Введение к работе
Актуальность_Тмы. Электрические машины являются существенным источником шума и вибрации в современном проыыпленном производстве, что отрицательно сказывается на условиях производительности труда, долговечности и качестве оборудования. В настоящее время, в связи с повышениями требований к санитарно-гигиеническим условиям труда, с одной стороны, и непрерывным ростом количества используемых электрических малин, с другой, можно утзеркдать, что требования, предъявляемые к уменьшению вибрации и шума электрических машин будут возрастать. Следует подчеркнуть, что наряду с энергетическими и массогабаритньам характеристиками, уровень вибрации и шума стал одним из определяющие показателей качества АД. Это утверждение относится и к ыногоскоростным асинхронным двигателям (АД), которые нашли широкое распространение в промышленности, лифтовой технике, а также используются в специальных механизмах и устройствах. Поэтому перед электромашиностроением стоит' задача улучшения технико-экономических, в том числе и виброакустических параметров многоскоростных АД.
Используемые в производственных механизмах и лифтовой технике шогоскоростные АД, как правило, подвергайся в процессе эксплуа-таїріи разнообразным динамическим воздействиям: многократным включениям, переключениям числа полюсов двигателя, набросам и сбросам нагрузки, реверсирования, а также различным видам торможения.Возникающие при таких динамических режимах переходные процессы оказывают большое влияние как на энергетические, так и на вибрационные процессы двигателя. Виброактивность шогоскоростных АД в динамических режимах работы, по сравнения с установившимися, значительно увеличивается. Это, главным образом, обусловлено изменением вибровозмущащих приоритетов в переходных режимах, по сравнению со стационарными.
Однако, в технической литературе анализу влияния динамических режимов на виброакустические характеристики шогоскоростных АД практически не уделялось внимания. Существующие работы, рассматривающие односкоростные АД, касаются только режима' пуска двигателя при холостом ходе, без учета характера нагрузки. Отсутствуют конкретные рекомендации по снижению виброактивности АД при переходных процессах. Поэтому исследование особенностей возникновения и распространения магнитных вибраций шогоскоростных АД в ди-
- 4 -намических режимах работы - весьма актуально. Актуальность проблемы подтверждается и тем, что кратковременное, но вместе с тем многократное увеличение виброактивности электродвигателя в динамических режимах, является одной из главных причин уменьшения их срока службы по сравнении с АД, р&ботаздщм в установившемся режиме.
Цель_работы._ Основной целью диссертационной работы является теоретическое и экспериментальное исследование магнитной вибрации многоскоростного асинхронного двигателя в динамических режимах работы, разработка соответстаутацих методик расчета и применение их при проектировании многоскоростных АД.
Основные_задачи._ Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
исследование электромагнитного динамического момента и магнитной индукции в воздуаном зазоре многоскоростного ДД в динамических режимах работы, с учетом незатухающего магнитного поля в режимах изменения числа полюсов двигателя;
определение основных вибровозмущавщих приоритетов, на основании анализа электромагнитного ыомента и индукции в зазоре двигателя при переходных процессах;
разработка методики расчета вибрации шогоскоростных АД в динамических режимах;
экспериментальное исследование влияния режимов работы на электромагнитные, электромеханические и вибрационные характеристики иного скоростных АД, проверка основных теоретически положений и бызодоз работы.
иетаы_кссле0Еонк._ Исследование электромагнитных характеристик шогоскоростных АД при переходных процессах проводилось о помощью методов проводимостей зубцовых контуров (ІШ) и обобцен-ной электрической малины (ОЭМ). Комбинированное использование этих методов позволяет, с одной стороны, детально проанализировать изменение электромагнитного момента и магнитной индукции в воздушном зазоре двигателя при различных реаиыах работы (ыегод ПЗК), и с другой, исследовать большое количество вариантов переходных процессов при различных соотношениях параметров двигателя (ыетод ОЭШ.
Исследование виброповедения двигателя в переходных режимах осуществлялось на основе теории нестационарных случайных процес-
- 5 -сов, что позволило получить дополнительную информацию о процессе возникновения и распространения вибрации. Бри анализе расчетных и опытных результатов применялись методы статической обработки информации.
Экспериментальные исследования выполнены на базе аналого-цифрового виброизмерительного комплекса. Благодаря использованию специализированных анализаторов, которые являются состашой частью измерительного комплекса, осуществлено изучение как длительных, так и кратковременных вибрационных сигналов.
Научная новизна._ Проведены исследования влияния динамических режимов работы на вибрации многоскоростных АД. Разработана математическая модель расчета вибраций многоскоростных ДД в переходных режимах работы, на основе анализа вибровозыущатацих факторов в динамических реткимах работы. Проведены комплексные экспериментальные исследования электромагнитных, электромеханических характеристик, магнитных вибровозмуцакщих сил и вибрации шогоекоростных ДД при различных режимах работы. С помощью статистических методов обработки информации подтверждена связь мевду электромагнитным моментом и низкочастотными вибрациями,икешцими максимальну» амплитуду. Выработшш конкретные рекомендации по выбору электромагнитных и конструктивных параметров шогоекоростных АД.
Практическая_ценность_. Разработанная математическая модель и методика расчета позволяет исследовать вибрационные процессы многоскоростных ДЦ, а также на стадии проектирования определить величину магнитной вибрации двигателя при переходных режимах. Использование предложенной методики дает возможность определить влияние электромагнитных и конструктивных параметров двигателя на его виброактивность и выработать конкретные рекомендации для снижения вибрации в динамических режимах ргботы. Разработанная методика расчета частот собственных колебаний позволяет рекомендовать изменение конструкции двигателя с целью отстройки частот собственных колебаний от частот вибровозмущающих сил.
Разработанные математические модели являются составной частью программно-вычислительного комплекса для проектирования электрических машин с пониженным уровнем вибрации.
Реализащп_результатов_работы._ Проведенные исследования являются составной частью научно-исследовательской работы, выполняемой в отраслевое лаборатории электротехники кафедры алектромеха-
ники Московского энергетического, института. Созданные методики расчета переданы предприятиям и используются при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по улучшению виброакустических характеристик АД.
Результаты работы используются для проектирования двигателей с пониженным уровнем вибрации во ВНЛЖМ г. Ыосква, а также при создании малощумных лифтовых двигателей во ВНШІТіШ Г.Владимир.
Апробация результатов ^аботы^ Основные положения диссертационное работы докладывались, обсукдались и получили одобрение на Всесоюзном научно-техническом совещании "Вопросы проектирования, исследования и производства моїдньк Турбо-, гидрогенераторов и крупных электрических машин" (г.Ленинград, 1983 г.), на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Пути повышения эффективности и надежности электрических машин переменного тока (г.Киев, 1989 г.), на Всесоюзном научно-техническом совещании "Автоматизация проектирования и производства в электромашиностроении" (г.Суздаль, 1989 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции "Современные проблемы электромеханики" (г.Москва, 1989 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции "Электродвигатели переменного тока средней и малой мощности" (г.Суздаль, 1990 г.), на Юбилейной научной сессии "30 лет НЭП", "Электрические машины" (РЗ, София, 1990 г.), на международном научно-техническом совещании "Электрические машины" (РП, Варшава, 1990 г.).
Публикации^ Материалы, отражающие основное содержание диссертации, опубликованы в 7 печатных трудах, 3 отчетах по научно-исследовательской работе.
Объем аботыд Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (97 наименований), изложенных на 140 страницах машинописного текста, иллюстрированных 76 рисунками, 7 таблицами.
С0ДЕР&АНЖ РАБОТЫ
Похожие диссертации на Разработка методики расчета магнитных вибраций многоскоростных асинхронных двигателей в динамических режимах работы
