Способ экспериментального определения механической характеристики линейного асинхронного двигателя Советский патент 1985 года по МПК H02K41/25 

Изобретение относится к электрическим машинам, конкретнее к косвенным способам измерения механической характеристики линейных асинхронных двигателей при заторможенном вторичном элементе. . Известен способ косвенного опреде ления характеристик линейного асинхронного двигателя, основанный на. фиксации значений скольжения и соответствующих ему параметров двигателя, в том числе тягового усилия при заторможенном вторичном элементе номинальных значений частоты и немаг нитного зазора при различных вторичН.ЫХ элементах, отличающихся значения ми произведения толщины вторичного элемента на электропроводность материала { , Недостатками данного способа являются высокая точность из-за отсутствия учета вторичного-продольного краевого эффекта и ограниченная возможность применения способа только к электродвигателям с немагнитным вторичным элементом. Наиболее близким к изобретению яв ляется способ определения механической характеристики линейного асинхро ного двигателя, основанный на измерении значений скольжения и соответствующего ему тягового усилия при питании заторможенного двигателя от преобразователя частоты путем измене ния частоты питания от нуля до номинальнои при поддержании постоянна отношения напряжения к частоте 2} . Недостатком известного способа яв ляется невысокая точность измерения механических усилий из-за отсутствия учета вторичного продольного краевого эффекта. Цель изобретения - повьшение точности измерения механической характеристики линейного асинхронного двигателя путем учета влияния продольного краевого эффекта. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу экспериментального определения механической характеристики линейного асинхронног двигателя при заторможенном вторично элементе, основанному на определении скольжения и соответствующего ему тя гового усилия, для каждого значения скольжения измеряют распределение амплитуд индукции в немагнитном зазоре по длине двигателя, а также их изменение во времени в момент подключения обмоток двигателя к источнику напряжения, после чего определяют ТЯГОВое усилие из выражения FK. где F - тяговое усилие для скольжения S|f , измеренное по известному способу без учета влияния вторичного продольного краевого эффектаJ Bj. - амплитуда индукции, измеренная в точке i и соответствующая времени t), , . - установившееся значение амплитуды индукции, измеренное в точке i; х - координата точки i активной зоны индуктора; VK - скорость движения, соответствующая скольжению , n,i - количество и порядковый номер точек, в которых измеряют значения индукции. На фиг. 1 представлена схема установки для реализации способа , на фиг. 2 - общая компоновка двигателя, характеристики которого подлежат определению. Индуктор 1 линейного асинхронного двигателя своей рабочей обмоткой 2 подключен к источнику 3 питания. Вторичный элемент 4 подсоединен к датчику 5 усилий. На поверхности вторичного элемента расположены датчики индукции 6 подключенные к регистрирующему прибору 7. В основу способа положена аналогия протекания электромагнитных процессов, происходящих при включении обмоток двигателя с заторможенным вторичным элементом, и электромагнитных явлений, возникающих при входе элементарных участков вторичного элемента в активную зону линейного двигателя. Рассмотрим элементарный участок Дх вторичного элемента 4 (фиг.2). Перемещаясь поступательно, он проходит зоны I и J . В зоне 1 отсутствуют внешние поля. В силу этого 3 в рассматриваемом элементарном участ ке не наводятся токи, и он не участвует в электромагнитном взаимодействии с первичными обмотками 2, При входе в активную зону М участок Ду: попадает в магнитное поле первичных обмоток 2, нарастающее по длине индуктора 1 в направлении движения вторичного элемента 4. При этом в нем индуктируются токи, которые по закону Ленца, противодействуют нарастанию внешнего 5агнитного поля Если затормозить вторичный элемент 4 допустим в месте, указанном на фиг. 2, а обмотку 2 внезапно под ключить к сети, то в рассматриваемом элементарном участке вторичного элемента 4 аналогично процессам, возникающим при движении, нарастает индукция и индуктируются токи, противодействующие этому нарастанз-по Поскольку указанные процессы происходят при сохранении постоянства геометрических размеров индуктора 1 и вторичного элемента 4, обмоточных данных, потокосцеплений, характер изменения индукции для обоих ре жимов идентичный. Для участка Дх, отстоящего от начала активной зоны на расстоянии , потокосцепление в момент времени такое же, как и к тому моменту, когда, двигаясь со скоростью V , указанный элементарный участок вторичного элемента 4 пройдет расстояние х- от начала активной зоны при условии, что - (2) Следовательно, амплитудное значение индукции БЛ- в точке i, расположенной 1 .на расстоянии х от начала активной зоны, имеющее место при движении вторичного элемента 4 со скоростью VK, соответствующей заданному скольжению SK, может быть определено по данным статических испытаний из опыта внезапного включения по временной зависимости изменения амплитуд индукции при соблюдении следующих усилий: геометрия, обмоточные данные и электромагнитные параметры двигателя в обоих случаях должны быть одинаковыми, продольная координата Xj, в которой измеряется амплитуда индукци в обоих случаях должна совпадать; время, по которому определяется амп24 4 литуда индукции из опыта внезапного включения, должно соответствовать времени, определяемому по формуле (2). Тяговое усилие, приложенное к элементарному участку вторичного элемента, равно . fK,-;K-Bj, - (3) где К- коэффициент,учитывающий геомет рические размеры и обмоточные данные двигателя. Учитывая неизменность параметра | для всех режимов работы, получают суммарное усилие, приложенное.к вторичному элементу , ,; {. .{ К( о п ft « где все обозначения соответствуют принятым в формуле (1). Для определения тягового ус1-шия линейного асинхронного двигателя необходимо провести серию включений обмотки 2 при параметрах, выбранных для заданного значения скольжения S| по известному способу, в каждом из которых фиксировать изменение амплитуд индукции во времени в каждой из п точек Bj f, (t), в которых установлены датчики 5 индукции и значение тягового усилия F . По полученным зависимостям В5 f;f (t) для каждой точки определяют установившееся значение индукции в данной точке В,.- и значение индукции, соответствующее времени t , Eg . В результате получается пространственное распределение амплитуд индукции по длине двигателя: с учетом вторичного продольного краевого эффекта - множество из п точек с координатами ( , Х-), без учета этого эсМекта - множество из п точек с координатами. Тяговое усилие с учетом вторичного продольного краевого эффекта определяется по формуле (1) по полученным данным.

-СПОСОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, основанный на определении скольжения и соответствующего ему тягрвого усилия при заторможенном вторичном элементе, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повЫшения точности, для каждого значения скольжения измеряют распределение амплитуд индукции в немагнитном зазоре по длине двигателя, а также их изменение во времени при подключении обмоток двигателя к источнику напряжения, после чего определяют тяговое усилие по формуле } ,ц О А И 2 в 5o in тяговое усилие для скольгде F,, жения S, измеренное по известному способу без учета втор гчного продольного краевого эффекта; амплитуда индукции, измеВг. 01 ренная в точке i и соответВ.. С/) ствующая времени t С в&,установившееся значение индукции, измеренное в точке i; координата точки i активщ ной зоны индуктора; V. скорость движения, соответствующая скольжении SK ; количество и порядковый П; номер точек, в которых измеряют ИНДУКЦ1ЛО.

0 0