Сравнение характеристик вентильного реактивного двигателя при питании от однофазной сети и от источника постоянного тока

Исследована работа вентильного реактивного двигателя. При питании вентильного реактивного двигателя от однофазной сети переменного тока на выходе выпрямителя напряжение циклически меняется от нуля до максимального значения. Это приводит к соответствующему циклическому изменению формы тока и магнитно...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2015
Hauptverfasser:	Финкельштейн, В.Б., Егоров, А.Б., Малеев, А.М.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України 2015
Schriftenreihe:	Електротехніка і електромеханіка
Schlagworte:	Електричні машини та апарати
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/149285
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Сравнение характеристик вентильного реактивного двигателя при питании от однофазной сети и от источника постоянного тока / В.Б. Финкельштейн, А.Б. Егоров, А.М. Малеев // Електротехніка і електромеханіка. — 2015. — № 4. — С. 15–19. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-149285
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1492852025-02-09T15:35:22Z Сравнение характеристик вентильного реактивного двигателя при питании от однофазной сети и от источника постоянного тока Comparison of characteristics of the converter-fed motor at supply from the single-phase network and from the source of the direct current Финкельштейн, В.Б. Егоров, А.Б. Малеев, А.М. Електричні машини та апарати Исследована работа вентильного реактивного двигателя. При питании вентильного реактивного двигателя от однофазной сети переменного тока на выходе выпрямителя напряжение циклически меняется от нуля до максимального значения. Это приводит к соответствующему циклическому изменению формы тока и магнитного потока и изменению характеристик двигателя по сравнению с характеристиками при питании его от сети постоянного тока. Приводятся сравнительные данные, позволяющие оценить эти изменения. Досліджено роботу вентильного реактивного двигуна. При живленні вентильного реактивного двигуна від однофазної мережі змінного струму на виході випрямляча напруга циклічно міняється від нуля до максимального значення. Це приводить до відповідної циклічної зміни форми струму й магнітного потоку й зміні характеристик двигуна в порівнянні з характеристиками при живленні його від мережі постійного струму. Наводяться порівняльні дані, що дозволяють оцінити ці зміни. Purpose. Now even more often in various cars and mechanisms converter-fed motors are used. Their comparative characteristics with motors which are supplied from a network of a direct current are necessary for definition of the specific moment of motors which are supplied from the single-phase alternating current main. Methodology. For the converter-fed motor with a ratio of teeth of the stator and a rotor 8/6 at supply from a single-phase network via the rectifier two groups of numerical experiments were carried out. Motor capacity with a constant frequency of rotation at various capacity of the capacitor at the exit of the rectifier and motor capacity at the current providing the most admissible excess of temperature of a winding are determined. Dependences of useful power on capacity size at the rectifier exit are received with a constant frequency of rotation, and also at invariable current. Results. On the basis of the made numerical experiment it is possible to conclude that due to fluctuation of tension (from 0 to 100 %) at the rectifier exit at power supply of the converter-fed motor from the single-phase alternating current main in comparison with the corresponding sizes at supply from a source of a direct current:  motor capacity at preservation of capacity of the capacitor at the exit of the rectifier and frequency of rotation decreases on 60 – 63 %;  at almost acceptable increase in capacity of the capacitor (approximately twice) power should be reduced by 50 %;  power deceleration at preservation of that size of current of the motor what took place at its food from a source of a direct current makes 40 % at preservation of size of capacity of the capacitor at the exit of the rectifier and 32 % at its doubling, the frequency of rotation decreases approximately on 13 – 15 %. Practical value. The specific moment can be determined by power sizes at singlephase supply, frequency of rotation and to the volume of a rotor, with an invariable frequency of rotation it decreases in comparison with the specific moment at power supply of the motor from a source of a direct current by 50 – 63 %. 2015 Article Сравнение характеристик вентильного реактивного двигателя при питании от однофазной сети и от источника постоянного тока / В.Б. Финкельштейн, А.Б. Егоров, А.М. Малеев // Електротехніка і електромеханіка. — 2015. — № 4. — С. 15–19. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 2074-272X DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2015.4.03 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/149285 621.313.175.32 ru Електротехніка і електромеханіка application/pdf Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Електричні машини та апарати Електричні машини та апарати
spellingShingle	Електричні машини та апарати Електричні машини та апарати Финкельштейн, В.Б. Егоров, А.Б. Малеев, А.М. Сравнение характеристик вентильного реактивного двигателя при питании от однофазной сети и от источника постоянного тока Електротехніка і електромеханіка
description	Исследована работа вентильного реактивного двигателя. При питании вентильного реактивного двигателя от однофазной сети переменного тока на выходе выпрямителя напряжение циклически меняется от нуля до максимального значения. Это приводит к соответствующему циклическому изменению формы тока и магнитного потока и изменению характеристик двигателя по сравнению с характеристиками при питании его от сети постоянного тока. Приводятся сравнительные данные, позволяющие оценить эти изменения.
format	Article
author	Финкельштейн, В.Б. Егоров, А.Б. Малеев, А.М.
author_facet	Финкельштейн, В.Б. Егоров, А.Б. Малеев, А.М.
author_sort	Финкельштейн, В.Б.
title	Сравнение характеристик вентильного реактивного двигателя при питании от однофазной сети и от источника постоянного тока
title_short	Сравнение характеристик вентильного реактивного двигателя при питании от однофазной сети и от источника постоянного тока
title_full	Сравнение характеристик вентильного реактивного двигателя при питании от однофазной сети и от источника постоянного тока
title_fullStr	Сравнение характеристик вентильного реактивного двигателя при питании от однофазной сети и от источника постоянного тока
title_full_unstemmed	Сравнение характеристик вентильного реактивного двигателя при питании от однофазной сети и от источника постоянного тока
title_sort	сравнение характеристик вентильного реактивного двигателя при питании от однофазной сети и от источника постоянного тока
publisher	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
publishDate	2015
topic_facet	Електричні машини та апарати
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/149285
citation_txt	Сравнение характеристик вентильного реактивного двигателя при питании от однофазной сети и от источника постоянного тока / В.Б. Финкельштейн, А.Б. Егоров, А.М. Малеев // Електротехніка і електромеханіка. — 2015. — № 4. — С. 15–19. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series	Електротехніка і електромеханіка
work_keys_str_mv	AT finkelʹštejnvb sravnenieharakteristikventilʹnogoreaktivnogodvigatelâpripitaniiotodnofaznojsetiiotistočnikapostoânnogotoka AT egorovab sravnenieharakteristikventilʹnogoreaktivnogodvigatelâpripitaniiotodnofaznojsetiiotistočnikapostoânnogotoka AT maleevam sravnenieharakteristikventilʹnogoreaktivnogodvigatelâpripitaniiotodnofaznojsetiiotistočnikapostoânnogotoka AT finkelʹštejnvb comparisonofcharacteristicsoftheconverterfedmotoratsupplyfromthesinglephasenetworkandfromthesourceofthedirectcurrent AT egorovab comparisonofcharacteristicsoftheconverterfedmotoratsupplyfromthesinglephasenetworkandfromthesourceofthedirectcurrent AT maleevam comparisonofcharacteristicsoftheconverterfedmotoratsupplyfromthesinglephasenetworkandfromthesourceofthedirectcurrent
first_indexed	2025-11-27T11:37:53Z
last_indexed	2025-11-27T11:37:53Z
_version_	1849943372770312192
fulltext	ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №4 15 © В.Б. Финкельштейн, А.Б. Егоров, А.М. Малеев УДК 621.313.175.32 В.Б. Финкельштейн, А.Б. Егоров, А.М. Малеев СРАВНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕНТИЛЬНОГО РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ПИТАНИИ ОТ ОДНОФАЗНОЙ СЕТИ И ОТ ИСТОЧНИКА ПОСТОЯННОГО ТОКА Досліджено роботу вентильного реактивного двигуна. При живленні вентильного реактивного двигуна від однофазної мережі змінного струму на виході випрямляча напруга циклічно міняється від нуля до максимального значення. Це приводить до відповідної циклічної зміни форми струму й магнітного потоку й зміні характеристик двигуна в порів- нянні з характеристиками при живленні його від мережі постійного струму. Наводяться порівняльні дані, що дозво- ляють оцінити ці зміни. Бібл. 5, табл. 4, рис. 5. Ключові слова: вентильний реактивний двигун, магнітний потік, однофазна мережа живлення, ємність конденсатора, потужність, джерело постійного струму, частота обертання. Исследована работа вентильного реактивного двигателя. При питании вентильного реактивного двигателя от од- нофазной сети переменного тока на выходе выпрямителя напряжение циклически меняется от нуля до максималь- ного значения. Это приводит к соответствующему циклическому изменению формы тока и магнитного потока и изменению характеристик двигателя по сравнению с характеристиками при питании его от сети постоянного то- ка. Приводятся сравнительные данные, позволяющие оценить эти изменения. Библ. 5, табл. 4, рис. 5. Ключевые слова: вентильный реактивный двигатель, магнитный поток, однофазная сеть питания, емкость конденса- тора, мощность, источник постоянного тока, частота вращения Постановка задачи. В настоящее время все ча- ще в различных машинах и механизмах применяются вентильные реактивные двигатели. Эти двигатели питаются от сетей постоянного тока, а также через выпрямитель, как от трехфазных, так и от однофаз- ных сетей переменного тока. При питании от одно- фазной сети переменного тока имеет место цикличе- ское изменение напряжения и, соответственно, формы тока, магнитного потока и изменение характеристик двигателя по сравнению с характеристиками при пи- тании его от сети постоянного тока. Для определения удельного момента двигателей питающихся от одно- фазной сети переменного тока необходимы их срав- нительные характеристики с двигателями, питающи- мися от сети постоянного тока. Анализ последних достижений и публикаций. Для двигателей, питающихся от сетей постоянного тока известны [1-5] величины удельного момента. Для двигателей, питающихся от однофазной сети пере- менного тока через выпрямитель, величины удельно- го момента в известных авторам источниках не пред- ставлены. Целью работы является сравнительный анализ характеристик вентильного реактивного двигателя при его питании от однофазной сети переменного тока с характеристиками двигателя при питании от сети постоянного тока для возможности осуществле- ния правильного выбора главных размеров при про- ектировании двигателей питающихся от однофазной сети переменного тока в зависимости от требований технического задания. Изложение материала исследования. Для вен- тильного реактивного двигателя (данные двигателя приведены в табл. 1) с соотношением зубцов статора и ротора 8/6 при питании от однофазной сети через выпрямитель были проведены две группы численных экспериментов. Определены мощность двигателя при постоян- ной частоте вращения при различной емкости конден- сатора на выходе выпрямителя (табл. 2) и мощность двигателя при токе, обеспечивающем максимально допустимое превышение температуры обмотки, также при различных величинах емкости конденсатора на выходе выпрямителя (табл. 3). Таблица 1 Ширина зубца статора, м 0.01502 Высота зубца статора, м 0.0192 Внутренний диаметр спинки статора, м 0.119 Высота спинки статора, м 0.00751 Высота спинки poтора, м 0.029 Высота зубца ротора, м 0.00951 Ширина зубца ротора, м 0.017 Диаметр расточки, м 0.077 Длина сердечника, м 0.135 Величина воздушного зазора, м 0.0002 Число витков обмотки 100 Диаметр обмоточного провода, мм (гол.) 1.243 Сопротивление фазы обмотки статора, Ом 0.593 Таблица 2 Р2, Вт I, А n, об/мин η, % C, мкФ 1413 5.226 6002 51.7 110 2321 6.057 6001 63.3 500 2749 6.424 6003 66.9 1000 2988 6.643 6004 68.6 1500 3129 6.784 6002 69.5 2000 3222 6.864 6001 70.1 2500 3291 6.93 6000 70.5 3000 Таблица 3 Р2, Вт I, А n, об/мин η, % C, мкФ 2254 7.381 5057 55.9 110 2999 7.396 5344 64.5 500 3306 7.397 5570 68.1 1000 3473 7.382 5682 69.7 1500 3528 7.394 5737 70.2 2000 3579 7.397 5782 70.9 2500 3638 7.399 5802 71.4 3000 16 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №4 В табл. 4 приведены данные двигателя при пита- нии его через выпрямитель от трехфазной цепи пере- менного тока. Таблица 4 Р2, Вт I, А n, об/мин η, % C, мкФ 3802 7.399 6000 73 110 Рассчитаны при неизменной частоте вращения и изменяющемся токе, а также при неизменном дейст- вующем значении тока и изменяющейся частоте враще- ния кривые фазного тока и суммарного тока (рис. 1); момента, создаваемого одной фазой, и суммарного мо- мента, создаваемого всеми фазами (рис. 2); потокосцеп- ления фазы (рис. 4) и изменения во времени напряжения на выходе выпрямителя и на конденсаторе при различ- ной величине его емкости (рис. 3). Получены зависимо- сти полезной мощности от величины емкости на выходе выпрямителя при постоянной частоте вращения, а также при неизменном токе. Для каждого из указанных вари- антов приведены кривые (рис. 5) по которым при задан- ной мощности может быть определен КПД. а б в г Рис. 1. Кривые изменения за 6 1 1 оборота ротора с емкостью 110 мкФ (сплошная линия) и с емкостью 3000 мкФ (пунктирная линия): а – тока фазы при неизменной частоте вращения 6000 об/мин; б – тока фазы при неизменном действующем значении тока 7.39 А; в – суммарного тока коммутатора при неизменной частоте вращения; г – суммарного тока коммутатора при неизменном действующем значении тока фазы ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №4 17 а б в г Рис. 2. Кривые изменения за 6 1 1 оборота ротора с емкостью 110 мкФ (сплошная линия) и с емкостью 3000 мкФ (пунктирная линия): а – момента создаваемого одной фазой двигателя при неизменной частоте вращения двигателя 6000об/мин; б – момента создаваемого одной фазой двигателя при неизменном действующем значении тока 7.39 А; в – результирующего момента от действия всех четырех фаз двигателя при неизменной частоте вращения; г – результирующего момента от действия всех четырех фаз двигателя при неизменном действующем значении тока Рис. 3. Кривые изменения во времени: напряжения на выходе выпрямителя (пунктирная кривая); напряжения на конденсаторе емкостью 110 мкФ (сплошная кривая); напряжения на конденсаторе емкостью 3000 мкФ (штриховая кривая) 18 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №4 а б Рис. 4. Кривые изменения за 6 1 1 оборота ротора с емкостью 110 мкФ (сплошная линия) и с емкостью 3000 мкФ (пунктирная линия): а – потокосцепления создаваемого одной фазой двигателя при неизменной частоте вращения двигателя 6000об/мин; б – потокосцепления создаваемого одной фазой двигателя при неизменном действующем значении тока 7.39 А Рис. 5. Зависимость полезной мощности от емкости конден- сатора на выходе выпрямителя: при неизменном токе (пунк- тирная кривая); при неизменной частоте вращения (сплошная кривая); кривая для определения КПД при заданной мощности и неизменной скорости вращения (штриховая кривая); кривая для определения КПД при заданной мощности и неизменном токе (штрихпунктирная кривая) ВЫВОДЫ На основании проведенного численного экспе- римента можно заключить, что за счет колебания на- пряжения (от 0 до 100%) на выходе выпрямителя при питании вентильного реактивного двигателя от одно- фазной сети переменного тока по сравнению с соот- ветствующими величинами при питании от источника постоянного тока:  мощность двигателя при сохранении емкости конденсатора на выходе выпрямителя и частоты вра- щения снижается на 60 – 63 %;  при практически приемлемом увеличении емко- сти конденсатора (примерно вдвое) мощность следует снизить на 50 %;  снижение мощности при сохранении той вели- чины тока двигателя, какая имела место при его пита- нии от источника постоянного тока составляет 40 % при сохранении величины емкости конденсатора на выходе выпрямителя и 32 % при её удвоении, частота вращения снижается примерно на 13 – 15 %;  при многократном увеличении емкости мощ- ность и характеристики двигателя приближаются к таковым при его питании от источника постоянного тока, но при этом габариты и стоимость батареи кон- денсаторов становятся неприемлемыми;  токи потокосцепления и моменты модулируются колебанием напряжения сети, при этом формы кри- вых меняются в зависимости от того какое напряже- ние подано на обмотку двигателя;  по величинам мощности при однофазном пита- нии, частоте вращения и объему ротора может быть определен удельный момент, при неизменной частоте вращения он снижается по сравнению с удельным моментом при питании двигателя от источника посто- янного тока на 50 – 63 %. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Кузнецов В.А., Садовский Л.А., Виноградов В.Л., Лопа- тин В.В. Особенности расчета индукторных двигателей для вентильного электропривода // Электротехника. – 1998. – №6. – С. 35-43. 2. Голландцев Ю.А. Вентильные индукторно-реактивные двигатели. Санкт-Петербург, 2003. – 149 с. 3. Ткачук В.І. Електромеханотроніка. – Львів: Вид-во На- ціонального університету «Львівська політехніка», 2006. – 440 с. ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №4 19 4. Miller T.J.E. Optimal design of switched reluctanсe motors // IEEE Transactions on Industrial Electronics. – 2002. – vol.49. – no.1. – pp. 15-27. 5. Зинченко Е.Е. Математическая модель вентильного ин- дукторно-реактивного двигателя питающегося от выпрями- теля // Технічна електродинаміка. – 2009. – №4. – С. 23-28. REFERENCES 1. Kuznetsov V.A, Sadovsky L.A., Vinogradov V.L., Lopatin V.V. Features of calculation of inductor engines for the valve electric drive. Elektrotekhnіka – Electrical engineering, 1998, no.6, pp. 35-43. (Rus). 2. Gollandtsev Y.A. Ventil'nye induktorno-reaktivnye dvigateli [Valve inductor and jet engines]. St. Petersburg, 2003. 149 p. (Rus). 3. Tkachuk V.І. Elektromekhanotronika [Electrical mechano- tronics]. Lviv, Lviv Polytechnic National University Publ., 2006. 440 p. (Ukr). 4. Miller T.J.E. Optimal design of switched reluctanсe motors. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2002, vol.49, no.1, pp. 15-27. doi: 10.1109/41.982244. 5. Zinchenko E.E. A mathematical model of a rectifier feeding valve inductor-jet engine. Tekhnichna elektrodynamika – Technical electrodynamics, 2009, no.4, pp. 23-28. (Rus). Поступила (received) 26.06.2015 Финкельштейн Владимир Борисович1, д.т.н., проф., Егоров Алексей Борисович2, к.т.н., доц., Малеев Алексей Михайлович3 1 Харьковский национальный университет городского хозяйства им. А.Н. Бекетова, 61002, Харьков, ул. Революции, 12, тел/phone +38 057 7319528, e-mail: finalvb@gmail.com 2 Украинская инженерно-педагогическая академия, 61003, Харьков, ул. Университетская, 16, тел/phone +38 066 7228206, e-mail: diaskk@yandex.ru 3 АО «МЭА «ЭЛТА», 61082, Харьков, Стадионный проезд 14/3, а/я 911, тел/phone +38 057 3920045, e-mail: elta@elta.kharkov.ua V.B. Finkelshtein1, A.B. Yegorov2, A.M. Maleev3 1 O.M. Beketov Kharkiv National University of Municipal Economy, 12, Revolution Str., Kharkiv, 61002, Ukraine. 2 Ukrainian Engineering Pedagogics Academy, 16, Universitetskaya Str., Kharkiv, 61003, Ukraine. 3 JSC MEA of ELTA, 14/3, Stadionny Drive, p.o. box 911, Kharkiv, 61082, Ukraine. Comparison of characteristics of the converter-fed motor at supply from the single-phase network and from the source of the direct current. Purpose. Now even more often in various cars and mechanisms converter-fed motors are used. Their comparative characteris- tics with motors which are supplied from a network of a direct current are necessary for definition of the specific moment of motors which are supplied from the single-phase alternating current main. Methodology. For the converter-fed motor with a ratio of teeth of the stator and a rotor 8/6 at supply from a sin- gle-phase network via the rectifier two groups of numerical experiments were carried out. Motor capacity with a constant frequency of rotation at various capacity of the capacitor at the exit of the rectifier and motor capacity at the current providing the most admissible excess of temperature of a winding are de- termined. Dependences of useful power on capacity size at the rectifier exit are received with a constant frequency of rotation, and also at invariable current. Results. On the basis of the made numerical experiment it is possible to conclude that due to fluc- tuation of tension (from 0 to 100 %) at the rectifier exit at power supply of the converter-fed motor from the single-phase alter- nating current main in comparison with the corresponding sizes at supply from a source of a direct current:  motor capacity at preservation of capacity of the capacitor at the exit of the recti- fier and frequency of rotation decreases on 60 – 63 %;  at al- most acceptable increase in capacity of the capacitor (approxi- mately twice) power should be reduced by 50 %;  power decel- eration at preservation of that size of current of the motor what took place at its food from a source of a direct current makes 40 % at preservation of size of capacity of the capacitor at the exit of the rectifier and 32 % at its doubling, the frequency of rota- tion decreases approximately on 13 – 15 %. Practical value. The specific moment can be determined by power sizes at single- phase supply, frequency of rotation and to the volume of a rotor, with an invariable frequency of rotation it decreases in com- parison with the specific moment at power supply of the motor from a source of a direct current by 50 – 63 %. References 5, tables 4, figures 5. Key words: converter-fed motor, magnetic flux, single-phase network of supply, capacity, power, source of direct current, rotation frequency.

Сравнение характеристик вентильного реактивного двигателя при питании от однофазной сети и от источника постоянного тока

Institution

Ähnliche Einträge