Анализ электромагнитных и тепловых процессов асинхронного двигателя с помощью 3D-моделирования

Представлены результаты исследований и анализ электромагнитных и тепловых процессов, проходящих в асинхронном двигателе. Представлены сведения о создании модели конструкции вспомогательного асинхронного двигателя с различными параметрами по методике Гольдберга и описан порядок выбора варианта с наилучшими электромеханическими характеристиками. Определены основные факторы, оказывающие влияние на методы расчета с учетом скорости старения, температуры и распределения температурного поля, а также срока службы изоляции. Исследования позволили разработать и применить 3D-модели электромагнитных процессов с использованием специальных программ, в интерактивном режиме без описания сложных векторных уравнений теории поля, используя при этом происходящие тепловые процессы. Определено совокупное влияние на срок службы изоляции факторов температуры, влажности при различных воздействиях агрессивных сред. Сравнение характеристик реального, модельного и рассчитанного по стандартной методике АД позволило рассчитать ошибку с учетом поправочного коэффициента относительно данных, применяемых в расчетных методах оценки, и использовать данное значение в новых методиках расчета и моделирования. Предложенные 3D-модели электромагнитных и тепловых процессов, протекающих в асинхронных двигателях, позволяют: оценить эффективность электрической машины; усовершенствовать конструкцию с учетом критериев пропускной способности электротехнической стали и температуры обмоток; создают предпосылки для более точных прогнозов при оценке остаточного ресурса изоляции на основе температурных полей.

1. Буль, О. Б. Методы расчета систем электрических аппаратов. Программа ANSYS: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / О. Б. Буль. М.: Изд. центр «Академия», 2006. 288 с.

2. Беззубцева, М. М. Расчет электромагнитного механоактиватора с применением программного комплекса Ansys / М. М. Беззубцева, В. С. Волков, П. С. Прибытков // Известия СПб. государственного аграрного ун-та. 2009. № 15. С. 150–154.

3. Мансурова, А. Р. Применение программного комплекса ANSYS в компьютерном моделировании / А. Р. Мансурова // Молодой ученый. 2018. № 39 (225). С. 31–33.

4. Оконечников, А. С. Прочностные и динамические расчеты в программном комплексе Ansys Workbench: учеб. пособие / А. С. Оконечников, Д. О. Сердюк, Г. В. Федотенков. М.: Изд-во МАИ, 2021. 104 с.

5. Гольдберг, О. Д. Проектирование электрических машин: учеб. для втузов / О. Д. Гольдберг, Я. С. Гурин, И. С. Свириденко. М.: Высш. шк., 1984. 431 с.

6. Галушко, В. Н. Расчет асинхронных двигателей: пособие для выполнения курсовой работы / В. Н. Галушко, И. С. Евдасев, В. А. Пацкевич; М-во трансп. и коммуникаций Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. Гомель: БелГУТ, 2016. 158 с.

7. Воробьев, В. Е. Прогнозирование срока службы электрических машин: письменные лекции / В. Е. Воробьев, В. Я. Кучер. СПб.: СЗТУ, 2004. 56 с.

8. Пехота, А. Н. Технология использования сверхточных нейронных сетей при диагностике состояния трансформаторов / А. Н. Пехота, В. Н. Галушко, И. Л. Громыко. // Вестник Полоцкого государственного университета. Сер. С. Фундаментальные науки. 2021. № 12. С. 63–69.

9. Пехота, А. Н. Диагностирование межвитковых коротких замыканий трансформаторов с помощью комплексного анализа данных приборного учета / А. Н. Пехота, В. Н. Галушко, И. Л. Громыко // Энергоэффективность. 2021. № 2. С. 24–28.

10. Галушко, В. Н. Применение интеллектуальных нейросетей для диагностики межвитковых замыканий трансформаторов / В. Н. Галушко, А. Н. Пехота, И. Л. Громыко // Материалы X Междунар. науч.-практ. конф. «Проблемы безопасности на транспорте», Гомель, 26–27 нояб. 2020 г. Гомель: БелГУТ, 2020. С. 88–89.

11. Пехота, А. Н. Технология применения диагностического комплекса трансформаторов / А. Н. Пехота, В. Н. Галушко, И. Л. Громыко // Энергоэффективность. 2022. № 3. С. 22–26.

12. Пехота, А. Н. Результаты диагностирования различных неисправностей трансформаторов с воздушным охлаждением / А. Н. Пехота, И. Л. Громыко, В. Н. Галушко // Энергоэффективность. 2022. № 8. С. 24–29.

13. Опейко, О. Ф. Синтез на основе линеаризации векторного управления скоростью асинхронного электродвигателя без датчика скорости / О. Ф. Опейко // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2022. Т. 65, № 2. С. 103–114. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2022-65-2-103-114.