С. Х. Айссами

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ЧЕТЫРЁХСКОРОСТНЫХ
АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ С ПОЛЮСОПЕРЕ-
КЛЮЧАЕМЫМИ ОБМОТКАМИ РАЗЛИЧНЫХ МОДИФИКАЦИЙ

       Повышение эффективности во всех сферах процесса производства и улучшения качества выпускаемой продукции является целью мировой науки и промышленности.

       В области электромашиностроения основными средствами достижения этой цели являются:

       - создание новых типов высокоэффективных электрических машин;
       - снижение материалоемкости на единицу мощности;
       - разработка прогрессивной технологии их изготовления.

       Для многоскоростных асинхронных электродвигателей комплексное решение этих проблем можно получить путем замены раздельных статорных обмоток на полюсопереключаемые (ППО) при условии достижения простоты переключения обмоток и высокого уровня электромагнитных свойств машин на каждой из скоростей.

       Целью настоящей работы является исследование технико-экономической эффективности использования четырехскоростных ППО различных модификаций.

       В настоящее время на Новокаховском электромашиностроительном заводе выпускается асинхронный двигатель 4АМ225М с соотношением чисел пар полюсов p₁:p₂:p₃:p₄ = 6 : 4 : 3 : 2 с двумя обмотками по схеме Даландера (6 : 3, 4 : 2). Исследование проводилось применительно к геометрии этого асинхронного двигателя 4АМ225М для соотношения чисел пар полюсов p₁:p₂:p₃:p₄ = 5 : 4 : 3 : 2.

       Процесс исследования включил в себя следующие этапы:

       1. Методами синтеза ППО были сформированы:
           а) одна четырехскоростная обмотка;
           б) две обмотки - трехскоростная и односкоростная (3+1).
       2. С использованием геометрии вышеупомянутого двигателя выполнены электромагнитные и электромеханические расчеты двигателей с этими обмотками.
       3. Произведено сравнение полученных результатов и показателей базового двигателя, полученных из расчетов.

       Векторно-табличным способом сформированы трехскоростная двухслойная ППО с соотношением чисел пар полюсов p₁:p₂:p₃ = 5 : 4 : 2 и односкоростная однослойная обмотка с числом пар полюсов p₄ = 3. В итоге две обмотки составляют 3 слоя. Трехскоростная ППО имеет 15 выводных концов, односкоростная 3 выводных конца, а общее число выводных концов - 18. Рас-пределение активных катушечных сторон данной ППО представлено в табл. 1.

       Методом фазовой модуляции, при использовании графоаналитического способа, составлена четырехскоростная ППО с соотношением чисел пар полюсов p₁:p₂:p₃:p₄ = 5 : 4 : 3 : 2, она имеет 27 выводных концов. Схема коммутации этой ППО показана на рис. 1.

       Следует отметить, что представленные обмотки были выбраны в итоге перебора множества вариантов по результатам проведенного гармонического анализа МДС всех составленных обмоток.

       По разработанной на кафедре электрических машин Одесского политехнического университета программе расчета асинхронных электродвигателей (FLINTER) были проведены электромагнитные и электромеханические расчеты асинхронных двигателей со сформированными ППО, а также заводского двигателя с соотношением чисел пар полюсов p₁:p₂:p₃:p₄ = 6 : 4 : 3 : 2.

Таблица 1

       Следует также отметить, что номинальные мощности всех рассчитанных двигателей устанавливались по максимально допустимому уровню тепловой нагрузки обмотки статора, что для класса изоляции В составляет В = 85^o - 90^o.

       Номинальные данные всех двигателей сведены в табл. 2.

       При рассмотрении полученных результатов можно сделать следующие выводы.

       1. Такие показатели, как , , примерно одинаковы у однообмоточного и двухобмоточного двигателей с трехскоростной и односкоростной обмотками (3+1), но они имеют преимущество в этом перед двухобмоточным двигателем с использованием схемы Даландера.
       2.В отношении удельных расходов материалов (q_m,q_c) лучшим является двигатель однообмоточного исполнения, а худшим - двухобмоточный двигатель с использованием схемы Даландера.Меньшие удельные расходы материалов q_m,q_c достигаются за счет возможности увеличения мощности P₂ или уменьшения длины машины благодаря лучшему использованию меди, так как в двигателе однообмоточного исполнения на всех скоростях используется весь объем меди, а в двигателе с исполнением по схеме Даландера на каждой скорости используется примерно половина меди.Увеличение количества выводных концов тоже приводит к росту мощности P₂ за счет улучшения структуры магнитного поля.
       3. Применение четырехскоростной обмотки вместо двух раздельных приводит к уменьшению трудоемкости укладки и изолировки, так как эта обмотка укладывается не в четыре или три слоя, а в два. P align="justify">       Таким образом, однообмоточный двигатель имеет преимущество перед двигателями двухобмоточного исполнения в отношении удельных расходов материалов и энергетических показателей.

Таблица 2

Технико-экономическое сравнение четырехскоростных асинхронных двигателей

Рис. 1. Схема внешней коммутации четырехскоростной ППО

       Вместе с тем у него имеются и недостатки.

       1. Большое количество выводных концов, а значит более дорогая коммутационная аппаратура.
       2.Неизменное значение шага y обмотки на всех числах полюсов приводит к усложнению проектирования двигателя при рациональном выборе электромагнитных нагрузок и неадекватному использованию габарита машины на разных числах полюсов.

      Список использованной литературы.

      1. Беликова Л.Я.,Билоненко Н.И. Проектирование полюсопереключаемых обмоток с малыми коэффициентами переключения // Электромашиностроение и электрооборудование.- Респ. межвед. научн.-техн. сб., К.: Техника. - 1989. - Вып. 43 - С. 90-93.

      2. Кравчик А.Э., Шлаф М.М. Асинхронные двигатели серии 4А. Справочник.-М.: Энергоиздат - 1982. - 502 с.

      3. Под редакцией И.П.Копылова. Проектирование электрических машин.- М.: Энергия. - 1980.-494 с.

Copyright © 1998-1999 Odessa State Polytechnic University. All Rights Reserved.