Русская версия English version

Оптимизиция виброшумовыx показателей многофазного синxронного электропривода на базе двигателя с постоянными магнитами

А.Н. Голубев, В.А. Мартынов, В.Д. Карачев

Вестник ИГЭУ, 2016 г. выпуск 5, сс. 27—31

Скачать PDF

Аннотация на русском языке: 

 Состояние вопроса: Задача снижения уровня шумов и вибраций в современном синхронном электроприводе на фоне постоянно ужесточающихся требований к эксплуатационным характеристикам приобретает особую актуальность. В отдельных технических отраслях, например в подводном флоте, улучшение виброакустических характеристик носит доминирующий характер. Существующие методы частотного регулирования не учитывают возможности влияния на виброшумовые характеристики, связанные с изменением числа фаз статора, а широко распространенные конструктивные способы ухудшают другие показатели привода, в частности скос пазов. Применение распределенных обмоток и увеличение величины воздушного зазора ослабляют поле машины и ухудшают ее энергетические характеристики. Большинство методов не учитывают специфику конкретной геометрии машины либо требуют достаточно долгиx и объемныx вычислительныx операций. В связи с этим необходимо создание методики оптимизации виброшумовых характеристик двигателей с учетом реальной конфигурации магнитного поля в ниx.

Материалы и методы: Использованы методы численного интегрирования и метод конечныx элементов в оболочке ElCut, позволяющий создавать и анализировать полевые модели двигателей с учетом нелинейной характеристики насыщения материалов.

Результаты: Предложена методика оптимизации магнитных сил, основанная на конструктивном изменении формы ротора машины и синтезе фазного тока статора специальной формы. Путем сравнительного анализа полевых моделей установлено двукратное снижение величины радиальных сил в результате предложенной оптимизации.

Выводы: Результаты исследования полностью согласуются с работами в области асинхронных многофазных приводов, аналогичные полевые модели которых имеют экспериментальное подтверждение. Разработанная методика формирования магнитного состояния электромеханической системы позволяет оптимизировать величины магнитных сил машины, что значительно снижает определяемые ими шумы и вибрации.

Ключевые слова: синхронный электропривод, многофазный двигатель, виброшумовые характеристики, магнитные силы.

Список литературы на русском языке: 

1. Оптимизация виброшумовых характеристик синхроного электропривода / А.Н. Голубев, С.С. Ананьев, В.А. Мартынов, В.Д. Карачев // Электричество. – 2015. – № 2. – С. 49–53.

2. Геллер Б., Гамата В. Высшие гармоники в асинхронных машинах. – М.: Энергия, 1981. – 352 с.

3. Gieras J., Wang C., Lai J. Noise of polyphase electric motors. – Boca Raton: CRC Press, 2005. – 360 p.

4. Барановский В.В., Колосов Ю.В. Защита от вибрации и шума на производстве: учеб. пособие. – СПб.: СПбГУ ИТМО, 2011. – 38 с.

5. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах: учеб. пособие для вузов по спец. «Электромеханика». – М.: Высш. шк., 1989. – 312 с.

6. Голубев А.Н., Лапин А.А. Многофазный синхронный электропривод // Электричество. – 2005. – № 2. – С. 43–47.

7. Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока. – М.: Высш. шк., 1982 г. – 272 с.

8. Вибрация и шум электрических машин малой мощности / Л.К. Волков, Р.Н. Ковалев, Г.Н. Никифорова и др. – Л.: Энергия, 1979. – 206 с.

9. Шубов И.Г. Шум и вибрация электрических машин. – Л.: Энергоатомиздат, 1986. – 208 с.

10. Radu S. Curiac, Sumit Singhal. Magnetic noise in induction motors. American Society of Mechanical Engineers, Noise Control and Acoustics Division (Publication) NCAD 08/2002; DOI: 10.1115/NCAD2008-73077.

11. Лифанов В.А. Расчет электрических машин малой мощности с возбуждением от постоянных магнитов: учеб. пособие. – 2-е изд., перераб. и доп. – Челябинск: Изд. центр ЮУрГУ, 2010. – 164 с.

12. Методы проектирования малошумных электрических машин / В.А. Воронкин, В.Я. Геча, Э.А. Городецкий и др. // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. – 2006. – Т. 103.

Ключевые слова на русском языке: 
синхронный электропривод, многофазный двигатель, виброшумовые характеристики, магнитные силы
Ключевые слова на английском языке: 
synchronous electric drive, multiphase drive, vibronoise characteristics, magnetic forces
Индекс DOI: 
10.17588/2072-2672.2016.4.027-031
Количество скачиваний: 
30