Способ моделирования тепловых процессов во вторичном элементе тягового линейного асинхронного двигателя

 

1. СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ВО ВТОРИЧНОМ ЭЛЕМЕНТЕ ТЯГОВОГО ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ с дискретным расположением индукторов путем нагрева вторичного элемента при воздействии электромагнитного поля, создаваемого индуктором в статическом режиме, отлича.ющийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона параметров моделирования, нагрев вторичного элемента осуществляют импульсным воздействием бегущего электромагнитного поля с длительностью , I. импульсов t , амплитудой импульсов и и„5 и интервалом между импульсами t,., где 1, - заданная активная длина инi дуктора ; и - номинальное напряжение пи (Л тания двигателя; S скольжение; h расстояние между соседними индукторами на заданном участке; V - средняя скорость движения вторичного элемента. СГ5 СП СО / 00 л

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5 ) Н 02 К 41 025

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

i(21) 3442193/24-07 (22) 24.05.82 (46) 07.01.84. Бюл. Р 1 (72) В.Ф. Шинкаренко и H.Ë. Славинский (71) Особое конструкторское бюро линейных электродвигателей (53) 621.313.333(088.8)(56) 1. Городской транспорт. Эксп.ресс-информация. 1976, Р 21, с. 2122.

2. Тодоров B.Ï. Исследование линейных асинхронных электродвигателей для приводов внутризаводского транспорта. Автореф. канд. дис.

Киев, КПИ, 1975, с. 22 23 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ВО ВТОРИЧНОМ

ЭЛЕМЕНТЕ ТЯГОВОГО ЛИ Н ЕЙНОГО АСИ НХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ с дискретным расположением индукторов путем нагрева вторичного элемента при воздействии электромагнитного поля, созда„„SU„„106598 А ваемого индуктором в статическом режиме, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения. диапазона параметров моделирования, нагрев вторичного элемента осуцествляют импульсным воздействием бегущего электромагнитного поля с длительностью

L импульсов = ", амплитудой импуль1 ч сов 0=V„S и интервалом между импульсами

2 Ч где 1,„ — заданная активная длина ин. дуктора;

U — номинальное напряжение пин тания двигателя;

5 — скольжение, расстояние между соседни2 ми индукторами на заданном участке, Ч вЂ” средняя скорость движения вторичного элемента.

1065986 амплитудой импульсов U=tJ S и интервалом между импульсами

30 г /

Где Ь вЂ” заданная активная длина ин I дуктора; U — номинальное напряжение питания двигателя; 5 — скольжение; расстояние между соседними ин дукторами на заданном участке, V— средняя скорость движения вторичного элемента на заданном участке.

Импульсное воздействие на вторичный элемент бегущим полем с определен- ной длительностью амплитудой импульсов и интервалами между ними позволяет существенно расширить диапазон параметров моделирования и тем самьж дает возможность моделировать тепловые процессы не только при установившейся скорости, но и пусковые режимы, режимы торможения, а также циклические режимы по заданной программе.

На фиг. 1 схематически показана компоновка основных элементов тягового линейного асинхронного двигателя на примере двигателя с односторонним расположением индукторов вдоль пути и движущимся вторичным элементом, тепловой режим которого подлежит моделированию на фиг. 2 блок-с:хема основных элементов устройства для осуществления способа .

Э на фиг. 3 — временной характер пода40 ваемых на обмотку индуктора импульсов напряжения в зависимости от заданного режима движения транспортного устройства.

Тяговый линейный асинхронный двигатель, тепловые процеcñû во вторичном элементе которого подлежат моделированию, содержит индукторы

1,цлиной r,„., распределенные вдоль пути 2 на расстоянии 1;„ друг от дру 0 га, и вторичный элемен 3, расположенный на транспортном устройстве

4, которое движется со скоростью в направлении оси Х (фиг. 1).

Питание индуктора 1 осуще"твляется от источника 5 питания через блок б коммутации, управление которым

;осуществляется системой импульсного осуществляется системой 7 импульсного управления, включающей блок 8, 60 формирующий амплитуду, длительность импульсов 9 (фиг, 3) и интервалы между ними, и задающее программное устройство 10 Для более точной имитации реальных условий с учетом т 65 охлаждающего действия встречного

Изобретение относится к электротехнике, в частности к тяговым линейным асинхронным двигателям с дискретным расположением индукторов, и может быть использовано Ipÿ экспериментальных исследованиях нагрева вторичных элементов двигателей.

Известен способ моделлрования тепловых процессов во вторичном элементе тягового линейного асинхрон ного двигателя путал нагрева перемещаемого вторичного элемента с заданной скоростью при помощи индукторов, установленных вдоль пути перемещения на определенном расстоянии друг от друга (13.

Недостатками указанного способа являются сложность его осуществления, так как требуется создание дорогостоящего специального линейного стейда с большим количеством индукторов, системой электроснабжения и управления, а также ограничен ный диапазон параметров моделирования, который обусловлен заданной скоростью движения модели, конкретной конструкцией и расположением индукторов вдоль пути движения.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности способ моделирования тепловых процессов во вторичном элементе тягового линейного асинхронного двигателя с дискретным расположением индукторов путем нагрева вторичного элемент при воздействии электромагнитного поля, создаваемого индуктором в статическом режиме, согласно которому воздействие на вторичный элемент встреч ного воздуха и литируется потоком воздуха, создаваемым регулируемым (в функции скорости) вентилятором (2).

Недостатками известного способа является ограниченный диапазон параметров моделирования и низкая точность моделируемых тепловых процес;сов во вторичном элементе, так как спо .об не позволяет моделировать с требуемой точностью циклические тепловые режимы вторичного элемента в функции времени, имеющие место во вторичном элементе при его,цвижении через активные зоны индукторов.

Цель изобретения — повышение точности моделируемых процессов и расширение диапазона параметров моделирования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу моделирования тепловых процессов во вторичном элементе тягового линейного асинхронного двигателя с дискретным расположением индукторов путем нагрева вторичного элемента при воздейс вии электромагнитного поля, создаваемого индуктором в статическом режиме, нагрев вторичного элемента осуществляют имгульсным воздействием бегущего электромагнитного поля с ( длительностью импульсов

1 Ч I

1065986

65 потока воздуха устройство снабжено вентилятором 11 и экраном 12, который имитирует днище транспортного устройства 4.

При движении транспортного устрой ства 4 с заданной скоростью V вторичный элемент 3 последовательно проходит через активные эоны индукторов 1, нагреваясь под воздействием электромагнитных полей, и через пассивные участки пути, равные расстоянию L, на которых тепловое воздействйе со стороны индукторов

1 отсутствует. При этом каждый элемент длины дР вторичного элемента

3 проходит активную зону индуктора

1 от его начала 0 до конца в направЬ1 лении Х за время С = —, а пас 4 сивный участок за время

2 ч

Следовательно, в реальных условиях каждый элемент длины дГ при движении подвергается импульсному тепловому воздействию со стороны индукторов 1, причем длительность импульсов

9 зависит от длины L индукторов 1 и скорости движения V йа заданном участке, а интервалы t между импульсами 9 определяются расстоянием Ь между индукторами 1 при заданной скорости движения V, Амплитуда импульсов 9 питающего напряжения U определяется величиной реального скольжения 5 соответствующего заданной скорости движения V. Время нахождения транспортного устройства 4 на остановках, учитывается соответствующи л интервалом времени о (фиг. 3).

Устройство для 6существления предлагаемого способа работает следующим образом.

На неподвижно установленный индуктор 1 от источника 5 питания через блок 6 коммутации подаются импульсы 9 напряжения U, длительность и интервалы между которы ли формируются системой 7 импульсного управления.

В соответствии с заданной скорос тью V, длиной L1 индукторов 1 и расстоянием Б между ними задающее программное устройство 10 (ЗПУ) выдает сигналы на блок 8 формирования амплитуды и длительности импульсов 9 и сигнал, пропорциональный скорости V, на схему питания вентилятора 11, имитирующегo воздействие встречного потока воздуха.

В качестве источника 5 питания может быть использован многообмоточный трансформатор, потенциал-регулятор или синхронный генератор. Схема устройства моделирования по фиг. 2 предполагает питание от многообмоточного трансформатора.

Блок 6 коммутации можно выполнить бесконтактным с использованием схем на тиристорах или симисторах.

Блок 8 формирования импульсов 9 может быть выполнен с использованием известных схем, включающих генераторы импульсов прямоугольной формы, счетчиков импульсов и реле задержки времени.

В качестве задающего программного устройства 10 может быть использовано программное многопозиционное моторное реле времени, которое в соответствии с заданной программой управляет работой генераторов импульсов.

Управление вентилятором 11 осуществляется системой 7 импульсного управления через блок 6 коммутации, при этом напряжение, питающее вентилятор 11, и, соответственно, его скорость вращения изменяются пропорционально заданной скорости движения вторичного элемента 3, что обеспечивает имитацию охлаждающего действия потока воздуха или при естественном охлаждении вторичного элемента 3, или пропорционально суммарной с"орости движения вторичного элемента 3 и скорости потока охлаждающего воздуха вентилятора 11 при принудительном охлаждении.

Способ моделирования тепловых процессов во вторичном элементе тягового линейного асинхронного двигателя позволяет повысить точность моделируемых процессов при статических испытаниях путем полного воспроизведения временной зависимости тепловых процессов при импульсном воздействии электромагнитного поля, которое имеет место в реальных условиях. Возможность широкого варьирования основных факторов, определяющих тепловое состояние вторичного элемента, а именно скоростью движения (частотой импульсов), активной длиной индукторов(длительностью импульсов), расстоянием между индукторами (интервалом между импульсами), позволяет существенно расширить диапазон параметров моделиро. вания как при установившихся скоростях движения, так и при пусковых тормозных режимах, а также для циклических режимов движения с учетом остановок транспортного устройства.

Способ позволяет имитировать воздействие встречного потока воздуха как при естественном, так и при принудительном воздушном охлаждении вто ричного элемента, легко поддается автоматизации, что существенно сокращает время экспериментальных исследований.

1065986

Составитель 3. Горняк

Редактор Л. Пчелинская Техред T. Фанта КоРректорЛ. Патай

Заказ 11055/56 Тираж 672 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303Ú, Москва,-XA -35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Применение предлагаемого способа моделирования тепловых процессов во вторичном элементе линейного электродвигателя с дискретным расположением индукторов при различных режимах работы электродвигателя повыаает . точность результатов испытаний и сокращает время экспериментальных проверок.