Материал: Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. труды Всероссийской студенческой научно-технической конференции. Шелякин В.П

К – поправочный коэффициент; р – число пар полюсов индуктора;

Ф – магнитный поток с полюса индуктора

Однако минимальные частоты вращения позволяют снизить передаточное число редуктора, что в конечном итоге повлечет снижение массы всего электромеханического узла.

Учитывая современные возможности систем управления с обеспечением регулирования частоты вращения в широких пределах довольно интересно представляется минимизация ЭМ с увеличением частоты вращения.

Главные размеры любой ЭМ определяются развиваемым

поверхности ротора. Необходимо отметить, что касательная сила fk создаёт электромагнитный момент вращения машины МЭМ, как видно из соотношения ниже:

где D – диаметр ротора, м;

L – активная длина ротора, м.

Следовательно, для вращающейся ЭМ справедливо равенство:

Произведение D2·L, стоящее в левой части этого равенства, характеризует главные размеры ротора, которое можно представить следующим образом

Тогда уравнение (5) с учетом всех преобразований предстает в следующем виде:

6

На основе указанных соотношений был проведен анализ изменения объема исполнительного электродвигателя ДБ32 (рисунок 1) при варьировании частоты вращения, который в номинальном режиме развивает момент 0,1 Н м при скорости 12000 об/мин.

Рис.1. Конструкция электродвигателя ДБ32

Данные, полученные в результате анализа указанного метода минимизации, отражены в таблице .

В результате отчетливо прослеживается характер изменения объема ЭМ при варьировании частоты вращения ротора (рисунок 2).

7

Рис. 2. Зависимость объема ЭМ от частоты вращения

Анализируя полученные данные справедливо будет отметить, что увеличение частоты вращения БДПТ при сохранении выходной мощности с точки зрения комплексной оптимизации исполнительного органа позволяет в достаточно широких пределах изменять объем машины. При этом с точки зрения обеспечения требуемого закона движения вала применение многополюсной конструкции также довольно перспективно.

Указанные методы позволяют обеспечить снижение габаритов БДПТ разными путями, однако использование того или иного подхода зависит от ряда ограничений, накладываемых как на весь исполнительный орган, так и на электродвигатель, в частности.

Литература 1. Рабинович Л. В. Проектирование следящих систем. / Л. В.

Рабинович, Б. И. Петров, В. Г. Терсков, С. А. Сушков, Л. Д. Панкратов. Под редакцией д-ра техн. наук, проф. Л.В. Рабиновича. – М.: «Машиностроение», 1969. – 420 с.

Воронежский государственный технический университет

8

УДК 621.313

В.В. Котовчихина, С.А. Белозоров

ПОСТРОИТЕЛЬ СХЕМ ТРЁХФАЗНЫХ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Рассматривается вопрос построения развёрнутых схем трёхфазных двухслойных обмоток электрических машин. При этом учитывается распределение, укорочение и дробность обмотки. Представлено средство для автоматизации построения схем обмоток.

Ключевые слова: трёхфазные обмотки, машины переменного тока, БДПТ

В настоящее время невозможно представить жизнь без электрических машин. Их широкое применение обусловлено в первую очередь доступностью источников энергии, высокими КПД по сравнению с другими типами вращающих машин, габаритными размерами, относительной простотой конструкции, минимальными затратами на обслуживание и другими причинами.

Проектирование этих устройств имеет важную роль в промышленности страны. Улучшение характеристик ранее спроектированных электрических машин, создание машин с уникальными характеристиками (в том числе и для космической отрасли) — это задачи, решаемые инженерами. Любые решения, направленные на снижение временных затрат, ими высоко оцениваются.

При проектировании и ремонте электрических машин часто необходимо составить схему обмотки. Это рутинная задача, которую можно автоматизировать, что снизит временные затраты инженера.

Построение схем трёхфазных двухслойных статорных обмоток электрических машин, выполняют по одним и тем же правилам, которые освящены в ряде изданий [1,2]. Однотипность действий позволяет автоматизировать процесс и создать программный продукт для персонального компьютера, позволяющий визуализировать схему обмотки проектируемой электрической машины.

Следует отметить, что составление схем обмоток с дробным числом q, представляет некую сложность. При которой процесс построения затягивается в связи с необходимостью совершить дополнительные действия. В этом случае рекомендуется использовать векторные диаграммы ЭДС [1] или составлять таблицы размещения сторон катушечных групп [2].

На рис.1 представлен пример составления векторной диаграммы ЭДС, а в таблице пример формирования катушечных групп для

9

дробной трёхфазной обмотки со следующими параметрами: Z=12; 2p=10; m=3; y=1; q=0.4.

Таблица

Рис.1. Векторная диаграмма ЭДС

Подготовительные работы для дробных обмоток могут быть достаточно времязатратными, особенно если необходимо проанализировать несколько вариантов схем и определить более оптимальную.

На основании проанализированных методик [1][2] на языке программирования высокого уровня Python был создан программный продукт, предназначенный для автоматического построения развёрнутых схем обмоток с дробным и целым числом q. При этом программа позволяет переносить схему полученной обмотки в САПР систему Компас-График для дальнейшей обработки.

Интерфейс программы показан на рис.2, результат экспорта полученной схемы приведён на рис.3.

Рис.2. Главное окно построителя схем обмоток машин переменного тока

10