АННОТАЦИЯ 2
ОГЛАВЛЕНИЕ 5
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9
1.1 Базовая теория 9
1.2 Принципы работы СРМ 10
1.3 Способы реализации геометрии ротора 11
1.4 Сравнение ALA и поперечно-расслоенного роторов 12
1.5 Сравнение синхронной реактивной машины с вентильным
реактивным двигателем 13
1.6 Сравнение синхронной реактивной машины с асинхронной 14
1.7 Возможности синхронных реактивных машин - промышленное
применение 19
1.8 В заключении 21
2 ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ 22
2.1 Данные исследуемой машины 23
2.2 Построение геометрии двигателя в Maxwell 2D. Задание исходных
окружностей 23
2.3 Построение паза статора 24
2.4 Построение геометрии ротора в стороннем ПО SolidWorks и его
импорт 26
2.5 Создание воздушного зазора и проводников в пазу 28
2.6 Задание материалов модели и ее настройка 29
2.7 Задание обмоток 31
2.8 Задание вращения ротора 32
2.9 Создание профиля решения 33
3 ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ 34
3.1 Подготовка к выводу результатов 34
3.2 Настройка системы на работу с максимальным моментом с
неподвижным ротором 35
3.3 Настройка системы на работу с максимальным моментом с
подвижным ротором 36
3.4 Определение положения ротора 38
3.5 График момента 38
3.6 Графики токов 40
3.7 Г рафики напряжения 41
3.8 Г рафики мощностей 43
4 ВЕКТОРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ 45
5 СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 48
5.1 Сравнение при номинальном режиме работы 48
5.2 Сравнение моментов при статическом испытании 48
5.3 Сравнение показателей при динамическом испытании 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 53
В рамках данной ВКР был рассмотрен синхронный реактивный двигатель с разными типами роторами. Средствами CAD-системы AutoCAD была построена геометрия ротора, с последующим импортом в универсальную программную систему конечно-элементного анализа ANSYS. За основу была взята асинхронная машина MO160M4 (статор). Исследование производилось на 2 типах ротора: поперечно-расслоённом и TLA (комбинированный) ротор. Ротор с явно выраженными полюсами и аксиально-расслоенный (ALA) в данной работе не исследовались, данные по ним были взяты из [1].
В последнее время на эти электрические машины все больше обращают внимание производители двигателей, а также инжиниринговые компании по всему миру, и не случайно. За рубежом среди крупных фирм, освоивших серийное производство энергоэффективных СРД можно отметить международный концерн ABB (“ASEA Brown Boveri”), немецкую компанией KSB ("Klein, Schanzlin & Becker"), а также и компанию Siemens.
Среди российских разработчиков стоит отметить следующие организации. ПАО «НИПТИЭМ» в 2015 была представлена разработка образцов трехфазного СРД мощностью 18,5-110 кВт. Близкими по преимуществам, хотя и существенно различными по рабочим свойствам и методике проектирования к трехфазным СРД являются также вентильно-индукторный двигатель, его разработкой занимаются Южно-Российский государственный политехнический университет (ЮРГПУ), Московский энергетический институт (технический университет) (МЭИ), ОАО «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения (ОАО «ВЭлНИИ»), Ростовский государственный университет путей сообщения (РГУПС) и др.). А также синхронный реактивный двигатель независимого возбуждения, его разработкой занимается Южно- Уральский государственный университет (ЮУрГУ).Однако далеко не все проблемы решены. В частности вполне неясным остается вопрос: может ли СРД классической трехфазной конструкции быть рентабельным энергосберегающим решением, достигая высоких энергетических и массогабаритных показателей, при реализации двигателя увязке мощностей и размеров СЭВ (ряд установочных размеров двигателей, принятых странами членами Совета экономической взаимопомощи; принята в РФ и странах СНГ) для применения в регулируемом приводе насосов и вентиляторов, в условиях российской промышленности.
В данной выпускной квалификационной работе был рассмотрен синхронный реактивный двигатель с разными типами роторов. Рассмотрели принцип работы данной электрической машины. Используя ПО Ansys Maxwell были построены их 2D модели и произведено дальнейшее экспериментальное исследование. В его ходе было выявлено, что СРМ с комбинированным ротором имеет наилучшие энергетические показатели, более высокий момент при одинаковых мощностях. Далее данные, полученные в ходе экспериментов на реальной модели в “Проводной технике” были сравнены с мною полученными. Расчет оказался практически идентичным, о чем свидетельствуют таблица 5 и таблица 6.
