Разработка трёхмассовой тепловой модели асинхронного тягового двигателя

Разработка и постройка технологически сложных деталей огромных промышленных тяговых электродвигателей будет очень затратными и нерациональными мероприятием, если отсутствует необходимая базовая расчетная модель. В данной статье продемонстрирована разработка трёхмассовой тепловой модели асинхронного тягового двигателя с использованием ПО REPEAT. Трёхмассовая модель двигателя включает в себя ротор, статорную обмотку и магнитопровод статора с корпусом. Увеличение количества масс по сравнению с одно- и двухмассовыми моделями делает модель более точной и пригодной для расчетов. Вместе с этим увеличивается количество необходимой информации в виде конструктивных размеров и коэффициентов теплопроводностей и теплоотдачи.

Ссылка на телеграм-канал Цифровая вселенная ДЖЭТ: https://t.me/get_digital_universe

Исходные данные

1) в качестве моделируемого выбран асинхронный двигатель НТА – 1200;

2) исходные данные для модели приняты в соответствии с Таблицей 1;

3) скорость воздуха в вентиляционных каналах статора принята: 26 м/с;

4) скорость воздуха в вентиляционных каналах ротора принята: 25 м/с;

5) скорость воздуха в воздушном зазоре принята: 17 м/с;

6) геометрические параметры выбраны в соответствии с имеющими данными либо приняты на основании типовых изделий;

7) температура охлаждающего воздуха принята: 20

Таблица 1. Основные параметры тягового электродвигателя НТА-1200

Разработка модели

На базе исходных данных была построена модель (см. Рисунок 1), которая использовала блоки библиотек «Автоматика», «Теплообмен», «Общее» и «Электрические приводы».

Рисунок 1. Тепловая модель асинхронного тягового двигателя

Результаты расчетов

По результатам запуска построенной модели были получены параметры по каждому объекту измерения. Полученные результаты приведены в Таблице 2.

Тепловые расчеты двигателя были выполнены в режиме работы с параметрами:

Таблица 2. Результаты моделирования

Переходные процесс изображены на Рисунке 2, Рисунке 3 и Рисунке 4

Рисунок 2 - Переходный процесс установления температуры в обмотке статора

Рисунок 3 - Переходный процесс температуры в магнитопроводе статора, корпусу

Рисунок 4 - Переходный процесс установления температуры в роторе

Результаты моделирования

В результате выполнения тепловой модели трёхмассовой асинхронного тягового двигателя получены графики изменения температуры тепловых масс. Выполненное исследование позволяет оперативно оценить уровни температур каждого объекта тягового двигателя при работе агрегата в сборе, что очень важно для применения в промышленном моделировании.