ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОСТРОЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

В.П. Метельков

doi:10.14529/power160211

Авторы

В.П. Метельков Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург

DOI:

https://doi.org/10.14529/power160211

Ключевые слова:

термодинамическая модель, электрический двигатель, тепловая схема, дифференциальные уравнения, собственные числа

Аннотация

Получено обобщенное математическое описание термодинамической модели электрической машины на основе тепловых схем для произвольного количества узлов и охлаждающих сред, учитывающее
влияние температуры узлов на величину греющих потерь, выделяющихся в этих узлах. Показано, что
введение учета зависимости мощности потерь в узлах термодинамической модели от температуры этих
узлов из-за температурной зависимости сопротивлений обмоток не изменяет свойство линейности модели. Аналитически доказано, что при отсутствии зависимости мощности потерь в узлах термодинамической модели от температуры этих узлов изменение во времени свободных составляющих термодинамических процессов в этой модели всегда имеет апериодический затухающий характер, однако при наличии температурной зависимости мощности потерь это положение не всегда справедливо. Аналитически определены условия, при которых в случае наличия температурной зависимости мощности потерь
происходит неограниченное увеличение температуры элементов электрической машины без выхода на
установившийся уровень.
Ключевые слова: термодинамическая модель, электрический двигатель, тепловая схема, дифференциальные уравнения, собственные числа.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Библиографические ссылки

Онищенко, Г.Б. Проблемы и перспективы развития электропривода / Г.Б Онищенко, М.Г. Юньков // Труды VIII Международной (XIX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2014: в 2 т. Т. 1. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2014. − С. 5−9.

Зюзев, А.М. К оценке теплового состояния асинхронного двигателя в повторно-кратковременном режиме / А.М. Зюзев, В.П. Метельков // Электротехника. − 2014. − № 9.− С. 19−23. DOI: 10.3103/S1068371214090090

Программный комплекс для исследования эксплуатационных режимов электроприводов буровых установок / А.М. Зюзев, В.М. Липанов, В.П. Метельков и др. // Электротехника. − 2003. − № 7. − С. 25−31.

Зюзев, А.М. Математическая модель спуско-подъемного агрегата буровой установки / А.М. Зюзев, В.П. Метельков, В.Н. Радченко // Изв. вузов. Горный журнал. − 2003. − № 5. − С. 22−30.

Boglietti, A. TEFC Induction Motors Thermal Models: A Parameter Sensitivity Analysis / A. Boglietti, A. Cavagnino, D.A. Staton // IEEE Transactions on Industry Applications. − 2005. − Vol. 41, issue 3. − pp. 756–763. DOI: 10.1109/TIA.2005.847311

Chin, Y.K. Transient Thermal Analysis using both Lumped-Circuit Approach and Finite Element Method of a Permanent Magnet Traction Motor / Y.K. Chin, D.A. Staton. // IEEE Africon. − Gaborone, Botswana, 2004. − pp. 1027–1035. DOI: 10.1109/AFRICON.2004.1406847

Evolution and Modern Approaches for Thermal Analysis of electrical machines / A. Boglietti, A. Cavagnino, D. Staton et al. // IEEE Transactions on Industrial Electronics. − 2009. − Vol. 56, no. 3. − pp. 871–882. DOI: 10.1109/TIE.2008.2011622

Tang, W.H. A Simplified Transformer Thermal Model Based on Thermal-Electric Analogy /

W.H. Tang, Q.H. Wu, Z.J. Richardson // IEEE Transactions on Power Delivery. − 2004. − Vol. 19, no. 3. –

pp. 1112–1119. DOI: 10.1109/TPWRD.2003.822968

Копылов, И.П. Проектирование электрических машин / Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев. – М.: Высш. шк., 2005. – 767 с.

Филиппов, И.Ф. Теплообмен в электрических машинах / И.Ф. Филиппов. – Л.: Энергоатомиздат, 1986. – 256 с.

Гольдберг, О.Д. Проектирование электрических машин / О.Д. Гольдберг, И.С. Свириденко. –

М.: Высш. шк., 2006. − 430 с.

Федоров, М.М. Динамические тепловые модели узлов электрических машин / М.М. Федоров // Електромашинобудування та електрообладнання: Міжвід. наук.-техн. зб.– 1999. – Вип. 53. – C. 70–73.

Электромеханические и тепловые режимы асинхронных двигателей в системах частотного управления / Р.Т. Шрейнер, А.В. Костылев, В.К. Кривовяз, С.И. Шилин. − Екатеринбург: ГОУ

ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун-т», 2008. − 361 с.

Расчетно-теоретическое определение изменения теплового состояния обдуваемых асинхронных двигателей в режиме короткого замыкания и после него / А.Н. Бурковский, О.И. Пилипенко,

О.А. Рыбалко, А.А. Мельник // Взрывозащищенное электрооборудование: сб. науч. тр. УкрНИИВЭ. − Донецк, 2007. − С. 183−193.

Воробьев, В.А. Нагревание и тепловая защита асинхронных двигателей средней мощности

при периодической нагрузке: дис. … канд. техн. наук. − Свердловск, 1982. − 181 с.

Петрушин, В.С. Тепловые расчеты нестационарных режимов работы асинхронных двигателей регулируемых электроприводов / В.С. Петрушин, А.М. Якимец, В.Л. Кобрин // Електротехнiк і електромеханiка. − 2003. − № 4. − С. 65–68.

Петрушин, В.С. Особенности тепловых расчетов неустановившихся режимов работы

регулируемых асинхронных двигателей / В.С. Петрушин, А.М. Якимец, О.В. Каленик. // Електромашинобудування та електрообладнання: міжвід. наук.-техн. зб. − 2008. − Вип. 71. − С. 47–51.

Вареник, Е.А. Тепловые переходные процессы в элементах конструкции асинхронных двигателей при неподвижном роторе / Е.А. Вареник, М.М. Федоров, В.Е. Михайлов // Взрывозащищенное электрооборудование: сб. науч. тр. УкрНИИВЭ. – Донецк, 2009. − С. 146−154.

Савин, Б.В. Исследования и разработки взрывозащищенных асинхронных двигателей мощностью 0,25−2000 кВт / Б.В. Савин, И.Г. Ширнин // Электротехническая промышленность. Сер.

Электрические машины. − 1977. − № 10 (80). − С. 7−8.

Продукция ООО «ПО «Ленинградский электромашиностроительный завод». Технический каталог [Диск]. – Русэлпром, 2009. − 160 с.

Борисенко, А.И. Охлаждение промышленных электрических машин / А.И. Борисенко,

О.Н. Костиков, А.И. Яковлев – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 296 с.

Сипайлов, Г.А. Тепловые гидравлические и аэродинамические расчеты в электрических машинах / Г.А. Сипайлов, Д.И. Санников, В.А. Жадан. – М.: Высш. шк., 1989. – 239 c.

Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. − М.: Наука, 1984. − 832 с.

Гантмахер, Ф.Р.Теория матриц /Ф.Р. Гантмахер. − М.: Наука, 1966. − 576 с.

Ланкастер, П. Теория матриц / П. Ланкастер. − М.: Наука, 1973. − 280 с.