О расчете параметров двухмассовой термодинамической модели асинхронного двигателя
Автор: Метельков Владимир Павлович
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Электромеханические системы
Статья в выпуске: 1 т.16, 2016 года.
Бесплатный доступ
Обоснована практическая необходимость использования простых двухмассовых термодинамических моделей асинхронных двигателей в электроприводе для оценки теплового состояния обмотки статора и применения в устройствах тепловой защиты. Получено математическое описание термодинамической модели, в которой обмотка статора выделена в отдельный узел (первая масса), а остальная часть двигателя представляет собой второй узел. На основе этого описания сформирована система уравнений, устанавливающая взаимосвязи между параметрами двухмассовой термодинамической модели. Выполнен анализ этой системы уравнений и установлены соотношения величин входящих в нее параметров. Показано, что для закрытых асинхронных двигателей отношение среднего значения установившегося превышения температуры второй массы при работе в номинальном режиме к превышению температуры обмотки статора находится в сравнительно узком диапазоне от 0,75 до 0,85. На основе проведенного анализа решена задача получения простых аналитических соотношений, позволяющих рассчитать тепловые проводимости двухмассовой термодинамической модели асинхронных двигателей закрытого исполнения с привлечением минимального объема информации о внутренних параметрах двигателя.
Асинхронный двигатель, нагрев, термодинамическая модель, тепловая схема, расчет тепловых проводимостей
Короткий адрес: https://sciup.org/147158342
IDR: 147158342 | DOI: 10.14529/power160109
Список литературы О расчете параметров двухмассовой термодинамической модели асинхронного двигателя
- Справочник по электрическим машинам: в 2 т./под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. -М.: Энергоатомиздат, 1988. -Т. 1. -456 с.
- Fundamentals of a Motor Thermal Model and its Applications in Motor Protection/B. Venkataraman, B. Godsey, W. Premerlani, E. Shulman etc.//Proceedings of 58th Annual Conference “Protective Relay Engineers”. -Kansas City, USA, 2005. -P. 127-144.
- Грундулис, А.О. Защита электродвигателей в сельском хозяйстве/А.О. Грундулис. -М.: Колос, 1982. -140 с.
- Полковниченко, Д.В. Послеремонтная оценка технического состояния короткозамкнутых асинхронных электродвигателей/Д.В. Полковниченко//Научные журналы НТУ «ХПИ»: Электротехника и электромеханика. -2005. -№ 1. -С. 59-62.
- Пономарев, В.А. Комплексный метод диагностики асинхронных электродвигателей на основе использования искусственных нейронных сетей/В.А. Пономарев, И.Ф. Суворов//Новости электротехники. -2011. -№ 2 (68).
- Engelmann, R.H. Handbook of Electric Motors/R.H. Engelmann, W.H. Middendorf. -New York: Marcel Dekker, 1995. -801 p.
- Котеленец, Н.Ф. Испытания и надежность электрических машин: учеб. пособие для вузов/Н.Ф. Котеленец, Н.Л. Кузнецов. -М.: Высш. шк., 1988. -232 с.
- Метельков, В.П. Оценка ресурса изоляции обмотки статора асинхронного двигателя при работе в циклических режимах/В.П. Метельков//Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». -2013. -Том 13. -№ 2. -С. 96-101.
- 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, Iss. 3. -P. 756-763.
- 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. -P. 1027-1035.
- Boglietti, A. Evolution and Modern Approaches for Thermal Analysis of electrical machines/A. Boglietti, A. Cavagnino, D. Staton, M. Shanel, M. Mueller, C. Mejuto.//IEEE Transactions On Industrial Electronics. -2009. -Vol. 56, No. 3. -P. 871-882.
- 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. -P. 1112-1119.
- Зюзев, А.М. Использование термодинамических моделей для проверки асинхронного двигателя по нагреванию/А.М. Зюзев, В.П. Метельков.//Труды Международной пятнадцатой научно-технической конференции «Электроприводы переменного тока», 12-16 марта 2012 г., Екатеринбург: УрФУ, 2012. -С. 183-186.
- Zyuzev, A.M. Thermodynamic Models for Asynchronous Motor Heating Tests/A.M. Zyuzev, V.P. Metelkov//Russian Electrical Engineering. -2012. -Vol. 83. -No. 9. -P. 512-515.
- Бугаев, Г.А. Математические модели нагрева и охлаждения для микропроцессорного реле тепловой защиты/Г.А. Бугаев, А.Н. Леонтьев, Е.Ю. Ерохин, Д.В. Павлова//Электротехника. -2001. -№ 2. -С. 51-54.
- Егоров, Е.Г. Микропроцессорное реле тепловой защиты асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором/Е.Г. Егоров, В.С. Генин, Н.М. Михайлов, С.К. Яковлев//Электротехника. -1997. -№ 1. -С. 53-55.
- Федоров, М.М. Динамические тепловые модели узлов электрических машин/М.М. Федоров//Електромашинобудування та електрообладнання: мiжвiд. наук.-техн. зб. -К.: Технiка, 1999. -Вип. 53. -C. 70-73.
- Федоров, М.М. Моделирование теплового состояния узлов электрических машин в различных режимах/М.М. Федоров//Збiрник наукових праць ДонДТУ. -Донецьк: ДонДТУ, 1999. -Вип. 10. -С. 90-95.
- Федоров, М.М. Особенности тепловых переходных процессов в узлах асинхронного двигателя при различных режимах работы/М.М. Федоров//Електромашинобудування та електрообладнання: мiжвiд. наук.-техн. зб. -К.: Технiка, 2000. -Вип. 54. -С. 71-75.
- 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.
- Гуревич, Э.И. Переходные тепловые процессы в электрических машинах/Э.И. Гуревич, Ю.Л. Рыбин. -Л.: Энергоатомиздат, -1983. -216 с.
