Введение к работе
Актуальность темы. В связи с ростом выпуска многоскоростных машин малой мощности, а также стремительно растущим потреблением электроэнергии этими машинами в настоящее время серьезной задачей является повышение технического уровня выпускаемых изделий, экономия материальных и трудовых затрат, выполнение которого возможно путем разработки новых нетрадиционных конструкций, обмоток, материалов и технологических процессов.
Начиная с 70-х годов, в однофазных асинхронных двигателях (ОАД) получают большое распространение расслоенные обмотки (РО). В этих типах обмоток фазы разделены на две или более ветвей, лежащих в одних и тех же пазах и соединяющихся по различным схемам в зависимости от режима работы двигателя. Характерной особенностью РО является наличие между расслоенными ветвями не только электрической, но и трансформаторной связи.
Однако до последнего времени.при исследовании РО упор был сделан на анализ пусковых характеристик, рассматривались двигатели с пусковыми элементами. Рабочий режим подробно не рассматривался, не исследована зависимость основных показателей от вида расслоения обмоток, особенности различных схем соединения частей РО. Редки работы по применению РО в двигателях специального назначения, в том числе многоскоростных двигателей.
В связи с изложенным, задача разработки многоскоростных ОАД с новыми конструкциями обмоток на статоре, позволяющими понизить материалоемкость двигателей, унифицировать их с общепромышленной серией, является актуальной.
Целью работы является разработка и исследование многоскоростного асинхронного двигателя с РО на статоре для привода вентилятора бытовых кондиционеров, обеспечивающего улучшение технико-экономических показателей и унификацию данного типа двигателей.
Основные задачи. Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
-анализ конструктивных и схемных решений получения ступенчатых частот вращения, выявление их особенностей;
- анализ двигателей с РО на статоре с целью использования таких типов обмоток в многоскоростных ОАД;
выбор метода исследования, позволяющего правильно учесть электромеханические особенности многоскоростных ОАД с новыми конструкциями обмоток на статоре, составление математической модели и программ;
исследование влияния вида расслоения и схемного решения РО на, основные показатели асинхронного двигателя бытовых кондицио-неров(АДБК);
исследование основных характеристик прессованных образцов, с целью использования их в магнитопроводах АДБК;
проведение экспериментальных исследований рабочих и пусковых характеристик АДБК с РО;
изготовление и исследование опытных образцов АДБК с магни-топроводом из порошкового материала;
проведение сравнительного анализа расчетных и экспериментальных данных;
выработка рекомендаций по расчету и проектированию АДБК с РО.
Методика проведения исследований. Алгоритм расчета рабочих характеристик АДБК с РО на статоре составлен на основе метода вращающихся полей. Экспериментальные исследования проводились на опытных образцах машины.
Научная новизна работы заключается в следующем. Для ступенчатого изменения частоты вращения вентиляторного двигателя бытовых кондиционеров предложено использовать РО. Исследованы зависимости электромеханических показателей АДБК от вида расслоения обмоток и выявлены их особенности. Приведены разные модификации и разработаны новые варианты схемных решений РО.
Для порошкового материала марки ПЖРВ 2.200 получены зависимости плотности прессовок от удельных давлений прессования, магнитных индукций образцов от плотности прессовок и температуры спекания. Определено рациональное значение плотности материала, обеспечивающие необходимые магнитные и механические свойства сердечников.
Практическая ценность работы. Разработан и исследован макетный образец многоскоростного ОАД для привода вентиляторов бытовых кондиционеров с РО на статоре. Исследование показало преимущество использования РО перед серийными, т. к. позволило устранить электрически неактивные части обмоток, упростить технологию выполнения обмоток, сэкономить 25 % проводникового материала,
- 5 -перейти к меньшим габаритам и унифицировать, их на базе АИР56А4.
Полученные электромеханические характеристики АДБК с различными схемами РО и характеристики порошкового материала марки ПЖРВ 2Г200 позволили разработать ряд практических рекомендаций, используемых при составлении проектных и поверочных методик расчета.
Показана целесообразность применения порошковых материалов в сердечниках АДБК. Полученные пределы рациональных значений плотности образцов могут быть использованы при изготовлении двигателей с магнитопроводом из порошкового материала.
Реализация работы. Проведенное исследование является частью комплекса научно-исследовательских работ по исследованию электрических машин с новой конструкцией обмоток на статоре и с магнитопроводом из порошкового материала, которые проводятся на кафедре электротехники и электрооборудования московского института коммунального хозяйства и строительства Результаты исследований использованы в ПО "Баккондиционер" г. Баку при изготовлении опытных образцов АДБК, прошедших стендовые испытания и рекомендованных для использования в приводах вентиляторов бытовых кондиционеров.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на Всесоюзной научно-технической конференции "Современные проблемы электромеханики" (г.Москва, МЭИ, 1989 г.), XIX научно-технической конференции МИКХиС (г. Москва, 1992 г.), на заседаниях кафедры "Электротехника и электрооборудование" МИКХиС в 1989- 1993 г., на кафедре "Электрические машины" МИИТа, 1993 г.
Публикации. До материалам диссертации опубликовано пять печатных работ.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Она содержит 173 стр., в том числе 16, рисунков и 20 таблиц. Список литературы включает 147 наименований.
