Elektrotehnìka ta Elektroenergetika (Jul 2017)
СХЕМНО-ПОЛЬОВЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛОВИХ ПРОЦЕСІВ В АСИНХРОННИХ ДВИГУНАХ
Abstract
Мета: Розробка нового підходу для підвищення точності теплових розрахунків шляхом поєднання польового і схемного моделювання при визначенні ефективних теплових провідностей деталей і вузлів асинхронного двигуна. Методи досліджень: Методи теорії теплопровідності, теплопередачі, теплових схем заміщення, теплових потенціалів, польового моделювання, кінцевих елементів. Основні результати: Розроблено інтегральний метод для перетворення даних польового моделювання в параметри теплової схемної моделі, який істотно зменшує вплив кількості вузлів теплової схеми на точність визначення її параметрів завдяки інваріантності матриці геометричних провідностей до температурних змін значень теплопровідності конструкційних і активних матеріалів асинхронного двигуна. За даним методом для дискретизації просторової моделі асинхронного двигуна на окремі складові можна заздалегідь визначати компоненти матриці провідностей та запобігати виродженню цієї матриці у схемній моделі. Таким чином забезпечується істотне підвищення точності визначення вузлових температур і перевищень температур у теплових розрахунках асинхронних двигунів у сталих та змінних режимах навантаження. Наукова новизна: Розроблено новий метод перетворення схемної моделі із застосуванням інтегрального теплового потенціалу, який дозволяє перейти від температурних опорів, як параметрів теплової схеми заміщення, до геометричних провідностей даної схеми. Доведено, що шляхом оброблення масивів даних польового моделювання для визначення геометричних провідностей теплової схеми заміщення можна запобігти виродженню матриці провідностей для стаціонарного теплового режиму асинхронного двигуна у режимі короткого замикання, забезпечивши зменшення кількості вузлів схеми та підвищення обчислювальної ефективності та точності. Практична значимість: Інтегральний метод перетворення даних польового моделювання асинхронного двигуна у параметри теплової моделі дозволяє при збільшенні числа вузлів теплової схеми від одного до десяти зменшити середньозважене значення відносної похибки від 9,2% до 2,42%, що повністю задовольняє вимогам при проектуванні асинхронних двигунів і для імітаційного моделювання динаміки теплових процесів у змінних режимах роботи.
Keywords
