Выбор оптимальной конструкции электродвигателя привода пильгерстана для технологии изготовления бесшовных труб

Сергей Анатольевич Ганджа, Бахтиёр Исматуллоевич Косимов, Дилшод Саидович Аминов

Аннотация


Статья посвящена выбору оптимального варианта электродвигателя для привода пильгерстана, производящего бесшовные трубы большого диаметра. Представлены четыре группы вариантов: с использованием высокоскоростного электродвигателя с редуктором, с применением тихоходного электродвигателя без редуктора, заменяющего существующий электродвигатель, с использованием маховика в качестве ротора нового электродвигателя, с исключением маховика и заменой его на электродвигатель с эквивалентной инерционной массой. Для всех вариантов была использована программа точного расчета электрических машин на основе метода конечных элементов ANSYS Electronics Desktop. Проведен сравнительный анализ выбранных вариантов. В качестве показателей наилучшего варианта были выбраны минимальный расход активных материалов и энергетические показатели. Для замены существующего морально и физически устаревшего коллекторного электродвигателя постоянного тока предложен привод на базе вентильного электродвигателя с когтеобразными полюсами с постоянными магнитами, который имеет более высокую надежность за счет бесконтактного токоподвода, минимальный расход меди, лучшие энергетические показатели, за счет исключения потерь на возбуждение.


Ключевые слова


пильгерстан; асинхронный электродвигатель синхронный электродвигатель; тихоходный электродвигатель; вентильный электродвигатель; постоянные магниты; электромагнитное возбуждение; когтеобразные полюса

Полный текст:

PDF

Литература


Grigoriev M.A. Ventil’nyy elektroprivod s sinkhronnoy reaktivnoy mashinoy nezavisimogo vozbuzhdeniya [Brushless Direct Current Motor with Synchronous Reactive Machine of Independent Excita-tion]. Chelyabinsk, South Ural St. Univ. Publ., 2010. 159 p.

Kozachenko V.F., Lashkevich M.M. [Switched Reluctance Drive with External Excitation for the Trac-tion Electric Drive]. Electrotechnic and Computer Systems, 2011, no. 03, pp. 103–108. (in Russ.)

Nikiforov B.V., Pakhomin S.A., Ptakh G.K. [Switched Reluctance Motors for Traction Electric Drives]. Electrical Technology Russia, 2007, no. 2, pp. 34–38. (in Russ.)

Tuan N.M., Hai N.T. [The Main Advantages of Switched Reluctance Motors Compared to Traditional Motors]. News of the Tula State University, 2014, no. 8, pp. 184–187. (in Russ.)

Kozachenko V.F., Korpusov D.E. [Electric Drive on the Basis of Switched Reluctance Motors with Electromagnetic Excitation]. Electronic Components, 2005, no. 6, pp. 60–64. (in Russ.)

Gollandtsev Yu.A. [Comparison of Mechanical Characteristics of Asynchronous and Switched Reluc-tance Inductor-Reactive Electric Motors]. Information and Control Systems, 2006, no. 6, pp. 60–64. (in Russ.)

Kopylov I.P. Elektricheskiye mashiny [Electrical Machines]. Moscow, High Sch., 2006. 607 p.

Vol’dek A.I. Elektricheskiye mashiny [Electrical Machines]. Leningrad, Energy, 1978. 832 p.

Kostenko M.P., Piotrovskiy L.M. Elektricheskiye mashiny. V 2 ch. [Electrical Machines. In 2 parts].

Ch. 1: Mashiny postoyannogo toka. Transformatory [Part 1: DC Machines. Transformers], Leningrad, 1972, 544 p.; Ch. 2: Mashiny peremennogo toka [Part 2: AC Machines], Leningrad, 1973. 648 p.

Gerada D., Mebarki A., Brown N., Gerada C., Cavagnino A., Boglietti A. High-Speed Electrical Ma-chines: Technologies Trends and Developments. IEEE Trans. Ind. Electron., 2014, vol. 61, no. 6, pp. 2946–2959. DOI: 10.1109/tie.2013.2286777

Papini L., Raminosoa T., Gerada D., Gerada C. A High-Speed Permanent-Magnet Machine for Fault-Tolerant Drivetrains. IEEE Trans. Ind. Electron., 2014, vol. 61, no. 6, pp. 3071–3080. DOI: 10.1109/tie.2013.2282604

Gulyayev I.V., Volkov A.V., Popov A.A., Ionova E.I. [Comparative Review of Synchronous Motor with Permanent Magnets and Brushless DC Motor with Direct Torque Control]. Scientific and Technical Vol-ga Region Bulletin, 2015, no. 6, pp. 123–128. (in Russ.)

Opeyko O.F., Ptashkin A.I., KHil’mon V.I. [Traction Motor with Sensorless Vector Control System]. Energetika. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy i energeticheskikh ob”yedineniy SNG [Power Energy. News of Higher Educational Institutions and Energy Associations of the CIS], 2010, no. 6, pp. 37–43. (in Russ.)

Gulyayev I.V., Tutayev G.M. Sistemy vektornogo upravleniya elektroprivodom na osnove asin-khronizirovannogo ventil’nogo elektrodvigatelya [Motor Vector Control Systems Based on Asynchronized BLDC Motor]. Saransk, Mordov. Univ. Publ., 2010. 200 p. (in Russ.)

Kovalev K., Ivanov N., Tulinova E. Magnetic Field Distribution in the Active zone of Synchronous Gene¬rators with Electromagnetic Excitation. 2017 International Conference on Industrial Engineering, Appli-cations and Manufacturing, ICIEAM 2017, proceedings 8076353 DOI: 10.1109/icieam.2017.8076353

Gandzha S.A., Halstead R.L. Optimal Design of Brushless Axial Gap Electric Machines for Low Power Windmills. Design World (Engineering Solution for Product Manufactures), 2012, no. 1. www.designworldonline.com.

Gandzha S.A., Kiessh I.E. Application Brushless Machines with Combine Excitation for a Small and Medium Power Windmills. Procedia Engineering, 2015, vol. 129, pp. 191–194. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.12.031

Gandzha S.A., Kiessh I.E.Varible Speed Power. Procedia Engineering, 2015, vol. 129, pp. 731–735. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.12.095

Gandzha S.A., Sogrin A.I.,Kiessh I.E. The Comparative Analysis of Permanent Magnet Electric Machines with Integer and Fractional Number of Slots per Pole and Phase. Procedia Engineering, 2015, vol. 129, pp. 408–414. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.12.137

Mart’yanov A.S., Neustroyev N.I. [Analysis of Electromechanical Systems Using ANSYS MAXWELL]. International Scientific Journal Alternative Energy and Ecology, 2014, no. 19, pp. 47–52. (in Russ.)

Babu B.M., Srinivas L.R., Bindhu B. A MLI Topology with Different Braking Mechanisms Employ-ing BLDC Drive. IEEE International Conference on Power, Control, Signals and Instrumentation Engineer-ing, ICPCSI. Chennai, India, 2017, pp. 1845–1849. DOI: 10.1109/ICPCSI.2017.8392034

Ki-Hong Park , Tae-Sung Kim, Sung-Chan Ahn , Dong-Seok Hyun. Speed Control of High-Performance Brushless DC Motor Drives by Load Torque Estimation. IEEE 34th Annual Conference on Pow-er Electronics Specialist, PESC '03. Acapulco, Mexico, 2003, no. 4, pp. 1677–1681. DOI: 10.1109/PESC.2003.1217709




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power190101

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.