Методика проектирования обращенного двигателя с постоянными магнитами привода лебедки
М.В. Сахаров, В.Н. Караулов
Вестник ИГЭУ, 2019 г. выпуск 2, сс. 51—58
Скачать PDF
Состояние вопроса: При проектировании синхронного двигателя с постоянными магнитами (СДПМ) привода лебёдки необходимо учитывать особенности этой машины. Двигатель имеет обращённую конструкцию с ограниченными размерами. Двигатель питается от преобразователя частоты; запускается при номинальной частоте питания и номинальной нагрузке без использования демпферной обмотки и частотного пуска; обеспечивает требуемый диапазон скоростей намотки каната. Специализированная инженерная методика проектирования СДПМ привода лебёдки отсутствует. Требуется внести изменения и дополнения в существующие методики проектирования синхронных машин при решении задачи проектирования СДПМ привода лебёдки.
Материалы и методы: При проектировании и выполнении поверочного электромагнитного расчёта СДПМ привода лебёдки использована методика проектирования машин с постоянными магнитами В.А. Балагурова и методика проектирования общепромышленных синхронных машин с электромагнитным возбуждением. Методики реализованы в среде Mathcad. Для моделирования электромеханических процессов и теплового состояния СДПМ использованы полевые модели СДПМ.
Результаты: Разработана методика проектирования обращённого двигателя с постоянными магнитами привода лебёдки, отличающаяся от известных и обеспечивающая за счет этого учёт особенности конструкции СДПМ при расчёте размеров машины, магнитов, сердечника статора, при выборе электромагнитных нагрузок, при проектировании обмотки статора, при выборе системы охлаждения и марки стали сердечника статора. Специфические требования технического задания учтены при расчёте числа полюсов и частоты питающего напряжения.
Выводы: Выполнен проект обращённого СДПМ привода лебёдки. Достоверность результатов проверена в результате полевого моделирования электромеханических процессов и теплового состояния СДПМ. Представлены результаты проектирования и поверочных расчётов. Решена проблема отсутствия специализированной инженерной методики проектирования СДПМ привода лебёдки. Методика может быть использована инженерами-электромеханиками при решении задачи проектирования СДПМ привода лебёдки. Методика позволяет получить проект СДПМ, соответствующий требованиям технического задания и особенностям эксплуатации.
1. Казаков Ю.Б. Энергоэффективность работы электродвигателей и трансформаторов при конструктивных и режимных вариациях: учеб. пособие для вузов. – М.: Изд. дом МЭИ, 2013. – 152 с.
2. Силовые полупроводниковые преобразователи для питания синхронных реактивных электроприводов и обеспечение электробезопасности персонала, обслуживающего эти установки / М.А. Григорьев, А.Е. Бычков, Е.В. Белоусов и др. – Челябинск: Изд. центр ЮУрГУ, 2014. – 99 с.
3. Захаренко А.Б., Семенчуков Г.А. Исследование синхронной электрической машины со скосом постоянных магнитов // Электротехника. – 2007. – № 2. – С. 21–25.
4. Меньшов Б.Г., Яризов А.Д., Ершов М.С. Электротехнические установки и комплексы в нефтегазовой промышленности: учеб. для вузов. – М.: ОАО «Издательство Недра», 2000. – 487 с.
5. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 280 с.
6. Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока: учеб. пособие для студентов вузов. – М.: Высш. шк., 1982. – 272 с.
7. Проектирование электрических машин / И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 2002. – 757 с.
8. Мартынов В.А., Голубев А.Н. Моделирование электромагнитных процессов в многофазных синхронных двигателях с постоянными магнитами // Электричество. – 2013. – № 9. – С. 37–41.
9. Геометрические соотношения в вентильном двигателе с постоянными магнитами / И.Н. Радимов, В.В. Рымша, Т.Т.Х. Чан, З.П. Процина // Електротехнiка i електромеханiка. – 2008. – № 5. – С. 26–28.
10. Разработка синхронного двигателя с постоянными магнитами на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором / А.Н. Петренко, В.Е. Плюгин, Н.Я. Петренко, В.П. Шайда // Электротехнические и компьютерные системы. – 2016. – № 22 (98). – С. 111–115.
11. Голландцев Ю.А., Иванов В.Г., Турусов С.Н. Обращенные вентильные двигатели с высококоэрцитивными постоянными магнитами // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Информатика. Телекоммуникации. Управление. – 2012. – № 5 (157). – С. 88–92.
12. Сахаров М.В., Караулов В.Н. Анализ конструкции, электромеханических и тепловых процессов в обращенном СДПМ // Материалы Междунар. науч.-техн. конф. «XIX Бенардосовские чтения». Т. 3. – Иваново, 2017. – С. 173–175.