. - Вип. 21. - С. 133-136. Здобувач запропонував принципи побудови мікропроцесорних систем контролю і прогнозування теплового стану АД, структурну схему системи та вимоги до основних блоків системи а також до алгоритм її роботи.
20. Федоров М.М., Малеев Д.М., Смирнов А.И. Система теплового контроля обмоток группы асинхронных двигателей на обогатительных фабриках // Зб. праць ДонДТУ. Сер. інформатика, кибернетика та обчислювальна техніка. - Донецьк. - 2000. - Вип. 6. - С. 214-219.
Здобувач запропонував особливості побудови систем теплового контролю групи АД, алгоритм її роботи, вимоги до блоків системи.
21. Федоров М.М., Шумяцкий В.М., Марков М.А. Особенности динамики теплового состояния электродвигателей очистных комбайнов // Оптимизация производственных процессов. - Севастополь. - 2000. - № 3. - С.112-117.
Здобувач запропонував методи розрахунку динаміки теплового стану електродвигунів очисних комбайнів з урахуванням особливості їхньої діаграми навантажень, звійснив порівняльний аналіз теплових перехідних процесів в обмотках АД очисних комбайнів у різних режимах роботи.
22. Федоров М.М., Алексеев Е.Р. Тепловое состояние асинхронных двигателей при изменении напряжения сети // Зб. праць ДонДТУ. Сер. електротехнiка i енергетика. - Донецьк. - 2000. - Вип. 17. - С. 82-86.
Здобувач запропонував методи прогнозування теплового стану елементів конструкції АД при коливаннях напруги мережі, та провів дослідження теплового стану АД при різних напругах і коефіцієнтах навантаження.
23. Федоров М.М., Денник В.Ф., Алексеев Е.Р. Особенности тепловых процессов в асинхронных двигателях при аномальных режимах работы // Електроенергетичні та електромеханiчні системи. - Львiв. - 2000. - № 403. - С. 170-174.
Здобувач обґрунтував методі аналізу теплових перехідних процесів у АД при аномальних режимах їхньої роботи та запропонував алгоритм розрахунку характеристик теплового стану АД при аномальних режимах їхньої роботи.
24. Особенности динамики тепловых процессов в элементах конструкции асинхронных двигателей при кратковременном режиме работы / Федоров М.М., Денник В.Ф., Малеев Д.М., Горелов М.В./ Зб. праць ДонНТУ. Сер. електротехнiка i енергетика. - Донецьк. - 2001. - Вип. 28. - С. 60-63.
Здобувач запропонував методи прогнозування динаміки теплового стану обмоток АД в номінальному режимі.
25. Защита от тепловых перегрузок асинхронных двигателей, работающих при пониженном напряжении / Ковалев Е.Б., Федоров М.М., Алексеев Е.Р., Пинчук О.Г. / Взрывозащищенное электрооборудование - Донецк. - 2001. - С. 25-30.
Здобувач запропонував принципи побудови мікропроцесорних пристроїв теплового захисту АД, що працюють при знижених напругах та навів структурну схему й алгоритм її роботи.
26. Основы построения системы контроля расхода ресурса изоляционных материалов обмоток электрических машин / Федоров М.М., Денник В.Ф., Михайлов В.Е., Малеев Д.М. / Зб. праць ДонНТУ. Сер. електротехнiка i енергетика. - Донецьк. - 2002. - Вип. 41. С. 57-60.
Здобувач запропонував методику оцінки терміну служби й оцінки залишкового ресурсу ізоляційних матеріалів електричних машин при безупинному змінненні температури їхніх обмоток.
27. Федоров М.М., Малеев Д.М. Системы прогнозирования теплового состояния асинхронных двигателей // Зб. праць ДонДТУ. Сер. електротехнiка i енергетика. - Донецьк. - 2002. - Вип. 50. - С. 40-43.
Здобувач навів особливості побудови системи прогнозування теплового стану обмоток АД, що працюють у повторно-короткочасних режимах з частими пусками та методику обліку зміни теплового стану обмоток АД при різних пускових характеристиках.
28. Особенности построения устройств температурной защиты многоскоростных асинхронных электродвигателей / Федоров М.М., Апухтин М.В., Пинчук О.Г., Марков А.А. / Зб. праць ДонНТУ. Сер. обчислювальна техніка та автоматизація. - Донецьк. - 2002. - Вип. 47. - С. 291-297.
Здобувач обґрунтував побудову пристроїв теплового захисту багатошвидкісних АД з використанням теплових моделей обмоток та навів алгоритм її роботи.
29. Особенности динамики теплового состояния многоскоростных асинхронных двигателей / Лазебник Р.М., Федоров М.М., Апухтин М.В., Марков А.А. / Взрывозащищенное электрооборудование - Донецк. - 1999. - С. 19-24.
Здобувач обгрунтував методи розрахунку динаміки теплового стану багатошвидкісних АД та побудови їх еквівалентної теплової схеми заміщення; навів методи оцінки характеристик динаміки теплового стану.
30. Аналоговая защита асинхронных крановых двигателей / Дудник М.З., Федоров М.М., Паркесов В.Г., Михайлов В.Е. / Электротехника. - М. -1982. - №11. - С. 58-59.
Здобувач здійснив вибір і опис структурних схем пристроїв аналогового теплового захисту УАТЗ 1 і УАТЗ 2, та обґрунтував вимоги до елементів конструкції пристроїв.
31. Федоров М.М., Михайлов В.Е., Паркесов В.Г. Особенности моделирования теплового состояния двигателя в повторно-кратковременных режимах работы // Перспективы развития производства асинхронных двигателей в свете решений 26 съезда КПСС. - Владимир. - 1983. - С. 141-145.
Здобувач обґрунтував використання схеми теплового аналога з двома нагромаджувачами енергії для моделювання теплових перехідних процесів в обмотках АД, що працюють у повторно-короткочасних режимах роботи.
32. Повышение надежности работы крановых электродвигателей при введении аналоговой защиты в систему электроснабжения крана / Дудник М.З., Федоров М.М., Опенько В.П., Паркесов В.Г. / Промышленная энергетика. - М. - 1983. - №1. - С. 18-19.
Здобувач здійснив аналіз умов експлуатації електродвигунів грейферних кранів та обґрунтував вимоги до пристрою аналогового теплового захисту (УАТЗ 2) і його елементам конструкції.
33. Fedorov M., Dennik V., Alekseev E. The system of automatic trial and prognosis of electric mechanical and thermical testimonial of asinchronic engins. // World Mining Congress, 13th International Conference of Automation in Mining. September 8-11, 1998.- High Tatras. Slovak Republic. - 1998. - P. 93-96.
Здобувач навів особливості побудови систем автоматизованих прискорених теплових випробувань і прогнозування температури обмоток у різних режимах та запропонував методику оцінки теплового стану обмоток АД за результатами приймально-здавальних іспитів.
34. Федоров М.М., Рак А.Н. К вопросу о прогнозированировании остаточного срока службы изоляции электрических машин // Известия вузов. Электромеханика. - Новочеркасск. - 1997. - № 1, 2. - С. 6-8.
Здобувач обґрунтував методику розрахунку термінів служби і залишкового ресурсу ізоляційних матеріалів обмоток електричних машин при їх безупинно змінній температурі.
35. Федоров М.М., Денник В.Ф., Малеев Д.М. Микропроцессорная система контроля и прогнозирования теплового состояния электродвигателей в повторно-кратковременных режимах работы // Известия Таганрогского государственного радиотехнического университета. Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности. - Таганрог. - 2000. - С. 248-254.
Здобувач здійснив порівняльний аналіз пристроїв теплового захисту і систем прогнозування теплового стану обмоток АД, що працюють у повторно-короткочасних режимах з частими пусками, обгрунтував використання мікропроцесорних систем контролю і прогнозування теплового стану АД в різних повторно-короткочасних (S3-S5) і перемежованих режимах (S6-S8). Використання динамічних теплових моделей вузлів АД в мікропроцесорних системах захисту.
36. Федоров М.М., Алексеев Е.Р. Методы расчета теплового состояния двигателей при изменении напряжения сети // Известия Таганрогского государственного радиотехнического университета. Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности. - Таганрог. - 2001. - №3. - С. 58-62.
Здобувач навів особливості динаміки теплового стану у вузлах АД при різних напругах мережі і коефіцієнтах навантаження.
37. Алексеев Е.Р., Федоров М.М., Сорокина Л.С. Моделирование теплового состояния асинхронных двигателей в повторно-кратковременном режиме // Известия Таганрогского государственного радиотехнического университета. Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности. - Таганрог. - 2002. № 2(25). - С. 34-36.
Здобувач здійснив порівняльний аналіз методів оцінки теплового стану обмоток АД, що працює в різних повторно-короткочасних режимах при коливаннях напруги мережі та обгрунтував середнью температуру обмоток АД в квазиусталеному стані як критерію надійної експлуатації.
38. Фёдоров М.М. Тепловые переходные процессы в узлах асинхронного двигателя при различных коэффициентах нагрузки // Сб. тр. ДонГТУ. Сер. электротехника и энергетика. - Донецк. - 1998. - Вып. 2. - С. 159-165.
39. Федоров М.М., Алексеев Е.Р. Влияние колебания напряжения сети на электромеханические и тепловые характеристики асинхронных двигателей // Сб. тр. ДонГТУ. Сер. электротехника и энергетика. - Донецк. - 1998. - Вып. 2. - С. 172-177.
Здобувач здійснив постановку задачі розрахунку характеристик АД при різних напругах мережі та навів алгоритм розрахунку робочих характеристик АД і тепловий стан при коливаннях напруги мережі.
40. Федоров М.М., Денник В.Ф., Кучеренко А.А. Микропроцессорные системы защиты асинхронных двигателей от тепловых перегрузок // Сб. тр. ДонГТУ. Сер. электротехника и энергетика. - Донецк. - 1998. - Вып. 2. - С. 166-171.
Здобувач навів структурну схема мікропроцесорного теплового захисту АД та зробив вимоги до елементів її конструкції; здійснив вибір теплової моделі та алгоритму її роботи.
41. Исследование влияния несимметрии питающих напряжений на электромеханические характеристики асинхронного двигателя и его тепловое состояние / Федоров М.М., Денник В.Ф., Алексеев Е.Р., Карась С.В. / Взрывозащищенное электрооборудование. - Донецк. - 1998. - С. 32-42.
Здобувач навів методи обліку несиметрії напруги живилення при розрахунку електромеханічних і теплових характеристик АД, особливості застосування динамічних теплових моделей вузлів для оцінки теплового стану обмоток АД в несиметричних режимах.
42. Федоров М.М., Карась С.В. Анализ тепловых переходных процессов в сборочных единицах электрических машин методом разложения кривых нагрева и охлаждения на экспоненциальные составляющие // Взрывозащищенное электрооборудование. - Донецк. - 1998. - С. 50-56.
Здобувач навів методику апроксимації експериментальних кривих нагрівання й охолодження аналітичними виразами з довільною кількістю експонент, здійснив порівняння аналітичних виражень кривих нагрівання й охолодження, отриманих шляхом рішення системи диференціальних рівнянь теплового стану і методами апроксимації.
43. Федоров М.М., Денник В.Ф., Корощенко А.В. Исследование распределения температур узлов асинхронного двигателя при несимметрии питающих напряжений // Сб. тр. ДонГТУ. Сер. электротехника и энергетика. - Донецк. - 1999. - Вып. 4. - С. 138-141.
Здобувач навів методику розрахунку характеристик АД при несиметрії джерел живлення. Побудова еквівалентної теплової схеми заміщення АД з урахуванням несиметрії та методи аналізу температурного стану АД при несиметрії джерел.
44. Федоров М.М., Алексеев Е.Р., Горелов М.В. Пусковые и рабочие характеристики асинхронных двигателей при различных напряжениях сети // Сб. тр. ДонГТУ. Сер. электротехника и энергетика. - Донецк. - 1999. - Вып. 4. - С. 123-126.
Здобувач здійснив постановку задачі, навів методику розрахунку робочих характеристик АД при коливаннях напруги мережі.
45. Федоров М. М., Денник В.Ф. Тепловое состояние электродвигателей переменного тока при обрывах параллельных ветвей статорных обмоток // Зб. праць ДонДТУ. Сер. електротехнiка i енергетика. - Донецьк. - 2000. - Вип. 17. - С. 87-91.
Здобувач навів методи розрахунку робочих і теплових характеристик АД при обриві паралельних гілок в обмотці статора, здійснив ворівняльний аналіз розрахункових і експериментальних характеристик АД при обривах паралельних віток в обмотці статора, навів еквівалентну теплову схема заміщення АД при обриві паралельних гілок в обмотці статора.
46. Фёдоров М.М., Денник В. Ф., Чорноус В.П. Защита электродвигателей переменного тока от несимметричных режимов работы при обрыве параллельных ветвей в обмотке статора // Зб. праць ДонДТУ. Сер. електротехнiка i енергетика. - Донецьк. - 2000. - Вип. 21. - С. 130-132.
Здобувач обґрунтував методи визначення ступеня несиметрії струмів в обмотці статора АД при обриві рівнобіжних галузей, навів структурна схема пристрою захисту й алгоритм її роботи.
47. Веретельник С.П., Фёдоров М.М., Денник В.Ф. Повышение эксплуатационной надёжности электродвигателей в коксохимической промышленности // Сб. тр. ДонГТУ. Сер. химия и химические технологии. - Донецк. - 2000. - Вып.13. - С. 157-161.
Здобувач навів особливості побудови пристроїв теплового захисту АД електроприводів механізмів коксових батарей, обґрунтував застосування для них пристрою захисту від теплових перевантажень і несиметричних режимів роботи (УТНЗ), навів вимоги до елементів конструкції УТНЗ-5; здійснив обґрунтування їхнього вибору.
48. Федоров М.М., Апухтин М.В., Марков М.А. Тепловое состояние многоскоростных асинхронных двигателей // Зб. праць ДонНТУ. Сер. електротехнiка i енергетика. - Донецьк. - 2001. - Вип. 28. - С. 64-67.
Здобувач навів методи прогнозування теплового стану обмоток багатошвидкісних АД, хапропонував побудова еквівалентної теплової схеми заміщення багатошвидкісних АД.
49. Особенности динамических тепловых характеристик электрических машин при изменении условий охлаждения / Федоров М.М., Денник В.Ф., Апухтин М.В., Малеев Д.М. / Зб. праць ДонНТУ. Сер. електротехнiка i енергетика. - Донецьк. - 2002. - Вип. 41. - С. 61-63.
Здобувач навів методи розрахунку теплових перехідних процесів в обмотках електричних машин у повторно-короткочасних режимах при зміні умов охолодження.
50. Федоров М.М., Алексеев Е.Р. Особенности теплового состояния асинхронного двигателя в повторно-кратковременном режиме при изменении напряжения // Зб. праць ДонНТУ. Сер. електротехнiка i енергетика. - Донецьк. - 2002. - Вип. 41. - С. 64-66.
Здобувач запропонував методи прогнозування динаміки теплового стану в елементах конструкції АД в повторно-короткочасних режимах при коливаннях напруги мережі.
51. Федоров М.М., Апухтин М.В. Методика оценки состояния многоскоростных асинхронных двигателей, работающих в повторно-кратковременных режимах // Зб. праць ДонНТУ. Сер. електротехнiка i енергетика. - Донецьк. - 2002. - Вип. 50. - С. 49-52.
Здобувач навів особливості роботи багатошвидкісних АД в повторно-короткочасних режимах з перемежованою частотою обертання; запропнував методи оцінки динаміки теплового стану обмоток багатошвидкісних АД в повторно-короткочасних режимах.
52. Федоров М.М., Пинчук О.Г. К вопросу о влиянии напряжения обратной последовательности на электромеханические характеристики асинхронного двигателя // Зб. праць ДонНТУ. Сер. електротехнiка i енергетика. - Донецьк - 2002. - Вип. 50. - С. 177-180.
Здобувач обгрунтував методи розрахунку робочих характеристик АД при різних напругах зворотної послідовності.
53. Особенности характеристик асинхронных двигателей при несимметрии питающего напряжения / Федоров М.М., Денник В.Ф, Корощенко А.В., Алексеев Е.Р. / Изв. Таганрогского государственного радиотехнического университета. Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности. - Таганрог. - 2000. - С. 237-241.
Здобувач навів особливості розрахунку електромеханічних і теплових характеристик АД при несиметрії напруги живлення; запропонував еквівалентну теплову схема заміщення АД при несиметрії напруги живлення, провів порівняльний аналіз теплового стану обмоток при різних напругах зворотної послідовності.
54. Особенности моделирования и анализ пусковых и рабочих характеристик при различных напряжениях сети / Федоров М.М., Алексеев Е. Р., Денник В.Ф., Горелов М. В. / Известия Таганрогского государственного радиотехнического университета. Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности. - Таганрог. - 2000. - С. 237-241.
Здобувач обгрунтував використання Т-образної схеми заміщення з урахуванням нелінійності параметрів намагничувального контуру, а також параметрів вторинного контуру при моделюванні й аналізі пускових і робочих характеристик АД, а також навів методи одержання нелінійних характеристик намагнічувального і вторинного контурів.
55. Дудник М.З., Федоров М.М., Михайлов В.Е. Выбор параметров тепловых моделей двигателей по кривым нагрева и охлаждения // Тезисы докладов VI-й всесоюзной научно-технической конференции “Перспективы развития производства асинхронных двигателей в свете решений XXVI съезда КПСС”, г. Владимир, ноябрь 1982 г, М.: Информэлектро-1982. - С. 79-80.
56. Федоров М.М., Паркесов В.Г., Михайлов В.Е. Особенности моделирования теплового состояния асинхронных двигателей в повторно-кратковременном режиме. // Тезисы докладов VI-й всесоюзной научно-технической конференции “Перспективы развития производства асинхронных двигателей в свете решений XXVI съезда КПСС”, г. Владимир, ноябрь 1982 г, М.: Информэлектро-1982. - С. 82.
57. Федоров М.М., Михайлов В.Е., Гресь А.С. Расчет максимальных температур асинхронных двигателей в повторно-кратковременных режимах работы // Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции 14-16 сентября, Харьков - 1983. - С. 97.
58. Федоров М.М., Михайлов В.Е. Лизантан А.А. Исследование теплового состояния асинхронных двигателей при перегрузках // Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции 14-16 сентября. - Харьков. - 1983 - С. 125.
59. Федоров М.М., Михайлов В.Е., Апухтин М.В. Исследование динамики тепловых переходных процессов асинхронных крановых двигателей // Всесоюзное научно-техническое совещание “Электродвигатели переменного тока подъемно-транспортных механизмов”. г. Суздаль, 18-22 апреля 1988 г. - М.: Информэлектро-1988.
60. Федоров М.М., Дмитрова Н.Э., Резникова Н.М. Влияние колебания напряжения сети на температурное поле асинхронных двигателей // Всесоюзное научно-техническое совещание “Электродвигатели переменного тока подъемно-транспортных механизмов”. г. Суздаль, 18-22 апреля 1988 г. - М.: Информэлектро-1988.
61. Федоров М.М., Денник В.Ф., Алексеев Е.Р. Особенности тепловых процессов в асинхронных двигателях при аномальных режимах работы // Тези доповiдей 3-ї мiжнародної конференцiї “Математчне моделювання в электротехнiцi, электронiцi та энергетицi”, Україна, Львiв, 1999. - С. 278-279.
62. Федоров М.М., Денник В.Ф., Чорноус В.П. Защита двигателей переменного тока от несимметричных режимов работы при обрыве параллельных ветвей в обмотке статора. Матеріали міжнародної науково-технічної конференції “Керування режимами роботи об`єктів електричних систем - 2000”.
63. Федоров М.М., Апухтин М.В. Особенности теплового состояния режимов работы многоскоростных асинхронных двигателей грузоподъемных механизмов. Матеріали 2-ї міжнародної науково-технічної конференції “Керування режимами роботи об`єктів електричних систем - 2002”.
64. Федоров М.М., Пинчук О.Г. К вопросу о влиянии напряжения обратной последовательности на электромеханические характеристики асинхронного двигателя. Матеріали 2-ї міжнародної науково-технічної конференції “Керування режимами роботи об`єктів електричних систем - 2002”.
65. Федоров М.М., Апухтин М.В., Пинчук О.Г., Марков А.А. Особенности построения микропроцессорных систем защиты многоскоростных асинхронных двигателей. Матеріали міжнародної конференції з управління “Автоматика - 2002”. Донецьк. - 2002 г. - С. 152-153.
66. Нагрузочное устройство для испытания электродвигателей А.с. 1265664. СССР, МКИ G01 R31/34 / М.3. Дудник, М.М. Федоров, В.Е Михайлов, А. М. Дудник (СССР). - 3890199/24-07; Заявлено 29.04.85; Опубликовано 23.10.86, Бюл. № 39. - 4 с.
67. Тепловой аналог электродвигателя А.с. 1336056. СССР, МКИ Н02 H7/085 / М.М. Федоров, М.З. Дудник, В.Е. Михайлов, В.П. Мариночкин, С.М. Преображенский (СССР). - 3908806/24-24; Заявлено 04.06.85; Опубликовано 07.09.1987, Бюл. № 33. - 3 с.
68. Тепловой аналог электродвигателя А.с. 1654914. СССР, МКИ H02 H7/085 / М.М. Федоров, В.Е. Михайлов, В.П. Мариночкин, В.А. Мочалов (СССР). - 4496488/07; Заявлено 19.10.88; Опубликовано 07.06.1991, Бюл. № 21. - 6 с.
АНОТАЦІЯ
Федоров М.М. Удосконалювання методів прогнозування теплового стану електродвигунів змінного струму при нестаціонарних режимах їх роботи - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.01 - Електричні машини і апарати. Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2003.
Дисертація присвячена розвитку теорії нестаціонарних теплових процесів в електричних машинах. У дисертаційній роботі дано теоретичне узагальнення і рішення актуальної наукової проблеми прогнозування теплового стану вузлів електродвигунів змінного струму в нестаціонарних режимах їх роботи, що полягають у розкритті впливу характеру теплових перехідних процесів на надійну експлуатацію двигунів і терміни їхньої служби, у науковому обґрунтуванні методів розрахунку теплових перехідних процесів і технічному рішенні контролю і прогнозування теплового стану, що дозволяє здійснювати захист обмоток від перегріву, визначати припустимі навантаження і вводити корекції в навантажувальну діаграму електродвигунів. Теоретично обґрунтована побудова динамічних теплових моделей вузлів електричних машин. Пасивні параметри моделей єдині для всіх машин одного типорозміру і являють собою своєрідний “тепловий паспорт” машини. Пасивні параметри моделі використовувались при створенні пристроїв теплового захисту електродвигунів (УАТЗ-2, УТНЗ-4, УТНЗ-5 та ін.). Розроблено основи побудови автоматизованих систем прогнозування, що дозволяють судити про теплові навантаження в різних режимах роботи кожної електричної машини, що випускається, за результатами приймально-здавальних випробувань.
Ключові слова: асинхронний двигун, перехідні процеси, прогнозування теплового стану, моделювання, нагрівання і охолодження електродвигунів, режим роботи.
АННОТАЦИЯ
Федоров М.М. Совершенствование методов прогнозирования теплового состояния электродвигателей переменного тока при нестационарных режимах их работы - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.09.01 - Электрические машины и аппараты. Национальный технический университет “Харьковский политехнический институт”, Харьков, 2003.
Диссертация посвящена развитию теории нестационарных тепловых процессов в электрических машинах. В диссертационной работе дано теоретическое обобщение и решение актуальной научной проблемы прогнозирования теплового состояния узлов электродвигателей переменного тока в нестационарных режимах их работы, заключающиеся в раскрытии влияния характера тепловых переходных процессов на надежную эксплуатацию двигателей и сроки их службы изоляционных материалов их обмоток.
В работе научно обоснованы методы расчета тепловых переходных процессов при произвольном характере нагрузок с получением аналитических выражений температур элементов конструкции машин в функции времени, что позволило установить характер и величины тепловых нагрузок, испытываемых обмотками электрических машин в различных режимах работы. Показано, что АД с самовентиляцией в продолжительном режиме работы имеют наибольшие температуры в лобовых частях обмотки статора, а в повторно-кратковременных режимах наибольшие температуры имеют место в элементах конструкции обмотки ротора.
Теоретически обосновано построение динамических тепловых моделей узлов электрических машин, позволяющих обеспечить адекватное воспроизведение тепловых переходных процессов в выбранном узле электродвигателя в произвольном режиме работы. Пассивные параметры модели едины для всех машин одного типоразмера и представляют собой своеобразный “тепловой паспорт”, который, подобно параметрам электрических схем замещения, может быть занесен в каталог. Их величины, также, как и параметры электрических схем замещения, могут быть получены из результатов экспериментальных исследований, проводимых при приемочных испытаниях, предусмотренных государственным стандартом. Активные параметры модели, определяемые потерями в элементах конструкции электродвигателей, могут изменятся в достаточно широких пределах у машин одного типоразмера, что определяет отличительные особенности динамики тепловых процессов различных двигателей. Их величины для номинального режима работы могут быть определены по результатам опытов, предусмотренных в программе приемо-сдаточных испытаний, которые проводятся для каждого выпускаемого электродвигателя. Для повторно-кратковременных и перемежающихся режимов работы величины потерь могут быть рассчитаны для каждого интервала произвольной диаграммы нагрузок. Указанные свойства динамических тепловых моделей позволяют использовать их в системах прогнозирования теплового состояния электрических машин в разных режимах работы, а также в устройствах контроля и тепловой защиты.
Динамические тепловые модели использованы при создании устройств тепловой защиты двигателей (УАТЗ-2, УТНЗ-4, УТНЗ-5 и др.). Они прошли успешную апробацию в условиях промышленной эксплуатации на различных предприятиях. Разработаны основы построения микропроцессорной автоматизированной системы прогнозирования теплового состояния обмоток электродвигателей переменного тока. Принципы ее работы основаны на использовании динамических тепловых моделей обмоток (или наиболее нагретых ее частей) электрических машин. В программе приемочных испытаний, проводимых с головным образцом электродвигателя, предусмотрены опыты, по результатам которых определяются пассивные параметры моделей. Они записываются в память микропроцессорной системы. Опыты, предусматриваемые в программе приемо-сдаточных испытаний, позволяют определить потери в элементах конструкции при любом коэффициенте нагрузки каждой выпускаемой электрической машины, по которым формируют диаграмму потерь для различных повторно-кратковременных и перемежающихся режимов работы. Используя пассивные параметры, рассчитывают характеристики теплового состояния в заданных режимах работы. Таким образом, впервые имеется объективная возможность суждения о тепловых нагрузках каждого выпускаемого двигателя в произвольно заданном режиме работы. Работоспособность систем подтверждена экспериментами на натурном образце.
Динамические тепловые модели могут быть использованы при построении систем прогнозирования теплового состояния электродвигателей при их эксплуатации. С их помощью можно решать различные актуальные практические задачи: выбор мощности двигателей электроприводов при различном характере нагрузки, формирование диаграмм нагрузки, исключающих перегрев обмоток, учет расходуемого ресурса изоляционных материалов и др.
Ключевые слова: асинхронный двигатель, переходные процессы, прогнозирование теплового состояния, моделирование, нагревание и охоладжение электродвигателей, режим роботы.
Подобные документы
Порівняльний аналіз параметрів двигунів постійного та змінного струму. Розрахунки механічних характеристик, перехідних процесів без урахування пружних механічних зв'язків електроприводу з асинхронним двигуном. Побудова схеми з'єднання додаткових опорів.
курсовая работа [4,0 M], добавлен 09.08.2010Характеристика основних положень термодинаміки. Аналіз термодинамічних процесів ідеального газу. Поняття, структура та призначення теплового насосу. Принцип розрахунку теплообмінних апаратів. Методи термодинамічного аналізу енерго-технологічних систем.
учебное пособие [2,5 M], добавлен 28.11.2010Огляд способів побудови природної механічної характеристики асинхронного електродвигуна. Визначення значення зовнішніх опорів у колі статора, необхідних для знижки пускового моменту в два рази, точки спільної роботи електродвигуна й відцентрового насосу.
практическая работа [4,1 M], добавлен 20.03.2012Процес лезової обробки та рівень його працездатності. Оцінка якості функціонування процесу. Місце і причини несправностей. Вихідні дані для прогнозування технологічного стану процесу, аналізу ступеня досконалості конструкції та технології виробництва.
реферат [4,2 M], добавлен 02.05.2011Призначення, переваги та недоліки двигуна постійного струму; дослідження його будови та принципу роботи. Види збудження в двигунах постійного струму та його характеристики. Розрахунок габаритних розмірів двигуна постійного струму паралельного збудження.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 01.11.2014Технологія виробництва ремонтно-механічного заводу. Технічні характеристики верстата. Вимоги до освітлення робочих місць та його розрахунок. Режими роботи електродвигунів. Вибір пускорегулюючої та захисної апаратури. Опис схеми електричної принципової.
курсовая работа [450,9 K], добавлен 24.12.2012Розрахунок і вибір електродвигунів. Кінематичний розрахунок приводу головного руху. Опис вузлів верстата, його конструктивних особливостей, налагодження і роботи. Визначення габаритних розмірів оброблюваних заготовок. Розрахунок чисел зубів передач.
дипломная работа [940,7 K], добавлен 23.12.2013Автоматизація систем керування міським водопостачанням, станції керування. Побудова розподілених радіомереж телеметрії. Методи і схеми телевимірювання. Загальні відомості та призначення, принцип дії пристрою. Прогнозування графіка водоспоживання.
курсовая работа [691,0 K], добавлен 21.06.2015Прилади для вимірювання напруги. Амперметри і вольтметри для кіл підвищеної частоти. Вимірювання електричного струму. Заходи безпеки під час роботи з електрообладнанням. Індивідуальні засоби захисту. Перша допомога потерпілому від електричного струму.
курсовая работа [201,0 K], добавлен 18.02.2011Вивчення конструкції і принципу дії витратоміра змінного перепаду тиску та тахометричного турбінного лічильника кількості води. Особливості роботи та точності виміру витрат ультразвуковим портативним витратоміром – лічильником рідини марки "Взлет – ПР".
лабораторная работа [1,1 M], добавлен 29.10.2010
