Siły elektrodynamiczne działające na czoła uzwojenia stojana silnika Obliczenia i analizę sił elektrodynamicznych działających na czoła uzwojeń sto­Obliczenia i analizę sił elektrodynamicznych działających na czoła uzwojeń sto

janów silników indukcyjnych dużej mocy przedstawiono w tym rozdziale dla dwóch typów silników o mocy 3150 kW, a mianowicie dla silnika SYJd-142th o 60 żłobkach w pakiecie stojana oraz dla silnika SYJe-142r o 48 żłobkach w pakiecie stojana.

Na wybór tych silników do analizy sił wpłynęła statystyka ich uszkodzeń w dwóch elektrowniach zawodowych, z której wynikało, iż silniki typu SYJe-142r miały niemal dwukrotnie krótszy okres bezawaryjnej pracy w porównaniu z silnikami typu SYJd-142th. Wybrane wyniki obliczeń podano na rys. 6.16 do 6.18.

6. Obliczenia, konstrukcje i badania ^{U l}

Przebiegi czasowe liniowej gęstości sił elektrodynamicznych w pierwszych okre­

sach działania prądów przy rozruchu silnika typu SYJd-142th od poślizgu s = 1, w zaznaczonych na rys. 6 .16a punktach skrajnej cewki I (rys. 6.8) fazy A, podano na rys. 6.16b. Trajektorie w płaszczyźnie s r s2 (rys. 3.12) zakreślane przez końce wekto­

rów liniowej gęstości sił elektrodynamicznych działających w pierwszych okresach działania prądów w silniku przedstawiono na rys. 6.16c, a na rys. 6.lód zaprezento­

wano te same przebiegi po zaniku wpływu składowych aperiodycznych na wartości prądów w stojanie.

/ \! v V V v 1

\

u

\ / \ / V V V V v/

V V

A A a ,

i • f\ A f\ r I A / K r / K , /WąsfK

>/ V v V V ^ V " V " V '

0 , 0 4 0,08 0,12 S 0,15

ł --- ►

-2 0 - 2 0

Rys. 6.16. Rozkład liniowej gęstości sił elektrodynamicznych działających na skrajną cewkę fazy A przy rozruchu silnika SYJd-142th od s= 1: a) charakterystyczne punkty na czole cewki, b) przebiegi czasowe sił w pierwszych okresach rozruchu, c) trajek­

torie wektorów sił w pierwszych okresach rozruchu, d) trajektorie wektorów sił po zaniku składowych aperiodycznych prądów stojana

Fig. 6.16. Distribution of the linear density of electrodynamic forces acting on the extreme coil of phase A when starting the motor SYJd-142th, with s = 1: a) characteristic points on the coil overhang, b) waveforms of forces involving the initial periods of motor's start-up, c) trajectories of force vectors involving the initial period of motor's start­

up, d) trajectories of force vectors following the decay of aperiodic components of stator currents

Na rys. 6.17 przedstawiono (odpowiednio jak na iys. 6.16) przebiegi czasowe li­

niowej gęstości sił elektrodynamicznych działających na czoła uzwojenia stojana silnika typu SYJe-142r,

128

Rys. 6.17. Rozkład liniowej gęstości sił elektrodynamicznych działających na skrajną cewkę fazy A przy rozruchu silnika SYJe-142r od s= 1: a) charakterystyczne punkty na czole cewki, b) przebiegi czasowe sił w pierwszych okresach rozruchu, c) trajek­

torie wektorów sił w pierwszych okresach rozruchu, d) trajektorie wektorów sił po zaniku składowych aperiodycznych prądów stojana

Fig. 6.17. Distribution of the linear density of electrodynamic forces acting on the extreme coil of phase A when starting the motor SYJe-142th, with s = 1: a) characteristic points on the coil overhang, b) waveforms of forces involving the initial periods of motor's start-up, c) trajectories of force vectors involving the initial period of motor's start­

up, d) trajectories of force vectors following the decay of aperiodic components of stator currents

Przebiegi czasowe liniowej gęstości sił elektrodynamicznych w pierwszych okre­

sach działania prądów przy ponownym rozruchu silnika typu SYJd-142th od poślizgu s = 0,02, w zaznaczonych na rys. 6 .18a punktach skrajnej cewki I (rys. 6.8) fazy A, podano na rys. 6.18b, a trajektorie w płaszczyźnie s\-s2 (rys. 3.12) zakreślane przez końce wektorów liniowej gęstości sił elektrodynamicznych działających w pierwszych okresach działania prądów w silniku przedstawiono na rys. 6 .18c.

6. Obliczenia, konstrukcje i badania

129

11 _ i in/ c m .t i i i________ » i i________ i________ i________ i

0 0 . 0 4 0 .0 8 0 .1 2 S 0.16

f i l f * 2 --- t ______________

Rys. 6.18. Rozkład liniowej gęstości sił elektrodynamicznych działających na skrajną cewkę fazy A przy powtórnym rozruchu silnika SYJd-142th od 5=0,0 2: a) charakte­

rystyczne punkty na czole cewki, b) przebiegi czasowe sił w pierwszych okresach rozruchu, c) trajektorie wektorów sił w płaszczyźnie s\-s2

Fig. 6.18. Distribution of the linear density of electrodynamic forces acting on the extreme coil of phase A when starting the motor SYJd-142th, with for s = 0,02: a) characteristic points on the coil overhang, b) waveforms of forces involving the initial period of the motor's start-up, c) trajectories of force vectors in the plane 5) - s2

Rozkłady chwilowych wartości liniowej gęstości sił elektrodynamicznych działa­

jących na wszystkie czoła uzwojenia stojana silnika indukcyjnego dwubiegunowego podano na rys. 6.19 i 6.20, przy czym:

— na rys. 6.19 przedstawiono rozkłady liniowej gęstości sił elektrodynamicznych (w zaznaczonych przekrojach czół) dla wartości prądów żA = -in, a /'c = 0,

— na rys. 6 . 2 0 pokazano rozkłady liniowej gęstości sił elektrodynamicznych (w zaznaczonych przekrojach czół) dla wartości prądów /b= ic = -0.5

/a-130

_________

_____________________________

Warstwa dolna Warstwa górna

W id o k przestrzenny W idok przestrzenny

K .

x,t

r T

I !

- - — X|

L . - — Xl

fa z a A fa z a B --- — fa z a C fa z a A fa z a B — fa z a C

Rys. 6.19. Rozkład liniowej gęstości sił elektrodynamicznych działających na czoła uzwojenia stojana silnika indukcyjnego dwubiegunowego, gdy i A = - ! b , a i c = 0

Fig. 6.19. Distribution of the linear density of electrodynamic forces acting on the stator end winding of a two-pole induction motor when iA = -is, and ic = 0

6. Obliczenia, konstrukcje i badania

131

Warstwa dolna Warstwa górna

W id o k przestrzenny W idok przestrzenny

/ \ / v . . ,

Rzut n a płaszczyznę X| - x 2 Rzut n a płaszczyznę x , - x2

Rys. 6.20. Rozkład liniowej gęstości sił elektrodynamicznych działających na czoła uzwojenia stojana silnika indukcyjnego dwubiegunowego, gdy ^i'b = ic - -0,5 iA

Fig. 6.20. Distribution of the linear density of electrodynamic forces acting on the stator end winding of a two-pole induction motor when iB = ic= -0,5 iA

132

Z analizy wyników obliczeń sił elektrodynamicznych przedstawionych na rys. 6.16 do 6 .2 0 oraz na podstawie obliczeń tych sił dla innych typów silników indukcyjnych dużej mocy wynikają przedstawione poniżej wnioski.

1. Siły elektrodynamiczne działają w płaszczyznach prostopadłych do linii zarysu czół