📄Работа №196299
Тема: ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПОТЕРЬ В СТАЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН НОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Электротехника
Объем:
83 листов
Год:
2018
Просмотров:
66
4830
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ПОТЕРИ В СТАЛИ И МЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТА 7
1.1 Природа гистерезиса и вихревых токов 8
1.2 Методы расчета потерь в стали 10
2 РАСЧЕТ ПОТЕРЬ В СТАЛИ АНАЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ 17
2.1 Описание синхронного реактивного двигателя 17
2.2 Расчет потерь асинхронного двигателя 4А100Е4У3 19
2.3 Расчет потерь в синхронном реактивном двигателе на 4 кВт 26
2.4 Расчет потерь в крановом асинхронном двигателе МО160М-4 28
2.5 Расчет потерь в синхронном реактивном двигателе на 18,5 кВт 34
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ В СРЕДЕ ANSYS MAXWELL 37
3.1 Построение геометрии двигателя 37
3.2 Настройка модели двигателя 42
4 РАСЧЕТЫ ПОТЕРЬ В СТАЛИ В ПРОГРАММЕ ANSYS MAXWELL 53
4.1 Результаты моделирования асинхронного двигателя 4A100L4Y3 54
4.2 Результаты моделирования двигателя СРД на 4 кВт 58
4.3 Результаты моделирования асинхронного двигателя MO160M4 63
4.4 Результаты моделирования двигателя СРД на 18,5 кВт 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 73
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ПОТЕРИ В СТАЛИ И МЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТА 7
1.1 Природа гистерезиса и вихревых токов 8
1.2 Методы расчета потерь в стали 10
2 РАСЧЕТ ПОТЕРЬ В СТАЛИ АНАЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ 17
2.1 Описание синхронного реактивного двигателя 17
2.2 Расчет потерь асинхронного двигателя 4А100Е4У3 19
2.3 Расчет потерь в синхронном реактивном двигателе на 4 кВт 26
2.4 Расчет потерь в крановом асинхронном двигателе МО160М-4 28
2.5 Расчет потерь в синхронном реактивном двигателе на 18,5 кВт 34
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ В СРЕДЕ ANSYS MAXWELL 37
3.1 Построение геометрии двигателя 37
3.2 Настройка модели двигателя 42
4 РАСЧЕТЫ ПОТЕРЬ В СТАЛИ В ПРОГРАММЕ ANSYS MAXWELL 53
4.1 Результаты моделирования асинхронного двигателя 4A100L4Y3 54
4.2 Результаты моделирования двигателя СРД на 4 кВт 58
4.3 Результаты моделирования асинхронного двигателя MO160M4 63
4.4 Результаты моделирования двигателя СРД на 18,5 кВт 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 73
📖 Аннотация
В данной работе проводится сравнительный анализ методов расчета потерь в стали для электрических машин новых конструкций, применяемых в электроприводах переменного тока, с использованием как аналитических подходов, так и численного моделирования. Актуальность исследования обусловлена широким внедрением энергоэффективных синхронных реактивных двигателей (СРД), для которых традиционные методики расчета, основанные на синусоидальном распределении магнитной индукции, могут давать значительные погрешности, что требует разработки более точных инструментов проектирования. Основные результаты работы заключаются в успешном моделировании в среде ANSYS Maxwell 2D ряда двигателей, включая асинхронные общепромышленные и крановые машины, а также синхронные реактивные двигатели на их основе, с последующим расчетом и сопоставлением потерь в стали, полученных аналитическим методом по эмпирической формуле Штейнмеца и полевым численным методом. Научная значимость заключается в систематизации ограничений классических аналитических методов применительно к машинам с несинусоидальным полем, а практическая ценность — в демонстрации эффективности конечно-элементного моделирования для повышения точности расчетов при проектировании новых конструкций. Теоретической основой исследования послужили труды таких авторов, как И.П. Копылов, рассматривающий общие принципы проектирования электрических машин, В.А. Потапкин, освещающий вопросы расчета асинхронных двигателей, и М.А. Григорьев, исследующий особенности синхронных реактивных электроприводов.
📖 Введение
В электрическом двигателе при преобразовании одного вида энергии в другой часть энергии теряется в виде тепла, рассеиваемой в различных частях двигателя. Мощность потерянной энергии называют потерями. Их причины возникновения и характер процессов могут быть различными. В данной работе рассматриваются потери, возникающие в магнитопроводе двигателя.
В методиках расчета потерь в стали двигателя основная часть анализа базируется на аналитическом подходе к решаемой проблеме, что влечет за собой ряд допущений и неточностей, которые отражают свой характер на конечном результате расчета, что является недостатком существующих методик. Поэтому для более детального и точного расчета потерь были созданы программы, реализующие численный метод расчета, который дает возможность более качественно оценить существующие процессы, в двумерном и трехмерном виде, протекающие в электрических машинах при их работе.
Цель работы: обзор и сравнение методов расчета потерь в стали
электрических машин традиционных и новых конструкций.
Данная цель достигается путем реализации следующих задач:
- Необходимо произвести расчет потерь в стали аналитическим методом;
- Спроектировать модели двигателей в среде ANSYS Maxwell 2D;
- Произвести расчеты потерь в стали численным методом с помощью программы;
- Сравнить результаты, полученные различными методами расчета.
В качестве традиционных двигателей рассматриваются асинхронные машины - общепромышленной серии 4А100Е4У3 и крановой серии МО160М-4.
К двигателям новой конструкции можно отнести синхронные реактивные двигатели с обмотками статора от асинхронных машин и реактивным ротором, который не имеет обмоток возбуждения или постоянных магнитов, как в стандартных синхронных двигателях.
Интерес к синхронным реактивным электродвигателям в наши дни связан с широкими возможностями современного компьютерного моделирования, позволяющими находить наиболее эффективные конструкций роторов и статоров, следовательно, исследования получаются более продуктивными.
Для исследования двигателей и снятие характеристик выбрана программа ANSYS Maxwell 2D. Это программное обеспечение для моделирования электромагнитных полей, используемое для проектирования и исследования двумерных и трехмерных моделей двигателей, трансформаторов, датчиков и других электрических и электромеханических устройств. Maxwell базируется на методе конечных элементов и точно рассчитывает статические, гармонические электромагнитные и электрические поля, а также переходные процессы в полевых задачах.
В методиках расчета потерь в стали двигателя основная часть анализа базируется на аналитическом подходе к решаемой проблеме, что влечет за собой ряд допущений и неточностей, которые отражают свой характер на конечном результате расчета, что является недостатком существующих методик. Поэтому для более детального и точного расчета потерь были созданы программы, реализующие численный метод расчета, который дает возможность более качественно оценить существующие процессы, в двумерном и трехмерном виде, протекающие в электрических машинах при их работе.
Цель работы: обзор и сравнение методов расчета потерь в стали
электрических машин традиционных и новых конструкций.
Данная цель достигается путем реализации следующих задач:
- Необходимо произвести расчет потерь в стали аналитическим методом;
- Спроектировать модели двигателей в среде ANSYS Maxwell 2D;
- Произвести расчеты потерь в стали численным методом с помощью программы;
- Сравнить результаты, полученные различными методами расчета.
В качестве традиционных двигателей рассматриваются асинхронные машины - общепромышленной серии 4А100Е4У3 и крановой серии МО160М-4.
К двигателям новой конструкции можно отнести синхронные реактивные двигатели с обмотками статора от асинхронных машин и реактивным ротором, который не имеет обмоток возбуждения или постоянных магнитов, как в стандартных синхронных двигателях.
Интерес к синхронным реактивным электродвигателям в наши дни связан с широкими возможностями современного компьютерного моделирования, позволяющими находить наиболее эффективные конструкций роторов и статоров, следовательно, исследования получаются более продуктивными.
Для исследования двигателей и снятие характеристик выбрана программа ANSYS Maxwell 2D. Это программное обеспечение для моделирования электромагнитных полей, используемое для проектирования и исследования двумерных и трехмерных моделей двигателей, трансформаторов, датчиков и других электрических и электромеханических устройств. Maxwell базируется на методе конечных элементов и точно рассчитывает статические, гармонические электромагнитные и электрические поля, а также переходные процессы в полевых задачах.
✅ Заключение
В ходе работы в среде ANSYS Maxwell были реализованы модели: асинхронного общепромышленного двигателя 4А100L4Y3 на 4 кВт, синхронной реактивной машины со статором от асинхронного двигателя 4А100L4Y3, асинхронного кранового двигателя МО160М-4 на 18,5 кВт, а также синхронного реактивной машины со статором от асинхронного двигателя МО160М-4.
Были рассмотрены различные виды потерь двигателя, природа гистерезиса и вихревых токов, а также разновидности методов расчета потерь в стали, такие как уравнение Штейнмеца, ее модификации и модель Максвелла для расчета электромагнитных полей.
Для расчета потерь данной работе использовалась методика, описанная Копыловым [1], а именно эмпирическая формула Штейнмеца для расчета асинхронных и синхронных двигателей. Но для СРД данный метод не является эталонным, так как он используется только при синусоидальном распределении индукции, чего нет в реактивной синхронной машине.
Была описана методика построения геометрии двигателя с помощью встроенных инструментов Maxwell и настройка всех необходимых параметров.
Для каждой модели были получены характеристики изменения момента, токов в обмотках, а также потерь в стали статора и ротора, рассчитанные программой аналитическим и полевым методами.
Аналитические методы расчета используются только для синусоидального распределения индукции. Численные методы подходят и не для синусоидальных.
Главное преимущество расчета с помощью программ, в частности, ANSYS Maxwell 2D, это то, что они дают наглядное представление обо всех протекающих в двигателе процессах во время работы. Так же программы упрощают процесс исследования, предоставляя широкие возможности для настройки геометрии и параметров машин. Но в данном случае есть один недостаток, заключающийся в том, что полевой метод расчета неправильно учитывает необходимые для
Были рассмотрены различные виды потерь двигателя, природа гистерезиса и вихревых токов, а также разновидности методов расчета потерь в стали, такие как уравнение Штейнмеца, ее модификации и модель Максвелла для расчета электромагнитных полей.
Для расчета потерь данной работе использовалась методика, описанная Копыловым [1], а именно эмпирическая формула Штейнмеца для расчета асинхронных и синхронных двигателей. Но для СРД данный метод не является эталонным, так как он используется только при синусоидальном распределении индукции, чего нет в реактивной синхронной машине.
Была описана методика построения геометрии двигателя с помощью встроенных инструментов Maxwell и настройка всех необходимых параметров.
Для каждой модели были получены характеристики изменения момента, токов в обмотках, а также потерь в стали статора и ротора, рассчитанные программой аналитическим и полевым методами.
Аналитические методы расчета используются только для синусоидального распределения индукции. Численные методы подходят и не для синусоидальных.
Главное преимущество расчета с помощью программ, в частности, ANSYS Maxwell 2D, это то, что они дают наглядное представление обо всех протекающих в двигателе процессах во время работы. Так же программы упрощают процесс исследования, предоставляя широкие возможности для настройки геометрии и параметров машин. Но в данном случае есть один недостаток, заключающийся в том, что полевой метод расчета неправильно учитывает необходимые для
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.