Введение к работе
Актуальность темы. Возрастающий объем внутригородских и между-гооодных пассажирских перевозок требует создания тпанспоптных сис-тем на базе новых технологий и технических решений.
В ряде ведущих стран мира ( Германия, Великобритания, Япония и др. ) разработаны , проходят успешные испытания и осуществляют коммерческие перевозки полномасштабные транспортные средства с электромагнитным подвешиванием экипажа и линейным электроприводом. Работы по созданию экипажей с линейным электроприводом ведутся и в России, что нашло свое отсажение в комплексной научно-технической программе "Высокоскоростной экологически чистый транспорт" утвєож-денной приказом Миннауки РФ от ., N 1094.
Комплексный подход к решению проблемы реализации комбинированного тягового линейного асинхронного электропривода перспективных транспортных систем предполагает выполнение линейного асинхронного двигателя (ЛАД) з виде последовательно установленных модулей, расположенных друг за другом непрерывно или на некотором расстоянии. При этом конструктивные и электрические параметры модулей могут быть различными. Такое конструктивное исполнение ЛАД обуславливает специфические особенности протекания электромагнитных процессов в рабочем зазоре двигателя, которые существенным образом сказываются на его электромеханических- характеристиках.
Исследование электромагнитных и электромеханических процессов в ЛАД, в котором индуктор выполнен в виде отдельных последовательно установленных друг за другом модулей, имеющих разные конструктивные и электрические параметры, является актуальной задачей.
Целью работы является разработка математической модели .ЧАД модульного исполнения для наиболее общего случая,когда конструктивные
и электрические параметры модулей различны и получение на ее основе аналитических выражений для расчета электромагнитных и электромеханических характеристик модульных ЛАД в установившихся режимах работы.
Основные задачи. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
разработка математической модели для определения электромагнитного поля в рабочем зазоре и электромеханических характеристик модульного ЛАД, когда конструктивные и электрические параметры модулей различны;
проведение расчетно-теоретических исследований о влиянии неравенства конструктивных параметров модулей ( на примере рабочего зазора, как одного из важных конструктивных параметров ) на электромагнитные и электромеханические характеристики модулей;
уточнение эквивалентной параллельной схемы замещения модульного ЛАД;
проведение на основе эквивалентной параллельной схемы замещения расчетно- аналитических исследований электромеханических характеристик модульных ЛАД при различных схемах соединения обмоток модулей;
проведение экспериментальных исследований модульных ЛАД на динамическом стенде и сравнение полученных 'данных с результатами расчетов.
Методы исследований. Математическая модель модульного ЛАД сформирована в квазидвумерной постановке полевой задачи, при решении которой использован метод векторного магнитного потенциала. Структура магнитного поля в рабочем зазоре и электромагнитные процессы в ЛАД описываются аналитическими выражениями. Расчет электро-
- о -
механических характеристик модульного ЛАД проводился с использованием уточненной эквивалентной параллельной схемы замещения.
Экспериментальные исследования проводились на динамическом стенде, позволяющим определять электромагнитные и электромеханические характеристики.
Научная новизна. Предложена математическая модель и получены аналитические выражения для определения электромагнитных и электромеханических характеристик модульных ЛАД при различных конструктивных и электрических параметрах модулей.
Практическая ценность. Математическая модель позволяет исследовать работу модульных ЛАД с различными конструктивными и электрическими параметрами в установившихся режимах работы. Предложенная уточненная .эквивалентная параллельная схема замещения модульного ЛАД позволяет осуществлять расчет электромеханических характеристик ЛАД при работе двигателя как в режиме прямого пуска, так и при питании от преобразователя частоты и напряжения при управлении по одному из известных законов управления - минимуму тока потребления.
Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы при монтаже модулей одностороннего ЛАД (СЛАД), электрической схеме соединения их обмоток при создании тягового электропривода экипажа опытно- эксплуатационной транспортной системы на магнитной подвеске (ТП-05) для экспериментального полигона з г. Раменское, что подтверждается соответствующим актом внедрения.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на : Всесоюзной конференции "Научно-практические проблемы энергетики транспорта", г. Москва,1988 г.; Всесоюзной научно-практической конференции "СПЕЦТРАНС -90", г. Москва, 1990 г.; семинаре-ярмарке "Нетрадиционные электрсмеханичес-
кие преобразователи", г. Севастополь, 1992 г.; секции Ученого совета НПО "Гидротрубопровод", 1990 г.; секции Ученого совета АО "ШЩ"ТЭМП", 1996 г..
Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 7 статьях, получено 2 патента и представлены в 2 научно-технических отчетах.
Объем и структура работы. Диссертационная работа содержит 84 страницы основного машинописного текста, 63 рисунка, 2 таблицы и состоит из введения, 4 разделов, заключения, списка использованных источников из 114 наименований и 3 приложений. Общий объем диссертационной работы составляет 183 страницы.
