Введение к работе
Актуальность ирсс.лз.тм. Перил элсктрс-аипностроен:;::: ст-задача обеспечении заданного уровня качезть:; :іуте:: рацпо-іьпо строгого соблюдении технологических p'j.:.'.".iiua :: контролі [єства сборочішх единиц и де тало Л в процессе производства, терву:: очередь зто относится к наиболее массовому ви?:/ про-(Ц!іи - асинхронным двигателя:.: малой ::оцнсс:и (/isn't), Lvnyc-smmm десятками миллионов итуи s год. З сериішоц производстве шисает множество техн алогически:;, ^ан-торос, :!р;:вод,;і::::: к от-испиям показателей качества (ПК), из ко тори:: наио'одео їаг.-и\ являются опергомеханкчоекпз характеристик!!. Па их откле-!и« значительное влияние окаьизапї отклонении магнитных эйств сердечников, величин!! воздушного зазора п удельного противления короткозаикиуто:: кдчтки ротора, Су^аствуица.ч r.a-матическая модель точности (ГИГ) асинхронной .чідашк. (І!А) Са-руетсії на известно;; математической модели многоосной ндса-эированнои НА, т.е. макни, обладавшей одектрс:.пгім!їно.і с:::і-триой. Однако в производств возникают та:;:;:а отклонения (ис-вномерноезь воздушного зазора кз-зз эксцентриситета, кесии-трия клетки роюра в связи с дефектами и т.д.), xoxopue ви-вают карупение симметрии калини. Дальнейшее развитие научных нов обеспечения качества при проектирования и изготовлении должно состоять в разработке обобщенной математическойаю-ли многофазной НА с учетом электромагнитной несииметрин, званной технологическими факторами. Разработка такой матема-ческой модели предполагает одновременно совершенствование тодов определения параметров и комплексный учет факторов, иводлцих к электромагнитной несимметрии машины. .
Другая задача в обеспечении качества -в сфере изготовления стоит в том, чтоби своевременно обнаружить и квалифицировать клонения качества статора, ротора и деталей, входящие в раз-рнуа цепь воздушного зазора. Необходимо ввести в производс-:еш!ый процесс пооперационный контроль указанных отклонений. :я его организации необходима согорпошшз методи и средства, ізаолякгліе в условиях сср;;.:всгз производство достаточно бмет- и точно определить качество узлов статора ;: ротора.
Работа проводилась по программе 0.14.01 "Создать лов.та шнис серии элеетркчсоких маыни переменного тока обкепромш-чіноі'о применения, а гак.те прогрессивное технологическое обо-
рудование и материалы для их производства" в.рамках постанов ления ГКНТ и Госплана СССР от 29 июня 198* г. й 327/161.
Цель работы и задачи исследования. Целью работы являете рвионве научной проблеми, имеющей вааноо народнохозяйствен^ значение и заключающейся з обеспечении заданного уровня качс тва асинхронных двигателей шлой мощности путем совермнетве яия методов определения энеркшехаиичэских характеристик coj но выпускаемых 1!А, а также методов к средств контроля качзс: узлов в серийном производстве. Для достихония поставленной ! ли необходимо било решить следуюдие задачи:
-
разработать методы исследования и выполнить анализ : яния.термической и механической обработки на магнитные свой тва сердечников статора и ротора, выполнить вероятностный а лиз дефектов и их возможных причин при заливко короткозамкн тше клеток' роторов, выявить причини и степень неравномерное воздушного зазора ДА;
-
разработать математическую модель реальной аеннхрон камни (НАР) - серийно выпускаемой МА с учетом электроиагнк ной несиымотрии, вызванной технологическими отклонения^;-., -для получения эзергомеханичзских характеристик при комплекс воздействии изменения магнитных свойотв сердечников, нераві мерности воздусиого зазора и дефектов короткозамкнутой кле: ротора?
-
Разработать на.базе математической модели МАР кате;
'«Скую МОДОЛЬ ТОЧНОСТИ, ПОЗВОЛЯЮЩУЮ определить ОГіЗІОгіОНКЯ I
вызванные различными'технологическими погрешностями, в той ле погрешностями, приводящими к нарушению электромагнитной метрии МА;
4) с цалью повышения точности математичзокой модели М.
разработать уточненные экспериментальные методы опроделеки
рамегров и с их помощью проверить и уаовзрионствовать прим
тольио к ДАММ извостные расчетные иотоды, а таккз разработ
новые аналитические мотоды расчета;
. 5) разработать с поиоцьв математических моделей мато? определения допустимых отклонений качества узлов, исходя і вестішх допусков на отклонении характеристик готовой мамі
" б) разработать нови способы контроля качества сердо1 ков статора, короткозамкнутой клетки ротора і; величини не; номврности воздусиого зазора, позволяющие достаточно 6jctj точно определять их качество в условиях сорийиого произво,
7) создать на основе разработанных способов устройства и ^питательные стенды для контроля качества указанных, узлов ІІШ; В' работе средств контроля" за; критерии принять допустимые склонений' качества, определенные С помощью разработанных мето-
Метода исследования. В диссертации выполнены.комплексные зследования МА при произвольном сочетании результатов воэдейс-зия технологических факторов на качество элементов и узлов, эименены аналитические методы решения задач электромагнитного зля и методы теории электрических машин, а также элементы твоїй матриц и численные методы решения систем комплексных урав-эний. При обработке результатов экспериментов использозаны ме-зды теории вероятностей и. математической статистики..
В экспериментальных исследованиях применены методы метал-зграфии и-методн определения магнитных свойств ферромагнитных ітериалов, методы гармонического анализа электромагнитного по-1 электрической машины и методы исследования электрических каїн.
Научная новизна. Основные научные результаты, впервые поденные и защищаемые автором, заключаются в следующем:
-
Разработаны методы исследования и выполнен анализ влияли технологических факторов на магнитные свойства сердечников сатора и ротора, собранных из бескреынистой холоднокатаной тактротехнической стали, выполнен анализ и выявлены возможные зичины дефектов литых короткозамкнутых клеток роторов и нерав-змерности воздушного зазора - с целью конкретизации задач уче-1 влияния технологических факторов. .
-
Разработана математическая модель реальной МА - серийно шускаемой МА о учетом электромагнитной несимыетрии, выззан-зй технологическими отклонениями - о целью расчета характерио-1К при комплексном воздействии технологических факторов.
-
Разработана на.базе математической модели МАР катемати-зская модель точности, позволяющая учитывать отклонения ПК, -званные различными технологическими погрешностями, в том чио-)" погрешностями, нарушающими электромагнитную симметрию иаши-1.
Ь. По результатам экспериментальных исследований магнитно-з поля МА усовершенствованы известные и разработаны новые зкс-зримэнтальные методы определения параметров машины. Па.этой снове разработаны уточненные аналитические методы опроделоиип
индукгивішхоопрогивлвниН, примененные в иатематичеоной моді реальной НА,
-
Разработана с помощью математических моделей методи ределения допустимых, отклонений качества сердечников по ыаг ным свойствам.и короткозамкнутых клеток роторов по.числу де тнах-етеркной, исходя из допуоков на отклонения ПК, ултанпд них стандартами, либо техническими уоловипии.
-
Предложена классификация существующих опособов и ус тройств для контроля магнитных характеристик кольцевых серд ников путей подразделения »тих.способов и уотройотв на магн контактные и электроконтактные,
-
Теоретически разработана методология контроля магни них характеристик сердечников о помощью вновь созданных маг токонтактного и алектроконтактного уотройотв, npea.Ha3Ba46Ht для применения в серийном производстве ДАШ.
-
Теоретически обоснованы разработанные новые способі измерения относительного отатического эксцентриситета одно-многоскоростных асинхронных, машин. Реализация этих опоообоз требует применения сложных и дорогостоящих приборов и обор: вания.
Практическая ценность работы.
-
Разработаны, новые и усовершенствованы существующие тоды определения индуктивных сопротивлений, позволяющие do, точно рассчитать энаргомеханичеокив характеристики ДА. Пре генная схема замещения о переменным сопротивлением намагни ющвго контура и соответствующая круговая диаграмма дают во нооть определить намагничивающий ток при изменении нагрузк ДАШ. .
-
Установлено, что дефекты стержней при заливке под ким давлением короткозамкнутых обмоток сущеогвенно зависят гидравлического сопротивления паза ротора.и почти не завис от предварительного подогрева сердечников. Зто опровергает каствующее мнение о том, что предварительный подогрел сер; ка позволит сократить чиоло дефектов литья стержней.
-
Разработаны новые способы и устройства для irauopef контроля характеристик намагничивания и потерь в стали се{ ников статора. Испытательный стенд на базе магнитоконтакті устройства позволяет производить выборочный контроль сердс ков. Автоматизированный испытательный стенд на осново злої контактного устройства осуществляет сплошной контроль сер;
і. .
4. Разработаны новые способы я устройства для испытания
юткозамкнутых роторов. Устройства позволяют повысить пронз
ительность труда при испытаниях путем сокращения времени ус-
іовки и удаления ротора, а также повысить достоверность ре-
іьтатов испытаний путем уменьшения влияния помех.
Разработана оригинальная установка для поточной сортиров-корогкозамннутых роторов, которая работает в автоматическом даю.подачи, измерения, удаления.и разбраковки.
-
Разработаны новые способы измерения и контроля эксцен-;;ситета ротора з одно- и многоскоростных асинхронных маиинах л способы могут быть применены как в производстве, так и.в зплуагацки асинхронных мааин.
-
Установлены допустимые отклонения магнитных свойств сор-чников и качества короткозамкнутоЯ клетки ротора по чиолу де-ктных стсрулеіі на основе допусков стандартов и технических ловий на эксплуатационно-технические характеристики ДА'-"'. До-огииыо отклонения приняты з качестве критериев качества з рате средств контроля.
Уточненная методика электромагнитного расчета асинхронных иин используется в каучно-исследопательскоЛ работе и в учеб-м процессе Ереванского полктехничоркого института.
Реализация результатов работы. ,
-
Уточненные методы расчета индуктивных сопротивления лючены. в методику электромагнитного расчета ДАШ -.стандарт іедприятия НИИЭлектромаш. Новая методика позволила с меньшими .тратами разработать отрезок серии АН кашин малой мощности в ШЭлектромаш, г.Ереван.
-
Математическая модель MAP и программа ее расчета на ЭШ оточены в общую.методику проектирования асинхровяых машин в ШЭлектромаш, г.Ереван. .
-
Математическая модель асинхронной машины с учетом влия-ія технологических факторов принята для использования.во Всосо-jhom НИИ комплексного электрооборудования (ВНИИКЭ), г.Ерезан.
-
Рекомендации на допустимые отклонения магнитных свойств эрдечников и допустимое число дефектных стержней в ДАІШ приня-а в НЙИЭлектромаи и в ПО. ."АрмэлекгродвигатвлЫ1.
, 5.' Разработаны и внедрены в НЙИЭлектромаш, в ПО "Армэлек-родвигатель" и в ПО "Груээлектромаш" испытательные стенды для онтроля магнитных характеристик сердечников ДАШ.
б. Разработан и внедрен в НИИЭлсктромаш стенд для поте ной сортировки короткозамкнутых роторов ДШ1.
Народнохозяйственный эффект от внедрения полученных в ,
сертацин результатов на дол» автора превышает 0,5 млн.руб. :
год (в насптабо цоп 1988 года).
Апробация работы.. Основные положения и результаты дисс' тационной работа докладывались и.обсувдались на следующих н; но-технических конференциях (НТК) и научно-технических семи pax (НТС):
Всесоюзной II НТК по динамическим режимам работы электр ческих машин (Смоленск, 1978),.Всесоюзной УП НТК по состоял перспективам совершенствования, разработки и производства а хронных двигателей (Владимир, 1985), Всесоюзном НТС по прое рованию и производству электрических машин автономных элект чзских систем (Ереван, 1985), Всесоюзных УИ и УШ НТК по нов технологическим процессам и .оборудованию для производства э трических маиин малой мощности (Тбилиси, 1985 и 1987), Всес ной НТК го современным проблемам электромеханики (Москва, I ХУШ и Ш. НТК про^ессорско-преподават. состава ВТі'3-ов Зака ских республик (Ереван, 1975 и 1983), 1,11 и 1 (с международ участием) НТК НШЭлектромаш по состоянию и перспективам исс дования, разработки и производству электродвигателей-переме яого тока налой мощности (Ереван, 1974, 1979 и 1990), ХШ НІ ВНИИКЭ (Ереван, 1980)..
Кроме того результаты работы обоуждались и получили о; рение на ежегодных НТК профессорско-преподавательского coca Ереванского политехнического института в I974-I99I годах.
. Публикации. Основные положения и результати диссертаці опубликованы в 57 печатных работах, в 17 отчетах о НИР и зс вены 5 авторскими свидетельствами. Устройство для контроля дечников статоров демонстрировалось на ВДНХ Республики Арме
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа тоит из введения, шести глав, заключения, списка литературі приложения, которое включает материалы по внедрению, прогрг расчетов на ЭВМ и другие поясняющие оведенип. Весь материа; диссертации изложен на 380 стр., в.том числе 230 стр. машиї писного текста, 67 рис. на 53 стр., 22 табл. на 19 стр., 2'. библиографических источников на 2h стр., приложение на 5'f і
Похожие диссертации на Методы определения и средства контроля характеристик асинхронных двигателей малой мощности в серийном производстве
