Вплив параметрів пускової обмотки на пускові властивості явнополюсного синхронного двигуна
Вантажиться...
Дата
2022
ORCID
DOI
doi.org/10.20998/2079-3944.2022.2.05
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
Проаналізовано асинхронний спосіб пуску явнополюсного синхронного двигуна (ЯСД), його пускові властивості та характеристики, під якими розуміють залежності струму І статора та електромагнітного моменту М від ковзання s при незмінних напрузі U живлення обмотки статора та її частоті f. Для їх розрахунку створено математичну модель, яка враховує магнітну та електричну несиметрію. Магнітна несиметрія ЯСД зумовлена явнополюсною конструкцією ротора, а електрична – неоднаковою кількістю обмоток по поздовжній та поперечній осях. Для врахування магніт-ної та електричної несиметрії ЯСД здійснюють такі перетворення: 1) трифазну обмотку статора замінюють двофазною, у якій магнітна вісь однієї з обмоток збігається з поздовжньою віссю d, а магнітна вісь другої обмотки – з поперечною віссю q нерухомої відносно ротора ортогональної системи координат dq (рис.1); 2) пускову короткозамкнену обмотку замінюють двома обмотками: поздовжньою пусковою обмоткою, магнітна вісь якої збігається з віссю d, та поперечною пусковою обмоткою, магнітна вісь якої збігається з віссю q; 3) рухомий ротор двигуна вважають нерухомим. Розроблена математична модель показала, що пускові властивості ЯСД та вигляд його пускових характеристик залежать як від па-раметрів обмотки статора, так і від параметрів обмоток ротора – пускової обмотки та обмотки збудження. У процесі проектування ЯСД заданих пускових властивостей досягають зміною параметрів пускової обмотки, які залежать від кількості стрижнів, розмірів і матеріалу стрижнів та короткозамикальних кілець, а також розмірів (ширини та висоти) шліца паза пускової обмотки. Для дослідження впливу цих величин на пускові властивості ЯСД за описаною математичною моделлю складено комп’ютерну програму розрахунку його пускових характеристик для заданої сукупності параметрів.
The asynchronous method of starting a salient-pole synchronous motor (SPSM), its starting characteristics, which are the dependence of the current I of the stator and the electromagnetic moment M to the slip s at constant stator winding feed voltage U and frequency f have been analyzed. A mathe-matical model that considers magnetic and electrical asymmetry was designed. The magnetic asymmetry of the SPSM is cased by the salient-pole structure of the rotor, and the electric - due to the different number of windings along the longitudinal and transverse axes. To consider the magnetic and electrical asymmetry of SPMS carry out the following transformations: 1) replacing of the three-phase stator winding with two-phase, where the magnetic axis of one of the windings coincides with the longitudinal axis d, and the magnetic axis of the second winding - with the transverse axis q of the fixed coordinate of the orthogonal system dq; 2) the starting short-circuited winding is replaced by two windings: a longitudinal starting winding, the magnetic axis of which coincides with the d-axis, and a transverse starting winding, the magnetic axis of which coincides with the q-axis; 3) the movable rotor of the engine is considered stationary. The developed mathematical model showed that the starting properties of SPSM and the type of its starting characteristics depend on both: the parameters of the stator windings and the parameters of the rotor windings - the starting winding and the excitation windings. During the SPSM design process, the specified starting properties can be achieved by the variation of the starting winding param-eters, which depend on the number of rods, sizes, and materials of rod and short-rings, as well as the size (width and height) of the slot groove. A computer program for calculating its starting characteristics with a given set of parameters for researching SPSM according to the described mathemat-ical model was developed.
The asynchronous method of starting a salient-pole synchronous motor (SPSM), its starting characteristics, which are the dependence of the current I of the stator and the electromagnetic moment M to the slip s at constant stator winding feed voltage U and frequency f have been analyzed. A mathe-matical model that considers magnetic and electrical asymmetry was designed. The magnetic asymmetry of the SPSM is cased by the salient-pole structure of the rotor, and the electric - due to the different number of windings along the longitudinal and transverse axes. To consider the magnetic and electrical asymmetry of SPMS carry out the following transformations: 1) replacing of the three-phase stator winding with two-phase, where the magnetic axis of one of the windings coincides with the longitudinal axis d, and the magnetic axis of the second winding - with the transverse axis q of the fixed coordinate of the orthogonal system dq; 2) the starting short-circuited winding is replaced by two windings: a longitudinal starting winding, the magnetic axis of which coincides with the d-axis, and a transverse starting winding, the magnetic axis of which coincides with the q-axis; 3) the movable rotor of the engine is considered stationary. The developed mathematical model showed that the starting properties of SPSM and the type of its starting characteristics depend on both: the parameters of the stator windings and the parameters of the rotor windings - the starting winding and the excitation windings. During the SPSM design process, the specified starting properties can be achieved by the variation of the starting winding param-eters, which depend on the number of rods, sizes, and materials of rod and short-rings, as well as the size (width and height) of the slot groove. A computer program for calculating its starting characteristics with a given set of parameters for researching SPSM according to the described mathemat-ical model was developed.
Опис
Ключові слова
явнополюсний синхронний двигун, пускові характеристики, математична модель, електромагнітний момент, магнітна несиметрія, salient-pole synchronous motor, starting characteristics, mathematical model, electromagnetic moment, magnetic asymmetry
Бібліографічний опис
Хай М. В. Вплив параметрів пускової обмотки на пускові властивості явнополюсного синхронного двигуна / М. В. Хай, Б. М. Харчишин // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер. : Проблеми удосконалювання електричних машин і апаратів. Теорія і практика = Bulletin of the National Technical University "KhPI". Ser. : Problems of electrical machines and apparatus perfection. Theory and practice : зб. наук. пр. – Харків : НТУ "ХПІ", 2022. – № 2 (8). – С. 25-31.