Россия
Россия
УДК 621.313.333 Асинхронные электродвигатели
Цель: В работе [1] выполнено экспериментальное изучение энергетической эффективности асинхронного тягового привода электровозов при изменяющейся нагрузке. В настоящей статье поставлена задача разработки методики расчетного определения потерь в асинхронном тяговом двигателе (АТД) при питании от преобразователя в зависимости от полезной нагрузки. Методы: При питании АТД от преобразователя, когда напряжения и токи имеют несинусоидальную форму, определение потерь является сложной задачей, так как необходим учет значительного количества факторов. Использовался подход, основанный на разделении потерь и использовании результатов экспериментов. Для расчета потерь использовался применяемый в теории электрических машин подход, основанный на разделении потерь, которые состоят из электрических (потери в меди), магнитных (потери в стали), механических и дополнительных. Поскольку ток статора содержит высшие гармоники, электрические потери в обмотке статора определяются с учетом эффекта вытеснения тока. Для определения величины магнитных потерь выполняется определение гармонического состава потокосцепления в воздушном зазоре, вычисляются и суммируются потери от каждой гармоники. Дополнительные потери в номинальном режиме считаются равными 0,5 % мощности АТД. Полные потери в АТД определяются суммированием всех указанных потерь. В качестве исходной информации для расчета потерь использованы результаты испытаний тяговых двигателей типа ДТА-1100 по схеме взаимной нагрузки, приведенные в [1]. Результаты: Прежде всего рассчитаны потери в тяговом двигателе типа ДТА-1100 при работе в номинальном режиме. Полученное значение КПД, равное 0,962, вполне согласуется с паспортными данными двигателя, которое заявлено как 0,96. Далее расчетным путем определены потери в АТД при работе в переменных режимах. Установлена картина расчетных потерь в зависимости от мощности на валу двигателя, которые практически совпадают с потерями, найденными при испытаниях на стенде, во всем диапазоне нагрузок. Практическая значимость: Предлагаемая методика по своей сути является универсальной, причем достоверность полученных результатов подтверждена сравнением с экспериментом. Методика может быть использована для определения потерь в асинхронных тяговых двигателях отечественных электровозов, электропоездов и тепловозов.
Электровоз, асинхронный тяговый привод, энергетическая эффективность при переменной нагрузке, расчетная методика определения потерь в асинхронном тяговом двигателе
1. Зарифьян А. А. Экспериментальное исследование энергетической эффективности асинхронного тягового привода электровозов при изменяющейся нагрузке / А. А. Зарифьян, П. Г. Колпахчьян // Бюллетень результатов научных исследований. - 2023. - Вып. 1. - С. 77-92. - DOI:https://doi.org/10.20295/2223-9987-2023-1-77-92.
2. Колпахчьян П. Г. Потери в асинхронном тяговом двигателе при питании от преобразователя частоты и числа фаз / П. Г. Колпахчьян, В. И. Захаров // Вестник Всероcсийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электровозостроения. - 2005. - № 48. - С. 78-88.
3. Попов Д. И. Научные основы создания энергоэффективных методов и средств испытаний электрических машин / Д. И. Попов. - Омск: Омский государственный университет путей сообщения, 2019. - 175 с.
4. Казаков Ю. Б. Моделирование энергоэффективности тягового асинхронного двигателя при питании от преобразователя частоты с широтно-импульсной модуляцией напряжения / Ю. Б. Казаков, Н. К. Швецов // Вестник ИГЭУ. - 2013. - № 3. - С. 1-5.
5. Поздеев А. Д. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах / А. Д. Поздеев. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 1998. - 172 с.
6. Волков А. В. Потери мощности асинхронного двигателя в частотно-управляемых электроприводах с широтно-импульсной модуляцией / А. В. Волков // Электротехника - 2002 - № 8. - С. 2-9.
7. Радин В. И. Электрические машины. Асинхронные машины / В. И. Радин, Д. Э. Брускин, А. Е. Зорохович. - М.: Высшая школа, 1988. - 328 с.
