МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НАГРЕВА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ НА ОСНОВЕ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ

Авторы

  • К.Р. Валиуллин Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия
  • С.И. Тушев Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия

DOI:

https://doi.org/10.14529/power220408

Ключевые слова:

математическое моделирование, нагрев, эквивалентная тепловая схема, асинхронный двигатель

Аннотация

Наибольшая доля отказов асинхронных двигателей в промышленности связана с перегревом изоляции статорной обмотки в результате неправильной эксплуатации оборудования. В данной работе применены методы математического моделирования тепловых процессов асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором для оценки теплового состояния элементов конструкции электродвигателя. Моделирование основано на методе эквивалентных тепловых схем для стационарного нагрева. За основу взята математическая модель, состоящая из 10 основных узлов электрической машины. В работе поставлена задача экспериментальным путем проверить адекватность предложенной математической модели и дать оценку возможности ее применения для диагностики состояния электродвигателя путем измерения тока статора без использования встроенных датчиков. Результаты моделирования были проверены экспериментальным путем с использованием тепловизионного оборудования. По результатам сравнения математической модели и экспериментальных данных сделан вывод о возможности применения предложенной модели для исследования тепловых режимов асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Библиографические ссылки

Жежеленко И.В., Кривоносов В.Е., Василенко С.В. Критерии выявления межвитковых замыканий в ста-торных обмотках с использованием векторного анализа фазных токов электродвигателя // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2021. Т. 64, № 3. С. 202–218. DOI: 10.21122/1029-7448-2021-64-3-202-218

Зюзев А.М., Метельков В.П. Учет колебаний температуры обмотки статора асинхронного двигателя при проверке по нагреванию в повторно-кратковременном режиме // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2015. Т. 326, № 4. С. 146–153.

Котеленец Н.Ф., Кузнецов Н.Л. Испытания и надежность электрических машин: учеб. пособие для вузов по спец. «Электромеханика». М.: Высш. шк., 1988. 232 с.

Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей / под ред. Л.Г. Мами-конянца. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1984. 240 с.

On-line capacitance and dissipation factor monitoring of AC stator insulation / K. Younsi, P. Neti, M. Shah et al. // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. 2010. Vol. 17, no. 5. P. 1441–1452. DOI: 10.1109/TDEI.2010.5595545

Staton D.A., Cavagnino A. Convection Heat Transfer and Flow Calculations Suitable for Electric Ma-chines Thermal Models // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2008. Vol. 55, no. 10. P. 3509–3516. DOI: 10.1109/TIE.2008.922604

Зализный Д.И., Широков О.Г., Попичев В.В. Адаптивная математическая модель тепловых процес-сов асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором // Вестник Гомельского государственного тех-нического университета им. П.О. Сухого. 2015. № 1 (60). С. 31–43.

Копылов И.П., Клоков Б.К., Морозкин В.П., Токарев Б.Ф. Проектирование электрических машин: учеб. для вузов. 3-е изд., испр. и доп. М.: Высш. шк., 2002. 757 с.

Зюзев А.М., Метельков В.П. Двухканальная термодинамическая модель асинхронного двигателя для систем тепловой защиты // Электротехнические системы и комплексы. 2018. № 2 (39). С. 4–11. DOI: 10.18503/2311-8318-2018-2(39)-4-11

Бондаренко Д.А. Автоматическая система управления температурой тягового асинхронного дви-гателя тепловоза: автореф. дис. … канд. техн. наук. Брянск, 2018. 24 с.

Kylander G. Thermal Modelling of Small Cage Induction Motors: Technical Report No. 265. Goteborg, Sweden, Chalmers University of Technology, 1995. 113 p.

Петушков М.Ю. Тепловая модель асинхронного двигателя // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2011. № 4 (162). С. 48–50.

Макаров А.В., Вечеркин М.В., Завьялов А.С. Обзор тепловых моделей асинхронных двигателей // Электротехнические системы и комплексы. 2013. № 21. С. 75–84.

Иванов П.Ю., Дульский Е.Ю., Худоногов А.М. Локальный перегрев изоляции асинхронных вспомо-гательных машин электровозов в переходных режимах работы // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2016. Т. 20, № 11. С. 194–200. DOI: 10.21285/1814-3520-2016-11-194-200

Popova, L. Combined electromagnetic and thermal design platform for totally enclosed induction ma-chines. Lappeenranta: Lappeenranta university of technology, 2010. 76 p.

Пугачев А.А., Бондаренко Д.А. Результаты экспериментальных исследований тепловых процессов в асинхронном двигателе // Вестник Брянского государственного технического университета. 2015. № 3 (47). С. 77–82. DOI: 10.12737/2301217.

Mellor P.H., Roberts D., Turner D.R. Lumped parameter thermal model for electrical machines of TEFC design // IEE Proceedings B (Electric Power Applications). 1991. Vol. 138, iss. 5. P. 205–218. DOI: 10.1049/ip-b.1991.0025

Champenois G., Roye D. Zhu D.S. Electrical and thermal performance predictions in inverter-fed squirrel-cage induction motor drives // Electric Machines & Power Systems. 1994. Vol. 22, no. 3. P. 355–369. DOI: 10.1080/07313569408955572

Загрузки

Опубликован

12/28/2022

Как цитировать

[1]
Валиуллин, К. и Тушев, С. 2022. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НАГРЕВА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ НА ОСНОВЕ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ. Вестник Южно-Уральского государственного Университета. Серия: «Энергетика». 22, 4 (дек. 2022), 67–78. DOI:https://doi.org/10.14529/power220408.