Раціональні параметри і пускові властивості синхронних двигунів з важкими умовами пуску (привод гірничих машин)

Abstract

Дисертацію присвячено обґрунтуванню раціональних параметрів розщепленої обмотки збудження із зовнішніми конденсаторами і схеми заміщення для покращання пускових властивостей, надійності і економічності синхронних двигунів приводів гірничих машин з важкими умовами запуску. Виявлено зв’язок конструктивних і режимних параметрів обмоток збудження з енергетичною ефективністю та пусковими властивостями синхронних двигунів, визначені індуктивності розсіювання полюсних котушок у залежності від розподілу струмів впродовж стрижня полюсу і кола ротора та кутового розкриття магнітної системи, розроблено метод визначення еквівалентних параметрів розщепленої обмотки збудження та її параметрів для схеми заміщення двигуна, проведена теоретична та експериментальна перевірка можливостей створення резонансних режимів у розщепленій обмотці, запропоновано оптимізаційний метод визначення ємності конденсаторів і кількості полюсів у групах розщепленої обмотки з неоднаковими конденсаторами, проведено дослідження та встановлено вплив додаткової маси конденсаторів на загальний момент інерції ротора, оцінена динаміка запуску та теплове навантаження обмоток двигуна, запропоновано варіант компонування, захисту і діагностики конденсаторів та обмотки збудження в цілому. The thesis is devoted to the substantiation of rational parameters for the splintered excitation winding with external condensers and equivalent circuit for the improvement of starting properties, reliability and profitability of the synchronous engine for the drives of mining machines with a heavy start-up. The connection between the constructive and operating parameters of synchronous engine excitation windings with its power efficiency and starting properties has been revealed. The expressions for the definition of pole coils dispersion reactivities depending on current distribution along the pole core and rotor circle considering angular opening of magnetic system have been received. The calculation method for the equivalent parameters of the splintered excitation winding and parameters for the equivalent circuit of the engine has been developed. The theoretical and experimental examination of the potentialities for resonant behavior creation in the excitation winding has been carried out. The optimization method for the determination of condenser capacity and the number of poles in the groups of splintered excitation winding with unequal condensers has been offered. The influence of additional condenser weight on the general inertia moment of a rotor has been researched and established. The start-up dynamics and thermal load on windings of the engine has been estimated. The variant of assembling, protecting, and diagnosing both the condensers and the excitation winding as a whole has been suggested. Диссертационная работа посвящена обоснованию рациональных параметров расщеплённой обмотки возбуждения с внешними конденсаторами и схемы замещения для улучшения пусковых свойств, надежности и экономичности синхронных двигателей приводов горных машин с тяжёлым пуском. Выявлена связь конструктивных и режимных параметров обмоток возбуждения синхронных двигателей с ее энергетической эффективностью и пусковыми свойствами. Получены выражения для определения индуктивностей рассеяния полюсных катушек и разработан метод расчета эквивалентных параметров расщепленной обмотки возбуждения для определения параметров схемы замещения двигателя, проведена экспериментальная проверка возможностей создания резонансных режимов в обмотке возбуждения, предложен оптимизационный метод определения емкости конденсаторов и числа полюсов в группах расщепленной обмотки возбуждения с неодинаковыми конденсаторами, установлено влияние дополнительной массы конденсаторов на общий момент инерции ротора, оценены динамика пуска и тепловая нагрузка на обмотки двигателя.