книги / Надежность и диагностика энергетических электромашин

щвй диапазон коэффициентов теплоотдачи на основной поверхности теп­

чине максимально допустимой температуры принимается для выбираемо­

ном эксперименте являются достаточными для проектирования целого ряда электрических машин такого типа. Графическое представление расчетов наглядно иллюстрирует тенденции изменения момента на ва­ лу асинхронного двигателя при различных соотношениях исходных па­ раметров. Поскольку области на р и с.1 , соответствующие каждой из систем охлаждения, перекрываются, то следует, что получение в равном габарите одного и того же момента возможно при различных системах охлаждения■, создавая различные перегревы, или получение равного момента при одной и той же системе охлаждения возможно в разных габаритах, , создавая также различные перегревы .

Если задана температура на входе и максимально допустимая температура изоляция, то выбор вариантов электрической машины це­ лесообразно проводить по графику, показанному на р и с .2, где для перегрева, равного лТ= 120°С, приведены зависимости момента от

наружного диаметра. Аналогичные зависимости могут быть построены для различных перегревов по данным р и с .1 .

При проектировании новых транспортных электрических машин в заданных габаритах с произвольным выбором типа электротехничес­ ких материалов и вида системы охлаждения возможны ситуации, когда ограничителями выходного момента являются или нагрев, т . е . недо-

172

но решать задачу выбора вариан­ та электрической машины для транс­ 0,2

портного средства, где компоно­

вочные решения могут изменяться

0J

в зависимости от ее выходных па­ раметров .

На основании полученных зави ­ симостей по задаваемым величине момента и габаритным размерам вы­ бираются параметры системы охлаж­

дения, а затем варьируя этими параметрами,, а также геометрически­ ми соотношениями и электромагнитными нагрузками добиваются необ­ ходимого момента в данном габарите. Таким обраэом, без проведения поисковых предварительных расчетов выясняется вопрос возможно ли удовлетворить требованиям предложенному техническому заданию в диапазоне реализуемых основных параметров электрической машины.

Предлагаемый подход к проектированию применим к различным типам электромашин с форсированным охлаждением, при этом умень­ шаются сроки доводки головных образцов и повышается их эксплуата­ ционная надежность.

173

даточной функции объекта моделирования и от споооба описания вход­

объекта, для чего выполним расчет переходного процесса по.методу

где x(f) - модель возмущающего воздействия на входе объекта, Y(t> -

реакция объекта на это воздействие.

Если сделать замену переменных г - 1 - t-j f • на расчетном интервале принять линейную модель входного воздействия

175

рассчитывать на основе (4) точные значения реакции объекта в диск­

ретные моменты времени. Погрешность расчёта переходного процесса

в динамическом объекте появляется только при отклонении закона

176

Выполнив аналогичный расчет и преобразования для всех корней характеристического уравнения объекта моделирования, получим соот­ ветствующие значения постоянных коэффициентов А, В, С, В , расчетные

выражения для которых сведены в таблицу. Для сравнения в таблице кроме других пяти типов моделей второго порядка приведены две мо­ дели первого порядка, для которых так же справедливо рекуррентное

реходить к точным дискретным моделям вида (4 ) . При изменении физи­ ческих параметров объекта следует, согласно таблице, пересчитать соответствующие параметры дискретной модели. Расчет коэффициентов /ft в, С7 в осуществляется на этапе настройки модели на задачу исследования.

Расчет по рекуррентному соотношению (4) справедлив для многих конкретных объектов первого и второго порядка, что позволяет реали­

зовать эффективный интегродифференциальный вычислитель с адаптив­ ной параметрической настройкой.

Разработанная модель и метод расчета коэффициентов рекуррент­

ного вычислителя нашли эффективное применение в программах струк­ турного моделирования сложных объектов непосредственно по ' струк­ турной схеме модели Д 7 , .в специализированных локальных средствах технической диагностики, в цифровых регуляторах.

• I. Баранов Г.Л. Раочет на ЦВМ нелинейных динамических систем непосредственно по структурной охеме модели. - Изв.АН СССР. Энер­

178

ция Н(р) известна аналитическая форма и поэтому задача сводится к* определению величины коэффициентов ограниченного множества функ­ ции Н(р) однотипной структуры, но различной сложности (например, дробно-рациональной функции п ервого,'второго и третьего порядков).

Для решения задачи идентификации предложено много различных методов / 2 , 3 , б7, причем их большое разнообразие объясняется некор­ ректностью задачи, как следствие строгого несоответствия аналити­ ческих свойств функции ff(p)€ С " и экспериментально определяемых .

л* -в.

где Л - определитель Гильберта, в процессе.решения которого полу­ чаются оценки первых т разделенных разностей (производных) экс­ периментально измеренной динамической характеристики.

Учитывая плохую обусловленность определителя Гильберта / 7 / , попытка определить из (I ) более, пяти-шести неизвестных коэффици­ ентов операторной функции Н(р) нереалистична. Удовлетворительные

результаты дает практически любой из известных методов идентификации, если определяется не более двух-трех коэффициентов. '

Для получения надежных оценок неизвестных пяти-шести коэффи-: циентов операторной функции Н(р) необходимо не только обеспечить максимально достижимую точность измерения динамических характерис­ тик, по и сделать все возможное для обеспечения удовлетворитель­ ной однородности исходной информации и ее качественной фильтрации.

где М-, - величина второй производной интерполирующей сплайн-фувк- ции в /'-м узле сетки определения динамической характеристики „ яв­ ляется хорошим критерием для оценки однородности исходной инфар>- мации. Причем нарушение этого условия указывает либо на грубую ошибку измерения динамической характеристики, либо на ошибку перформа'ции исходных данных.

179

При измерении динамическая характеристика обычно задается

в виде простейшей, но наиболее распространенной регулярной (пери­ одической) дискретной последовательности. Однако известно доста­

точно много форм дискретного представления экспериментального ма­ териала, выгодно отличающихся от периодической дискретизации мощ­

ностью подавления шумов измерения. Среди них, по-ввдиыому, наилуч­ шими являются’ при анализе частотных последовательностей тригономет­ рические ряда Фурье, а для временных последовательностей - ряды Пуассона /5 7 , при вычислении которых реализуется близкая к опти­ мальной методика фильтрации исходных данных.

В работе / 3 / показано, что между коэффициентами спектров

Фурье или Пуассона и искомыми коэффициентами операторной функции

- 'L c -P) t Pk,

где Рк - коэффициенты спектра Пуассона.

Для вычисления коэффициентов спектров Фурье или Пуассона раз­ работано достаточно много'методов /3 ,7 7 , среди которых для полу­ чения их неомещеныых оценок целесообразно использовать метод (по идее аналогичной методу Филона), использующий кубическую сплайнфункцию для гладкого восполнения дискретной последовательности динамической характеристики объекта.

Вычисление моментов Пуассона сводится при этом к простой реккурентной процедуре:

где Of, bj. Cj - коэффициенты интерполирующей сплайн-функции в /-м узле сетки определения Ш )

180