АНАЛІЗ ТЕПЛОВИХ ПРОЦЕСІВ, ЩО ПРОТІКАЮТЬ В ТЯГОВИХ ЕЛЕКТРОМАШИНАХ ПРИ ВИПРОБУВАННІ НА НАГРІВАННЯ

Анотація

Мета. Відомо, що під час приймально-здавальних випробувань, які проводяться відповідно до вимог ДСТУ ГОСТ 2582:2017, теплове навантаження обмоток двигунів і генераторів може суттєво відрізнятися, що впливає на точність отриманих результатів. Сам характер теплового навантаження значною мірою залежить від схеми випробувань та способу покриття втрат потужності в електромашинах. Дослідження теплових процесів, що відбуваються в обмотках тягових електромашин під час їх випробувань на нагрівання є своєчасними та актуальними.  Метою наукового дослідження є розробка та наукове обґрунтування методу оцінки ступеня розходження теплових навантажень обмоток якорів та обмоток збудження пари взаємно навантажених випробуваних тягових електромашин, Методи. Аналіз теплових процесів в активних частинах тягових електромашин під час їх випробування на нагрів виконано з використанням теорії нагрівання однорідного твердого тіла та відомих методів розрахунку теплових схем. Результати. Встановлено, що тепловий потенціал обмоток електромашин визначаються як електричними втратами потужності в обмотках, так і магнітними втратами потужності в магнітопроводі. Було розглянуто вплив кожного виду втрат на перегрів обмоток, а також запропоновано спрощену теплову схему заміщення для якісного аналізу цих процесів. Дослідження показали, що електричні втрати мають домінуючий вплив на формування теплового потенціалу обмоток, тоді як вплив магнітних втрат є значно меншим – відношення відносного коефіцієнта впливу електричних втрат до коефіцієнта впливу магнітних втрат дорівнює трьом. Запропоновано методику визначення ступеня впливу перевантаження або недовантаження за струмом і магнітним потоком на температуру обмоток якоря. Методика враховує параметри втрат у годинному та тривалому режимах роботи тягових електромашин. Окрему увагу приділено складнощам розрахунку нестаціонарних теплових процесів та можливості їх якісного аналізу за допомогою спрощених моделей. Наукова новизна. Запропоновано науково обґрунтований метод оцінки ступеня розходження теплових навантажень обмоток якорів та обмоток збудження пари взаємно навантажених випробуваних тягових електромашин, яке визначає якість випробування. Отримано графічні залежності питомого перевищення температури якоря випробуваного двигуна від питомих втрат у міді та сталі, зокрема для тягового двигуна НБ-406. Отримані результати свідчать про адекватність запропонованої методики та її відповідність реальним умовам випробувань. Практична значимість. Отримані в роботі наукові результати можуть бути використані при вдосконаленні методів теплових випробувань тягових електромашин. Їх використання дозволяє підвищити точність оцінки теплових процесів в електромашинах та забезпечити їх відповідність експлуатаційним умовам та підвищити якість випробувань. Запропоновану методику може бути використано як один із критеріїв вибору раціонального варіанту схеми взаємного навантаження.