Обобщенный метод структурно-параметрического синтеза электромагнитных систем электрических машин и индукционных аппаратов. Ч. 2. Результаты сравнительного анализа основных вариантов электромагнитной системы асинхронного короткозамкнутого двигателя

Андрей Андреевич Ставинский, Елена Андреевна Авдеева, Олег Олегович Пальчиков, Ростислав Андреевич Cтавинский, Andrei A. STAVINSKII, Yelena A. AVDEYEVA, Oleg O. PAL’CHIKOV, Rostislav A. STAVINSKII

Аннотация


Основой общепромышленной конструкции асинхронного двигателя массового выпуска является радиальная электромагнитная система с внутренним ротором и магнитопроводом из плоских элементарных слоев с круговыми контурами. Такие слои создают большие производственные отходы электротехнической стали. Тенденция разработок асинхронных двигателей в последние десятилетия – снижение потерь посредством повышения удельной материалоемкости – противоречит задачам комплексного энергоресурсосбережения. В ограниченном производстве двигателей также используются радиальная и аксиальная электромагнитные системы соответственно с внешним ротором и плоским зазором. Приведены примеры решения задач по снижению отходов электротехнической стали и усовершенствованию радиальных и аксиальных асинхронных двигателей на основе пространственной структуры слоев электротехнической стали в многоплоскостных, конусно-плоскостных и конусно-цилиндрических магнитопроводах. Показаны возможности оптимизации и сравнения вариантов электромагнитных систем асинхронного короткозамкнутого двигателя с использованием обобщенного метода безразмерных показателей технического уровня и относительных управляемых переменных с геометрическими и электромагнитными параметрами. Показана последовательность разработки указанным методом математической модели и приведены результаты обобщенного оптимизационного сопоставления вариантов двигателя с радиальными и однороторной аксиальной электромагнитными системами. На основе оптимизационных расчетов установлена возможность ресурсосбережения и повышения энергоэффективности на основе замены в части приводов традиционных конструкций асинхронного двигателя аналогами обращенного и аксиального многополюсного исполнений.

Ключевые слова


асинхронный двигатель; электромагнитные системы; метод оптимизации; показатель технического уровня; относительные управляемые переменные; сопоставление

Полный текст:

PDF

Литература


Домбровский В.В., Зайчик В.М. Асинхронные машины: теория, расчет, элементы проектирования. – Л.: Энергоатомиздат, 1990, 368 с.

Радин В.И. Рождение серии. – Наука и техника, 1985, с. 38–44.

Volkrodt W. Newe wege im Electromaschinenbau. – Electro-Jobr, 1985, pр. 29–38.

Копылов И.П., Костиков О.Н., Яковлев А.И. Основные направления снижения технологической материалоемкости магнитопроводов асинхронных двигателей. – Электротехника, 1987, № 6, с. 58–61.

Игнатов В.А., Вильданов К.Я. Торцевые асинхронные двигатели интегрального изготовления. – М.: Энергоатомиздат, 1988, 304 с.

Яковлев А.И. Электрические машины с уменьшенной материалоемкостью. – М.: Энергоатомиздат, 1989, 240 с.

Stavinskii A.A. Induction motors with electrical steel laminations of multiplanar structure. – Electrical Technology, 1992, No. 2, pp. 57–67.

Ставинский А.А. Особенности магнитопроводов асинхронных двигателей с конической структурой зубцов. – Изв. РАН. Энергетика, 1992, № 5, с. 130 – 137.

Казанский В.М. Кризис и перспективы развития малых асинхронных двигателей. – Электричество, 1996, № 8, с. 37–42.

Ставинский А.А. Асинхронные двигатели с тангенциальным смещением элементарных слоев стали статора. – Электричество, 1996, № 8, с. 43–48.

Ставинский А.А. Асинхронный двигатель с двухпакетным внешним ротором для привода судового встраиваемого вентилятора. – Электротехническое производство. Передовой опыт и научно-технические достижения для внедрения. Отраслевой информационный сборник, 1990, вып. 6(30), с. 4–7.

Ставинский А.А. Проблема и нетрадиционные технические решения улучшения виброакустических характеристик асинхронных двигателей. – Електротехніка і електромеханіка, 2004, № 4, с. 81–85.

Igelspacher J., Herzog H.-G. Analytical description of a single-stator axial-flux induction machine with squirrel cage. – XIX Int. conf. on Electrical Machines (ICEM 2010). Institute of Electrical & Electronics Engineers (IEEE), 6–8 Sept., 2010, pp. 1–6.

Марков А.М. Ступичный асинхронный тяговый электродвигатель с внешним ротором и жидкостным охлаждением. – Труды Псковского политехнического института. Электротехника, 2011, № 15.3, с. 319–322.

Ставинский А.А. Совершенствование судовых электромеханических систем встречного вращения на основе специальных асинхронных двигателей. – Судостроение, 2011, № 6, с. 35–38.

Игнатов В.А., Ставинский А.А., Забора И.Г. Исследование распределения магнитного поля в активном объеме торцевых электрических машин с витым магнитопроводом. – Электротехника, 1983, № 8, с. 27–30.

Ставинский А.А., Ставинский Р.А., Авдеева Е.А. Оптимизационный сравнительный анализ структур статических электромагнитных систем, ч. 1. Варианты и метод оценки преобразований. – Электричество, 2014, № 9, с. 34–43.

Ставинский А.А., Авдеева Е.А., Пальчиков О.О., Ставинский Р.А. Универсальный метод структурно-параметрического синтеза электромагнитных систем электрических машин и индукционных аппаратов. Ч. 1. Результаты сравнительного анализа вариантов трехфазных электромагнитных систем трансформаторов. – Электричество, 2017, № 4, с. 39–49.

Конохов Н.Н. Структурный анализ и принцип симметрии при совершенствовании конструкции электрических машин. – Електротехніка і електромеханіка, 2007, № 3, с. 36–38.

Вареник Е.А., Каика В.В., Красников Г.В., Швецова Т.В., Аниканов А.И. О новой единой серии низковольтных взрывозащищенных асинхронных двигателей. – Рынок электротехники: журнал-справочник, 2010, № 1(17), с. 68–70.

Иванов-Смоленский А.В., Копылов И.П., Лопухина Е.М. Перспективы развития электромеханики в XXI веке. – Электропанорама, 2001, №1, с. 14–15.

Муравлева О.О. Концепция и пути создания энергоэффективных асинхронных двигателей. – Электричество, 2007, № 6, с. 50–52.

Гловацкий А.В., Кубарев Л.П., Макаров Л.Н. Основные направления развития электрических машин и электромеханических систем на их основе. – Электротехника, 2008, № 4, с. 2–8.

Ставинский А.А., Пальчиков О.О. Использование метода относительных коэффициентов показателей технического уровня в решении задач оптимизации асинхронных двигателей. – Електротехніка і електромеханіка, 2014, № 5, с. 37–44.

Ставинский А.А., Пальчиков О.О. Целевые функции сравнительного анализа энергетической эффективности электромагнитных систем асинхронных двигателей с внутренними и внешними роторами. – Електротехніка і електромеханіка, 2015, № 1, с. 41–45.

Ставинский А.А., Пальчиков О.О. Сравнительный анализ массостоимостных показателей асинхронных двигателей с цилиндрическим и аксиальным рабочим зазором. – Електротехніка і електромеханіка, 2015, № 3, с. 20–26.

Ставинский А.А., Пальчиков О.О. Сравнительный анализ потерь активной мощности асинхронных двигателей с цилиндрическим и аксиальным рабочим зазором. – Електротехніка і електромеханіка, 2015, № 5, с. 31–35.

Dombrovskii V.V., Zaichik V.M. Asinkhronnye mashiny: teoriya, raschet, elementy proyektirovaniya (Asynchronous machines. Theory, calculation, desighn elements). Leningrad, Energoatomizdat, 1990, 368 p.

Radin V.I. Nauka i tekhnika – in Russ. (Science and Technology), 1985, pp. 38–44.

Volkrodt W. Newe wege im Electromaschinenbau. – Electro-Jobr, 1985, pр. 29–38.

Kopylov I.P., Kostikov O.N., Yakovlev A.I. Elektrotekhnika – in Russ. (Power Engineering), 1987, No. 6, pp. 58–61.

Ignatov V.A., Vil’danov K.Ya. Tortsevye asinkhronnye dvigateli integral’nogo izgotovleniya (End induction motors of integral manufacturing). Moscow, Energoatomizdat, 1988, 304 p.

Yakovlev A.I. Elektricheskiye mashiny s umen’shennoi materialoyemkost’yu (Electrical machines with reduced material capacity). Moscow, Energoatomizdat, 1989, 240 p.

Stavinskii A.A. Induction motors with electrical steel laminations of multiplanar structure. – Electrical Technology, 1992, No. 2, pp. 57–67.

Stavinskii A.A. Izv. RAN. Energetika – in Russ. (News of the Russian Academy of Sciences. Power Engineering), 1992, No. 5, pp. 130–137.

Kazanskii V.M. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1996, No. 8, pp. 37–42.

Stavinskii A.A. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1996, No. 8, pp. 43–48.

Stavinskii A.A. Otraslevoi informatsionnyi sbornik «Peredovoi opyt i nauchno-tekhnicheskiye dostizheniya dlya vnedreniya» – in Russ. (Branch information collection «Electro-technical production. Best practices and scientific and technical achievments for implementation»), 1990, iss. 6(30), pp. 4–7.

Stavinskii A.A. Elektrotekhnika i elektromekhanika – in Ukrainian (Power Engineering and Electromechanics), 2004, No. 4, pp. 81–85.

Igelspacher J., Herzog H.-G. Analytical description of a single-stator axial-flux induction machine with squirrel cage. – XIX Int. conf. on Electrical Machines (ICEM 2010). Institute of Electrical & Electronics Engineers (IEEE), 6–8 Sept., 2010, pp. 1–6.

Markov A.M. Trudy Pskovskogo politekhnicheskogo instituta. Elektrotekhnika – in Russ. (Proc. of the Pskov Polytechnical Institute. Power Engineering), 2011, No. 15.3, pp. 319–322.

Stavinskii A.A. Sudostroyeniye – in Russ. (Shipbuilding), 2011, No. 6, pp. 35–38.

Ignatov V.A., Stavinskii A.A., Zabora I.G. Elektrotekhnika – in Russ. (Power Engineering),1983, No. 8, pp. 27–30.

Stavinskii A.A., Stavinskii R.A., Avdeyeva Ye.A. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2014, No. 9, pp. 34–43.

Stavinskii A.A., Avdeyeva Ye.A., Pal’chikov O.O., Stavinskii R.A. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2017, No. 4, p. .

Konokhov N.N. Elektrotekhnika i elektromekhanika – in Ukrainian (Power Engineering and Electromechanics), 2007, No. 3, pp. 36–38.

Varenik Ye.A., Kaika V.V., Krasnikov G.V., Shvetsova T.V., Anikanov A.I. Rynok elektrotekhniki, zhurnal-spravochnik – in Russ. (Electrotechnics market: journal-directory), 2010, No. 1(17), pp. 68–70.

Ivanov-Smolenskii A.V., Kopylov I.P., Lopukhina Ye.M. Elektropanorama – in Russ. (Electropanorama), 2001, No.1, pp. 14–15.

Muravleva O.O. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2007, No. 6, pp. 50–52.

Glovatskii A.V., Kubarev L.P., Makarov L.N. Elektrotekhnika – in Russ. (Power Engineering), 2008, No. 4, pp. 2–8.

Stavinskii A.A., Pal’chikov O.O. Elektrotekhnika i elektromekhanika – in Ukrainian (Power Engineering and Electromechanics), 2014, No. 5, pp. 37–44.

Stavinskii A.A., Pal’chikov O.O. Elektrotekhnika i elektromekhanika – in Ukrainian (Power Engineering and Electromechanics), 2015, No. 1, pp. 41–45.

Stavinskii A.A., Pal’chikov O.O. Elektrotekhnika i elektromekhanika – in Ukrainian (Power Engineering and Electromechanics), 2015, No. 3, pp. 20–26.

Stavinskii A.A., Pal’chikov O.O. Elektrotekhnika i elektromekhanika – in Ukrainian (Power Engineering and Electromechanics), 2015, No. 5, pp. 31–35.




DOI: http://dx.doi.org/10.24160/0013-5380-2017-5-18-27

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share