О расчете параметров двухмассовой термодинамической модели асинхронного двигателя

Abstract

Обоснована практическая необходимость использования простых двухмассовых термодинамических моделей асинхронных двигателей в электроприводе для оценки теплового состояния обмотки статора и применения в устройствах тепловой защиты. Получено математическое описание термодинамической модели, в которой обмотка статора выделена в отдельный узел (первая масса), а остальная часть двигателя представляет собой второй узел. На основе этого описания сформирована система уравнений, устанавливающая взаимосвязи между параметрами двухмассовой термодинамической модели. Выполнен анализ этой системы уравнений и установлены соотношения величин входящих в нее параметров. Показано, что для закрытых асинхронных двигателей отношение среднего значения установившегося превышения температуры второй массы при работе в номинальном режиме к превышению температуры обмотки статора находится в сравнительно узком диапазоне от 0,75 до 0,85. На основе проведенного анализа решена задача получения простых аналитических соотношений, позволяющих рассчитать тепловые проводимости двухмассовой термодинамической модели асинхронных двигателей закрытого ис- полнения с привлечением минимального объема информации о внутренних параметрах двигателя. The article substantiates a practical need for simple two-mass thermodynamic models of induction drive motors at evaluation of thermal state of the stator windings and their application at the thermal protection devices. It provides the mathematical description of the thermodynamic model in which the stator winding is designed as a separate (the first) assembly, whilst the other motor portion is the second one. Based on this description, the system of equations that establishes the relationship between parameters of a two-mass thermodynamic model was formed. The performed analysis of this equation system established relationship between its parameters. For the totally enclosed induction motors, the ratio of the average value of steady-state temperature rise of the second assembly to that of the stator winding ranges within 0.75 to 0.85 under nominal operation conditions. This analysis enabled solving the problem of obtaining simple analytical relations to calculate the thermal conductivities of a two-mass thermodynamic model of the totally enclosed induction motors with minimum data on internal motor parameters.