Введение к работе
Актуальность темы. Впервые Фарадей в 1821 году предложил конструкцию торцевого двигателя, а первый прототип асинхронного двигателя (АД) был предложен М.О. Доливо - Добровольским а 1889 году. В связи с тем. что АД в составе ряда механизмов и приборов не всегда удовлетворяют современным требованиям, Диііолнитсльїю применяют торцезыс асинхронные двигатели (ТАД), которые имеют ряд преимуществ: меньшая масса и габариты; улучшенные условия теплоотдачи, охлаждения и вентиляции: относительно простая эксплуатация и ремонт; улучшенные динамические показатели при резко - переменной нагрузке: возможность различной компоновки ТАД, например, с одним статором и ротором, с двумя статорами и двумя роторами, с одним статором и двумя роторами: удобство сочленения с механизмом из - за плоской конструкции; малоотходное использование магнитных материалов; упрощение обмоточных работ из - за открытой и плоской зубцовой зоны; возможность выполнения магнитопровода более сложной конфигурации, например, методом порошковой металлургии, а также оеслазовое исполнение, например, с печатными обмотками и беспазовым ротором; возможность непосредственного встраивания ротора в рабочий механизм. В этой связи актуальным является теоретическое обоснование возможности применения ТАД в качестве привода измельчителя кормов (ИК) в
зависимости от типа ИК, вида измельчаемого продукта, параметров измельчения я мощности, разработка конструктивных схем электромеханических ИК и анализ их поведения с помощью математических моделей, особенно при резко - переменной нагрузке.
Цель работы. Обосновать возможность применения ТАД в качестве привода рабочего органа ИК; разработать новое конструктивное решение, позволяющее компактное совмещение ТАД и ИК; установить оптимальное значение мощностей ТАД, использование которых в ИК предпочтительно, определив при этом взаимосвязь между электромагнитными параметрами двигателя и параметрами ИК; разработать математические модели системы ТАД - ИК; электрические схемы замещения ТАД; методику задания нагрузки
ч на вал)' рабочего органа ИК, сравнить динамические показатели АД и ТАД; провести экспериментальные исследования динамических показателей ТАД.
Научная новизна. Найдено соотношение между объемом ротора двигателя и ротора измельчителя; определено оптимальное значение мощностей при которых использование ТАД с частично встроенной конструкцией целесообразно; разработаны новые конструктивные решения ТАД и электромеханических измельчителей на базе ТАД, на которые получены патенты РФ; разработаны электромагнитные, электрические схемы для составления математических моделей, а также схемы замещения для одностаторно - двухроторных трехфазных и однофазных ТАД с короткозамкнутым и массивным роторами; предложен способ задания нагрузки на валу. двигателя путем математического моделирования разложением функции в ряд Фурье; проведен анализ работы ТАД совместно с ИК методом математического моделирования.
Практическая значимость. Разработаны математические модели. реализованные в виде алгоритмов и рабочих программ, позволяющие определять токи, электромагнитные моменты, производительность при любых заданных режимах работы ТАД и ИК. предложенные формулы соотношения объемов роторов двигателя и измельчителя, позволяет определить объем ротора измельчителя по заданном}- объем}' ротора двигателя, а конструктивные решения новых электромеханических измельчителей на основе ТАД могут быть использованы предпочтительно для ИК малой мощности, применяемых в личных подсобных хозяйствах.
Реализация результатов исследования. ИК на базе ТАД внедрены во Всероссийском научно - исследовательском институте электрификации сельского хозяйства на дробилках зерна Д - Т - Л; а ТАД с повышенным моментом приняты к использованию при модернизации вентиляционных систем в АООТ ПО «Искра» и в НПО «Регион».
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на III Международной конференции «Электромеханика и электротехнология» ICEE - 98, Клязьма, 1998 г., на кафедре электротехники, электрификации и информатизации Российского
государственного заочного аграрного университета (1999 г.), во Всероссийском научно-исследовательском институте электрификации сельского хозяйства (1999 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в четырех статьях, двух патентах РФ, одном рекламно - техническом описании.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографии и приложений. Работа изложена на 204 страницах машинописного текста, содержит 12 таблиц, 61 рисунок, список использованной литературы состоит из 104 наименований и приложений.
