Способ моделирования тепловых процессов во вторичном элементе тягового линейного асинхронного двигателя Советский патент 1984 года по МПК H02K41/25 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к тяховым линейным асинхронным двигателям с дискретным расположением индукторов, II может быть использовано при экспериментальных исследованиях наг рева вторичных элементов двигателей.

Известен способ моделирования тепловых процессов во вторичном элементе тягового линейного асинхро кого двигателя путем нагрева перемещаемого вторичного элемента с заданной скоростью при помощи индукторов, установленных вдоль пути перемещения на определенном расстоя НИИ друг от друга Cl3.

Недостатками указанного способа являются сложность его осуществления, так как требуется создание дорогфстоящего специального линейного стенда с большим количеством индукторов, системой плектроснабжения и управления, а также ограничен ный диапазон параметров моделирования, который обусловлен заданной скоростью движения модели, конкретной конструкцией и расположением индукторов вдоль пути движения.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности способ моделирования тепловых процессов во вторичном элег-юнте тягового линейного асинхронного двигателя с дискретным расположением индукторов путем нагрева вторичного элемент при воздействии электромагнитного поля, создаваемого индуктором в статическом режиме, согласно которому воз- действие на вторичный элемент встреного воздуха имитируется потоком воздуха, создаваемым регулируемым (в функции скорости) вентилятором 2

Недостатками известного способа является ограниченный диапазон параметров моделирования и низкая точность моделируемых тепловых процес,сов во вторичном элементе, так как СПС :об не позволяет моделировать с требуемой точностью циклические тепловые режимы вторичного элемента в функции времени, место во вторичном элементе при его движении через активные зоны индукторов.

Цель изобретения - поЁышение точ нести моделируемых процессов и расширение диапазона параметров моделирования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу моделирования тепловых процессов во вторичном элементе тягового линейного асинхронного двигателя с -дискретным расположением индукторов путем нагрева вторичного элемента при воздей

ВИИ электромагнитного поля, создаваемого индуктором Б статическом режиме, Нагрев вторичного элемента осуществляют импульсным воздействием бегущего электромагнитного поля с

1длительностью импульсов t V

амплитудой импульсов U и интервалом между импульсами ц

2 v

где L заданная активная длина индуктора; и - номинальное напряжени питания двигателя; 5 - скольжение; L - расстояние между соседними индукторами на заданном участке,- V средняя скорость движения вторичного элемента на заданном участке.

Импульсное воздействие на вторичный элемент бегущим полем с определ-НОЙ длительностью амплитудой импульсов и интервалами между ними позволяет существенно расширить диапазон параметров моделирования и тем самы1 дает ЕОЗМОЛСНОСТЬ моделировать тепловые процессы не только при установившейся скорости, но и пусковые режимы, режимы торможения, а также циклические режимы по заданной программе.

На фиг. 1 схематически показана Компоновка основных элементов тяго:вого линейного асинхронного двига,теля на примере двигателя с односторонним расположением индукторов вдоль пути и движущимся вторичным элементом, тепловой режим которого подлежит моделированию; на фиг. 2 блок-схема основных элементов устройства для осуществления способа на фиг. 3 - временной характер подаваемых на обмотку индуктора импульсов напряжения в зависиморти от заданного режима движания транспортного устройства с

Тяговый линейный асинхронный двигатель, тепловые процессы во вторичном элементе которого подлежат моделированию, содержит индукторы 1 .длиной L , распределенные вдоль пути 2 на расстоянии L, друг от друга, и вторичный элемент 3, расположенный на. транспортном устро;йстве 4, которое движется.со скоростью V в направлении оси X (фиг. )«

Питание индуктора 1. осуществляется от ист-очника 5 питания через бло б коммутации, управление которым

юсутдествляетсяг системой импульсного роумествляется системой 7 импульсного управления, включающей блок 8, формирующий амплитудуf длительность

.импульсов 9 (фиг, 3) и интервалы

между ними, и задающее программное устройство 10, Для более точной имитации реальных .условий с учетом

охлаждакядего действия встречно|о

потока воздуха устройство ср абжено вентилятором 11 и экраном 12, который имитирует днище транспортного устройства 4.

При движении транспортного устро ства 4 с заданной скоростью V вторичный элемент 3 последовательно проходит через активные зоны индукторов 1, нагреваясь под воздействием электромагнитных полей, и через пассивные участки пути, равные расстоянию L.

на которых тепловое

воздействие со стороны индукторов 1 отсутствует. При этом каждый элемент длины 4 вторичного элемента 3 проходит активную зону индуктора 1 от его начала О до конца в направлении X за время t сивный участок за время

2Следовательно, в реальных условиях каждый элемент длины лК при движении подвергается импульсному тепловому воздействию со стороны индукторов 1, причем длительность импульсо 9 зависит от длины 1, -индукторов 1 скорости движения V на заданном участке, а интервалы- t между импульсами 9 определяются расстоянием L 2 между индукторами 1 при заданной скорости движения V.

Амплитуда импульсов 9 питающего напряжения U определяется величиной реального скольжения 5 , соответствующего заданной скорости движения V. Время нахождения транспортного устройства 4 на остановках, учитывается соответствующим интервалом времени t (фиг. 3).

Устройство для бсуществления предлагаемого способа работает следующим образом.

На неподвижно установленный индуктор 1 от источника 5 питания через блок б коммутации подаются импульсы 9 напряжения U, длительность и интервалы между которыми формируются системой 7 импульсного управления.

В соответствии с заданной скорое тью V, длиной L индукторов 1 и расстоянием L между ними задающее программное устройство 10 (ЗПУ) выдает сигналы на блок 8 формирования амплитуды и длительности импульсов 9 и сигнал, пропорциональный скорости V, на схему питания вентилятора 11, имитирующего воздействие встречного потока воздуха.

В качестве источника 5 питания может быть использован многообмоточный трансформатор, потенциал-регулятор или синхронный генератор. Схема устройства моделирования по фиг. 2 предполагает питание от многообмоточно го трансформатора.

Блок 6 ко(имутации можно выполнить бесконтактным с использованием схем на тиристорах или симисторах. Блок 8 формирования импульсов 9 может быть выполнен с использрванием известных схем, включающих генераторы импульсов прямоугольной формы, счетчиков импульсов и реле задержки времени.

В качестве задающего программного устройства 10 может быть использовано программное многопозиционное моторное реле времени, которое в соответствии с заданной программой управляет работой генераторов импуль- .

сов.

Управление вентилятором 11 осуществляется системой 7 импульсного

а пасуправления через блок 6 коммутации, при этом напряжение, питающее вентилятор 11, и, соответственно, его скорость вращения изменяются пропорционально заданной скорости движения вторичного элемента 3, что обеспечивает имитацию охлаждающего действия

потока воздуха или при естественном охлаждении вторичного элемента 3, или пропорционально суммарной с орости движения вторичного элемента 3 и скорости потока охлаждающего воздуха

вентилятора 11 при принудительном охлаждении .

Способ моделирования тепловых процессов во вторичном элементе тягового линейного асинхронного двигателя

позволяет повысить точность моделируемых процессов при статических испытаниях путем полного воспроизведения временной зависимости тепловых процессов при импульсном воздеПстВИИ электромагнитного поля, которое имеет место в реальных условиях. Возможность широкого варьирования основных факторов, определяющих тепловое состояние вторичного

элемента, а именно скоростью движения (частотой импульсов), активной длиной индукторов (длительностью импульсов), расстоянием между индукторами (интервалом между импульсами), позволяет существенно расширить диапазон параметров моделирования как при установившихся скоростях движения, так и при пусковых тормозных режимах, а также для циклических режимов движения с учетом остановок транспортного устройства.

Способ позволяет имитировать воздействие встречного потока воздуха .

как при естественном, так и при принудительном воздушном охлаждении вто ричного элемента, легко поддается автоматизации, что существенно сокращает время экспериментальных иссле-,

дований.

Применение предлагаемого способа моделиройання тепловых процессов во вторичном элементе линейного электрод вигателя с дискретным расположением индукторов при различных режимах работы электродвигателя повышает точность результатов испытаний к сокращает время экспериментальных проверок.

1. СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ВО ВТОРИЧНОМ ЭЛЕМЕНТЕ ТЯГОВОГО ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ с дискретным расположением индукторов путем нагрева вторичного элемента при воздействии электромагнитного поля, создаваемого индуктором в статическом режиме, отлича.ющийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона параметров моделирования, нагрев вторичного элемента осуществляют импульсным воздействием бегущего электромагнитного поля с длительностью , I. импульсов t , амплитудой импульсов и и„5 и интервалом между импульсами t,., где 1, - заданная активная длина инi дуктора ; и - номинальное напряжение пи(Л тания двигателя; S скольжение; h расстояние между соседними индукторами на заданном участке; V - средняя скорость движения вторичного элемента. СГ5 СП СО / 00 л

//// ///////////////////// /(pUfZ

S

V

4

фив.З