Bulletin of Bryansk state technical university Bulletin of Bryansk state technical university Вестник Брянского государственного технического университета 1999-8775 14220 10.12737/23012 Машиностроение и транспорт Mechanical engineering and transport Машиностроение и транспорт Results of the experimental investigationof thermal processes in induction motor. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В АСИНХРОННОМ ДВИГАТЕЛЕ https://orcid.org/0000-0002-1836-0923 Пугачев Александр Анатольевич Pugachev Aleksandr Anatolyevich alexander-pugachev@rambler.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-4638-0438 Бондаренко Денис Андреевич Bondarenko Denis Andreevich dilekter@gmail.com

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Брянский государственный технический университет Bryansk State Technical University 02 12 2016 02 12 2016 2015 3 77 82 https://naukaru.ru/en/nauka/article/14220/view

Показана правомерность исследований характеристик тяговых электроприводов с асинхронными двигателями на физических моделях меньшей мощности на примере двигателей мощностью 380 и 14 кВт. Описана информационно-измерительная система, приведены методика и результаты экспериментальных исследований процессов нагрева и охлаждения асинхронного двигателя мощностью 14 кВт при его питании от преобразователя частоты с системой скалярного управления с IR-компенсацией в режиме с низкими частотами вращения. Установлено, что при околонулевых (пусковых) значениях частоты тока статора наибольший перегрев испытывают стержни короткозамкнутого ротора, при повышении частоты – обмотка статора.

The adequacy of researches of characteristics of the traction electric drives with an induction motors by means of scaled physical models is proved by application of two induction motors, 380 and 14 kW. The system of data acquisition and sensors applied to it is described. The technique and results of experimental investigation of thermal processes of heating and cooling in the 14 kW induction motor fed by frequency converter with scalar control and IR-compensation under the low values of the stator current frequency and rotor speed are presented. The rotor bars of the induction motor are determined to be most stressed by overheating under the stator current frequency closed to null, the stator winding becomes the most overheated unit of the induction motor under higher values of the stator current frequency.

 физическое моделирование асинхронный двигатель нагрев охлаждение скалярное управление. physical modeling induction motor heating cooling scalar control.

Система управления тягового электропривода с контролем температуры теплонагруженных элементов / А.С. Космодамианский [и др.] // Электротехника. - 2014. - № 8. - C. 38 - 43. Control system of the traction electric drive with temperature monitoring of the heatloaded elements / A.S. Kosmodamiansky [etc.] // Electrical engineering. - 2014. - No. 8. - C. 38 - 43. Пугачев, А.А. Система управления тяговым асинхронным двигателем с минимизацией мощности по-терь / А. А. Пугачев, В. И. Воробьев, А. С. Космодамианский // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2015. - № 2 (46). - С. 55−61. Pugachev, A.A. Control system of the electric drive with the induction motor in the mode of power loss minimization / A. A. Pugachev, V. I. Vorobyov, A.S. Kosmodamiansky // Bulletin of Bryansk State Technical University. - 2015. - No. 2 (46). - pp. 55−61. Козярук, А.Е. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых электроприводов/А.Е. Козярук, В.В. Рудаков; под ред. А.Г. Народицкого. - СПб.: С.-Петерб. электро-техн. компания, 2004. - 128 с. Kozyaruk, A.E. Modern and prospective algorithmic providing variable-frequency electric drives / A.E. Kozyaruk, V. V. Rudakov; under the editorship of A.G. Naroditsky. - SPb.: Saint Petersburg Electro-Tech. Company, 2004. - 128 p. Космодамианский, А.С. Автоматическое регулирование температуры обмоток тяговых электрических машин локомотивов: монография / А.С. Космодамианский. - М.: Маршрут, 2005. - 256 с. Kosmodamiansky, A.S. Automatic temperature control of windings of traction electrical machines of locomotives: Monograph / A.S.Kosmodamiansky. - M.: Marshrut, 2005. - 256 p. Немухин, В.П. Оценка надежности основных узлов ТЭД тепловозов по результатам эксплуатации / В.П. Немухин, В.А. Горбатюк; ВНИИЖТ. - М.: Транспорт, 1974. - Вып. 527. - С. 4 - 20. Nemukhin, V.P. Reliability evaluations of the TED main blocks of locomotives by operating results / V.P. Nemukhin, V.A. Gorbatyuk; VNIIZHT. - M.: Transport, 1974. - Issue 527. - pp. 4 - 20. Немухин, В.П. Эффективность применения нагревостойкой изоляции в ТЭМ тепловозов / В.П. Немухин, В.Н. Яковлев. - М.: Транспорт, 1976. - 46 с. Nemukhin, V.P. Application effectiveness of heat-resistant isolation in TEM of locomotives / V.P. Nemukhin, V. N. Yakovlev. - M.: Transport, 1976. - 46 p. Оценка нагрева тяговых двигателей электровозов переменного тока в условиях эксплуатации / И.В. Скогорев [и др.] // Повышение эффективности и качества работы электроподвижного состава: труды РИИЖТ. - Ростов н/Д, 1984. - Вып. 176. - С. 71 - 78. Heating evaluations of traction AC-induction motors of electric locomotives under operating conditions / I.V. Skogorev [etc.] // Improving efficiency and quality of the Rolling Stock work: Proceedings of RIIZHT. - Rostov-on-Don, 1984. - Issue 176. - pp. 71 - 78. Космодамианский, А.С. Экспериментальная установка для исследования и регулирования процессов нагрева и охлаждения асинхронного двигателя / А.С. Космодамианский, В.И. Воробьев, А.А. Пугачев // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электро-возостроения. - Новочеркасск, 2011 - № 2 (62). - С. 65 - 76. Kosmodamiansky, A.S. Experimental installation for research and regulation of heating and cooling processes of asynchronous engine /A.S. Kosmodamiansky, V. I. Vorobyov, A.A. Pugachev // Bulletin of All-Russian Research and Development Institute of Electric Locomotives “Vestnik VELNII”. - Novocherkassk, 2011 - No. 2 (62). - pp. 65 - 76. Комплексная физическая модель тягового электропривода с асинхронными двигателями / А.С. Космо-дамианский [и др.] // Наука и техника транспорта. - 2014. - № 3. - С. 31 - 38. Complex physical model of the traction electric drive with asynchronous engines / A.S. Kosmodamiansky [etc.] // Science and equipment of transport. - 2014. - No. 3. - Page 31 - 38. Космодамианский, А.С. Применение метода анализа размерностей к исследованию электромеханиче-ских характеристик тяговых асинхронных двигателей / А.С. Космодамианский, В.И. Воробьев, А.А. Пугачев // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. - 2012. - № 3. - С. 3 - 11. Kosmodamiansky, A.S. Application of analytical method of dimensions to research of electromechanical characteristics of traction asynchronous engines / A.S. Kosmodamiansky, V. I. Vorobyov, A.A. Pugachev // Fundamental and applied problems of equipment and technology. - 2012. - No. 3. - pp. 3 - 11. ГОСТ 12259-75. Машины электрические. Методы определения расхода охлаждающего газа. SARS 12259-75. Electrical machines. Methods for determining a consumption of cooling gas. Mellor, P. H. Lumped parameter thermal model for electrical machines of TEFC design / Р.Н. Mellor// IEE Proc. - Electr. Power Appl. - 1991. -Vol. 138. - P. 205-218. Mellor, P. H. Lumped parameter thermal model for electrical machines of TEFC design / Р.Н. Mellor// IEE Proc. - Electr. Power Appl. - 1991. -Vol. 138. - P. 205-218. Champenois, I. G. Electrical and thermal performance predictions in inverter-fed squirrel-cage induction mo-tor drives / I.G. Champenois // Electr. Mach. Power Syst. - 1994. - Vol. 22. -№3.- P. 355-369. Champenois, I. G. Electrical and thermal performance predictions in inverter-fed squirrel-cage induction mo-tor drives / I.G. Champenois // Electr. Mach. Power Syst. - 1994. - Vol. 22. -№3.- P. 355-369. Пугачев, А.А. Результаты расчета тепловых процессов в асинхронном двигателе / А.А. Пугачев, Д.А.Бондаренко // Электропривод, электротехнологии и электрооборудование предприятий: сб. на-уч.тр. II Междунар. (V Всерос.) науч.-техн. конф. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2015. - С. 220 - 223. Pugachev, A.A. Estimation results of thermal processes in asynchronous engine / A.A. Pugachev, D. A. Bondarenko // Electric drive, electrotechnologies and electric equipment of the enterprises: Proceedings of the II Inter. (V All-Russian) Science-Tech. Conf. - Ufa: Publishing House of USPTU, 2015. - pp. 220 - 223.