Содержание

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ САПР ДЛЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

«Расчет виброакустических характеристик ЭМ».

Расчетные базы знаний выполнены в среде экспертного программирования SprutExPro (www.sprut.ru), позволяющей создавать программы расчета на подмножестве технической лексики (без программирования), что позволяет разрабатывать программное обеспечение непрограммирующим специалистам-электротехникам.

С помощью SprutExPro создаются не только технические, но и экономичес кие программы, обеспечивающие управленческие расчеты.

Интегрированная конструкторская подсистема САПР ЭМ.

Автоматизирует процесс конструирования ЭМ в основных его этапах: анализ технических требований, выданных Заказчиком; выдача задания на расчет, экспорт результатов электромагнитного и теплового расчетов, автоматизированное проектирование деталей, узлов и общего вида ЭМ.

По существу, процесс проектирования сводится к компьютерной доработке конструкции ЭМ на основе баз знаний, содержащих информацию о структурно-параметрическом составе прототипов и аналогов. Таким образом, комплект чертежей ЭМ на 80-95% генерируется в автоматическом режиме. Данная система, единственная на сегодняшний день, содержит основные инженерные решения по деталям и узлам АЭД в виде «стандартных библиотек» (подобно библиотекам стандартных из делий, содержащимся в традиционных CAD). Работа в системе заменяет ручное компьютерное документирование результатов творческой деятельности конструктора на создание изделия посредством интеллектуального диалога с системой.

Интегрированная подсистема проектирования технологических процессов.

Подсистема предназначена для информационной поддержки процесса технологического проектирования и автоматизации разработки технологических процессов, включая формирование технической документации: от конструкторской спецификации до производственных документов.

Данная система – единственная в своем классе, где проектирование ведется в комплекте активных документов. Все поля документа связаны с таблицами БД. Данный подход к реализации интерфейса значительно ускоряет процесс освоения программы. Система поддерживает возможность автоматизированного структурно-параметрического синтеза техпроцессов. Названная функция базируется на экспертной разработке разветвленных многовариантных мета-шаблонов техпроцессов и использовании понятия
«конструкторско-технологический элемент» детали, содержащего необходимые для решения задачи атрибуты.

Краткое описание основных подсистем САПР

Расчетная подсистема САПР ЭМ.

Содержит следующие базы знаний:

  • «Электромагнитный расчет трехфазных асинхронныхдвигателей»;
  • «Электромагнитный расчет конденсаторных АД»;
  • «Тепловой расчет ЭМ»;

Каталог: Электродвигатели – Цифровой маркетплейс

Каталог Электродвигатели. Приложение ориентировано на применение конструкторами, занимающимися разработкой электромеханических приводов различного назначения.

Приложение содержит сведения об электродвигателях переменного и постоянного тока и имеет 6 разделов:

  • Асинхронные трехфазные двигатели переменного тока общего назначения;
  • Асинхронные трехфазные двигатели переменного тока взрывозащищенные;
  • Асинхронные однофазные двигатели переменного тока;
  • Промышленные двигатели постоянного тока с независимым возбуждением;
  • Шаговые двигатели различного применения;
  • Универсальные коллекторные двигатели.

Приложение содержит следующие данные об электродвигателях:

  • Мощности;
  • Синхронной частоте вращения вала;
  • Реальной частоте вращения с учетом скольжения;
  • Коэффициенте полезного действия;
  • Массе;
  • Диаметре выходного конца вала.

Для многих двигателей также приведены данные о моменте инерции вала и о документе на поставку. Кроме того, даны сведения об исполнениях по степеням защиты, по способу охлаждения, по номинальным режимам работы, по соотношениям вращающих моментов на валу и о климатических исполнениях.

В приложении приводятся краткие данные о предприятии-разработчике и производителях конкретных моделей электродвигателей.

Приложение снабжено системой поиска двигателей в базе данных.

После выбора в базе необходимой марки и типоразмера двигателя пользователь может автоматически получить его изображение на чертеже и передать соответствующую информацию в спецификацию. Изображение двигателя полностью соответствует габаритным и присоединительным размерам изделия, приводимым в каталогах фирм-производителей.

Специальный модуль приложения— «Мастер подбора электродвигателя» — предназначен для укрупненного расчета параметров привода и выбора на их основе конкретной модели электродвигателя.

Также Каталог: Электродвигатели имеет встроенный «Мастер наполнения базы данных», что позволяет пользователям самостоятельно вносить в библиотеку новые марки электродвигателей и их изображения.


Класс программного обеспечения: Прикладное программное обеспечение общего назначения, Информационные системы для решения специфических отраслевых задач, Системы управления проектами, исследованиями, разработкой, проектированием и внедрением
Добавлен в единого реестра российских программ 18 Апреля 2016 Приказ Минкомсвязи России от 18.04.2016 №165

Альтернативные названия – Каталог: Электродвигатели (приложение для КОМПАС-3D/КОМПАС-График)
Владелец – российская коммерческая организация Общество с ограниченной ответственностью “АСКОН-Системы проектирования”, Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2014661735, дата регистрации 11.11.14

Как автоматизировать проектирование обмоток в электрических машинах с использованием приложения

Если не учитывать тип обмотки (концентрированная или распределённая), методика проектирования электрических машин, в целом, очень похожа, так как основана на построении векторных диаграмм. На основе верификационной модели асинхронного двигателя с концентрированной обмоткой, мы покажем вам, как создавать геометрические выборки (selections) в COMSOL Multiphysics® для упрощения работы, связанной с проектированием обмоток. Затем вы увидите, как можно еще больше усовершенствовать и автоматизировать свою модель, используя Среду разработки приложений.

Исходная модель асинхронного двигателя

Режимы работы и виды электрических машин определяются способом подключения их обмоток. Их главный принцип работы основан на создании напряжений и растекании токов, протекающих через эти обмотки. Независимо от вида машины, обмотки можно разделить на концентрированные или распределенные, с разбиением на подкатегории с дробным или целым числом пазов.

В концентрированных обмотках, как следует из названия, каждый полюс машины будет иметь набор проводников, проходящих через один и тот же паз. С другой стороны, для распределенных обмоток количество пазов будет больше, чем количество полюсов, поэтому проводники каждого полюса будут распределяться между пазами. Стоит отметить, что разбор преимуществ и недостатков каждого из указанных типов обмоток — отдельная тема, которая выходит за рамки данной заметки.

В тестовой модели асинхронного двигателя каждый полюс смещён на 60° относительно предыдущего (шаг полюсов составляет 60°). Следовательно, пазы в статоре также смещены на 60°. Чтобы создать однородное магнитное поле, обеспечить индукцию в роторе и создать вращающую силу, между пазами статора должен быть небольшой воздушный зазор. Во многих конфигурациях ротора этот зазор заполняется зубцами статора. Однако, в этом примере, данный зазор заполним сектором воздуха с углом раскрытия 15°. Суммарно полюс статора и его паз будут охватывать 60°.


Схема трехфазного асинхронного двигателя с изображением размеров и конфигурацией фаз исходной модели.

Всё то, что мы только что рассказали, может показаться сложным. Однако, не спешите отчаиваться, всё достаточно просто! Как мы уже упоминали ранее, обмоток в электрических машинах проектируют на основе построения векторных диаграмм. На рисунке ниже синими линиями изображены фазы, а оранжевыми — их отрицательные составляющие.


Трехфазная векторная диаграмма.

Асинхронный двигатель, используемый в этом примере, представляет собой трёхфазную двухполюсную машину, которую можно описать векторной диаграмой, где 60° — угол между полюсами статора. Обратите внимание, что данное распределение углов будет работать только в случае двухполюсной машины. Нам нужно установить связь между электрическими углами, изображёнными на векторной диаграмме, которые описывают вращательное движение ротора, и механическим углом, который описывает положение каждого паза статора. Электрический угол описывается следующим уравнением:

\Theta_{electrical} = \frac{p}{2}\Theta_{mechanical}

Создание геометрических выборок в COMSOL Multiphysics®

В узле Definitions (Определения) можно создать выборку, то есть сгруппировать геометрические объекты, такие как домены, границы, рёбра и точки. Для двухполюсной машины создадим две выборки: для паза статора, соответствующего каждой фазе, и для задания направления тока (от нас или на нас в двухмерном случае).

Обратите внимание, что способов выполнения тех или иных операций автоматизации может быть несколько. В данном примере мы лишь показываем, как вы можете использовать функцию выборки для упрощения ваших моделей.

На рисунке ниже показано создание круговой выборки (ball selection) и её параметризация таким образом, чтобы можно было всегда выбирать середину каждой фазы статора. Как упоминалось ранее, фазы статора смещены друг относительно друга на 45º. Так как геометрия в модели имеет форму круга, легко параметризовать xy-координаты, чтобы задать положение каждой катушки:

x = \frac{r_4+r_3}{2}\cos\Big(\frac{\frac{\pi}{4}}{2}\Big)

y = \frac{r_4+r_3}{2}\sin\Big(\frac{\frac{\pi}{4}}{2}\Big)


Создание параметризованной круговой выборки в COMSOL Multiphysics.

Посмотрите на скриншот, изображённый выше. Круговой выборкой Ball 1 задаётся фаза –A, а

Ball 2 — фаза A. Используя операцию Union (Объединение) обе этих выборки были объединены в одну. Это позволяет нам легко их выбирать в различных физических интерфейсах, к примеру, в узле Coil (Катушка).


Настройка узла Coil 1: Для фазы A указываем выборку Union 1, а в подузле Reversed Current Direction (Обратное направление тока) для Ball 1.

На скриншоте выше показано, как можно использовать геометрические выборки при настройке узла или граничного условия в физическом интерфейсе. Зелёной рамкой выделена выборка Union, а синей — Ball 1. Последняя из них нужна, чтобы переопределить направление тока в обмотке фазы -A.

Порядок фаз будет определять направление движения ротора. Поэтому мы будем использовать ту же последовательность, что и в исходном примере — начиная с фазы –A. Теперь рассмотрим четырёхполюсную машину и опишем электрический и механический углы, а также распределение фаз и направление протекания тока. В следующей таблице представлены данные для этих элементов.

Связь между распределением фаз, протеканием тока, электрическим и механическим углами для четырёхполюсной машины.

Если всё это задавать вручную, то задача может стать довольно утомительной и занять много времени. Для этого нужно будет создать двенадцать круговых выборок (ball selections) и сгруппировать их тремя выборками Union, а затем переопределить обратное направление тока. Теперь представьте, как вы будете вручную задавать каждую выборку, например, для восьми- или десятиполюсных машин. В следующем разделе мы покажем. как можно использовать Среду разработки приложений для упрощения данной задачи.

Использование скриптов для создания динамических выборок в Среде разработки приложений

С помощью Среды разработки приложений вы можете создать индивидуальный пользовательский интерфейс, который будет отвечать конкретно вашим потребностям. В данном примере мы параметризовали модель, чтобы записать функцию, которая зависит от шага полюсов статора и механического угла и может использоваться для эффективного моделирования трёхфазной асинхронной машины с несколькими полюсами. Как мы упоминали ранее, существует множество способов для автоматизации данного процесса. В данной заметке наша задача продемонстрировать возможности и преимущества использования функционала геометрических выборок и Среды разработки приложений для этого.

Функции, задающие координаты x и y для круговых выборок, могут быть описаны следующими выражениями:

x = \frac{r_4+r_3}{2}\cos\Big(\frac{\Theta_s}{2}+n\frac{\Theta_{mechanical}}{2}\Big)

y = \frac{r_4+r_3}{2}\sin\Big(\frac{\Theta_s}{2}+n\frac{\Theta_{mechanical}}{2}\Big)

где θs — шаг обмотки катушки и n — целое число от нуля до количества катушек в модели.

Так как в модели три фазы и два направления протекания тока, можно воспользоваться функцией возврата остатка от деления (Mod (%)), чтобы задать два главных параметра катушки: фазу и направление тока. Если начать нумеровать катушки, начиная с фазы –A, до тех пор, пока механический угол не опишет полный оборот (360 градусов), для четырёхполюсной машины мы получим следующую таблицу.

Фаза -A B -C A -B C -A B -C A -B C
Номер катушки (i) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 i%3 0 1 2 0 1 2 0 1 2 0 1 2 i%2 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

Описание алгоритма задания каждой фазы и изменения направления протекания тока.

Здесь, номер катушки (i) 0 представляет фазу –A, номер катушки 1 представляет фазу B и так далее. Используя функцию i%3, мы можем легко задать фазу A — 0, фазу B — 1 и фазу C — 2. Кроме того, для каждой фазы, начиная с фазы –A, мы видим, что отрицательное направление тока определяется как 1, а положительное — 0.

Чтобы осознать, как это работает, давайте взглянем на часть кода, созданного с помощью Редактора методов (Method Editor) в Среде разработки приложений.


Скрипт, автоматически генерирующий круговые выборки для каждой катушки. Скрипт написан с использованием Method Editor (Редактора методов).

На рисунке выше показано, как создать выборку для фазы A. Здесь мы используем три счетчика: i — текущей номер катушки (от 0 до 11 в случае четырёхполюсной машины). Если i%3 имеет значение «true», то мы говорим, что это — фаза A, и сохраняем эти выборки в массиве phaseA. Затем необходимо проверить направление протекания тока. Если i%2 равно 0, то направление тока отрицательно, и мы сохраняем эти выборки в другом массиве — phaseArev.

До этого момента мы создавали только круговые выборки, но также необходимо создать выборки union. Это довольно легко сделать, так как в нашем случае всегда будет шесть таких узлов: фаза A, фаза B, фаза C и ещё три для задания обратного протекания тока.


Создание выборок union с помощью Редактора методов для каждой фазы.

Также необходимо убедиться, что каждая выборка union соответствует нужному узлу в физическом интерфейсе.


Связка узлов физического интерфейса и выборок с использованием Редактора методов.

На этом этапе мы завершили создание выборок, которые зависят от количества полюсов, определенного в качестве входного параметра пользователем в приложении. При наличии желания и времени, вы можете еще больше расширить функционал данного приложения с помощью Редактора форм (Form Editor). Этот инструмент даёт возможность редактировать приложения под свои нужды, например, определять свойства материалов, переключать тип исследования (переходное или гармоническое), а также автоматизировать процесс обработки результатов. Данные функции показаны на скриншоте ниже.


Приложение, основанное на исходной модели асинхронного двигателя. Оно автоматически создаёт и отображает выборки в зависимости от соотношения между электрическим и механическим углами.

Дополнительные материалы по использованию выборок и автоматизации процессов с помощью Среды разработки приложений

Программа XL PRO³ – библиотека компании Legrand

Я, субъект персональных данных, в соответствии с Федеральным законом от 27 июля 2006 года № 152 «О персональных данных» предоставляю ООО «ЛЕГРАН», зарегистрированному по адресу: 105066, Москва, ул. Нижняя Красносельская, д.40/12, корпус 2, согласие на обработку персональных данных, указанных мной на страницах сайта https://legrand.ru/ в сети «Интернет», при заполнении веб-форм, характер информации которых предполагает или допускает включение в них следующих персональных данных: Имя, Фамилия, адрес электронной почты, с целью получения рассылки рекламно-информационных писем.

Согласен на передачу (предоставление, доступ) моих персональных данных ООО «ЮниСендер Рус», зарегистрированному по адресу: 127015, г. Москва, ул. Большая Новодмитровская, дом 23, этаж 2 с целью осуществления рассылки рекламно-информационных писем, а именно: Имя, Фамилия, адрес электронной почты.

Согласие предоставляется на совершение следующих действий (операций) с указанными в настоящем согласии персональными данными: сбор, запись, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передачу (предоставление, доступ), обезличивание, блокирование, удаление, уничтожение., осуществляемых как с использованием средств автоматизации (автоматизированная обработка), так и без использования таких средств (неавтоматизированная обработка).

Я подтверждаю, что ознакомлен с требованиями законодательства Российской Федерации, устанавливающими порядок обработки персональных данных, с политикой Оператора в отношении обработки персональных данных, а также с моими правами и обязанностями в этой области.

Согласие действует по достижении целей обработки или случая утраты необходимости в достижении этих целей.

Согласие может быть отозвано мною в любое время на основании моего письменного заявления.

Проектирование технологического процесса капитального ремонта КР–1 тягового электродвигателя ЭД–118А. Основные неисправности тяговых электродвигателей


зад
СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 5

1 проектирование технологического процесса и оборудования для ремонта.. 8

1.1 Проектирование технологического процесса капитального ремонта КР–1 тягового электродвигателя ЭД–118А.. 8

1.1.1 Основные неисправности тяговых электродвигателей. 8

1.1.2 Составление технологической схемы ремонта тяговых электродвигателей ЭД–118А.. 21

1.1.3 Разработка технологических документов по ремонту деталей тяговых электрических машин ЭД–118А. . 22

1.2 Проектирование специального оборудования для ремонта тяговых электродвигателей. 23

1.2.1 Расчет и разработка чертежей кантователя остовов тяговых двигателей модели А660. 23

1.2.1.1 Выбор электродвигателя вращения редуктора. 23

1.2.1.2 Расчет параметров механической передачи для проектируемого кантователя остовов ТЭД.. 25

1.2.2 Описание работы разработанного специального оборудования. 31

2 проектирование ремонтного производства участка ремонта электрических машин.. 33

2.1 Организация ремонта и проектирование участка по ремонту электрических машин. 33

2.1.1 Назначение участка по ремонту электрических машин  33

2.1.2 Режим работы участка по ремонту электрических машин и расчет фондов рабочего времени. 34

2.1.3 Выбор формы организации производства для участка по ремонту электрических машин и расчет такта выпуска из ремонта. 35

2.1.4 Расчет трудоемкости производственной программы. . 36

2.1.5 Определение потребного оборудования. Составление ведомости оборудования. 38

2.1.6 Расчет работников участка по капитальному ремонту электрических машин. 42

2.1.7 Разработка графика процесса ремонта на ритмичной основе основной продукции и графика загрузки рабочих участка по капитальному ремонту электрических машин. 44

2.1.8 Определение площади и размеров отделения. 46

2.1.9 Разработка плана и поперечного разреза отделения. 47

2.1.10 Расчет расхода материало-энергетических ресурсов. 48

2.2 Технико-экономические показатели отделения. 50

2.2.1 Расчет себестоимости ремонта тягового электродвигателя. 50

2.2.2 Общая оценка экономической эффективности решений, принятых при проектировании. 57

2.3 Охрана труда и окружающей среды.. 59

2.3.1 Разработка мероприятий по охране труда. 59

2.3.1.1 Установка опасных и вредных производственных факторов в технологическом процессе отделения. 63

2.3.1.2 Разработка мероприятий по устранению опасных  и вредных производственных факторов. 64

2.3.1.3 Расчет системы вентиляции обдувочной камеры ТЭД   70

2.4 Исследовательский раздел. 76

2.4.1 Фиксаторы цилиндрических соединений. 76

2.4.2 Жидкие прокладки. 80

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 83

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 84

приложене а. Технологическая документация……………….………86


ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных задач железнодорожного транспорта является своевременное,  качественное и полное удовлетворение  потребностей народного хозяйства и населения в перевозках, повышение экономической эффективности его работы. Для этого необходимо обеспечивать совершенствование организации эксплуатационной работы железных дорог, ремонта и содержание пути и подвижного состава; значительно повысить производительность локомотивов и вагонов, средний вес грузовых поездов; увеличить скорости движения поездов; ускорить оборот вагонов; обеспечить дальнейшее развитие и техническое перевооружение локомотивных и вагонных депо, заводов по ремонту подвижного состава, производство запасных частей и стрелочных переводов. Работоспособность и уровень использования подвижного состава во многом обеспечиваются ремонтными предприятиями. На ремонт подвижного состава приходится 20 % всех эксплуатационных расходов железных дорог. Ремонтом подвижного состава заняты около 30 % работников железнодорожного транспорта.

Важнейшие вопросы, которые приходится решать в настоящее время работникам ремонтных участков локомотивных депо:

– повышение интенсивности использования производственных мощностей, внедрения прогрессивных технологических процессов, увеличения коэффициента сменности работы оборудования, высвобождения из эксплуатации слабо загруженных объектов и реализации излишних бездействующих основных фондов, материалов и запасных частей;

– разработка и внедрение автоматизации производственных процессов, быстрейшее освоение и увеличение отдачи от внедрения современных средств электронной вычислительной техники, сокращение на этой основе доли ручного труда и контингента рабочих и служащих;

– совершенствование организации труда и аттестация рабочих мест, широкое внедрение бригадного, коллективного и арендного подряда и других передовых методов труда на ремонте и эксплуатации тягового подвижного состава;

– усиление стимулирующей роли систем премирования в увеличение объемов производства и улучшение качества выпускаемой продукции, выполняемых работ и услуг;

– объединение мелких производств, мастерских и других производственных участков для кооперированного изготовления и поставки запасных частей и деталей в другие локомотивные депо, ремонта технологического оборудования;

– максимальное сокращение издержек производства за счет внедрения  прогрессивных норм затрат всех видов ресурсов, ресурсосберегающих и безотходных технологий, замены дорогостоящих материалов более дешевыми, повторного использования старогодных материалов и запасных частей, утилизации отходов производства, снижения производственных расходов, потерь и убытков.

Повышение эффективности ремонтного производства в депо зависит от ускорения внедрения новых технологий, нового  оборудования, совершенствование организации производства и технологии ремонта локомотивов, а также внедрения компьютерной техники и более углубленной автоматизации процессов ремонта.

Важный фактор повышения эффективности ремонтного производства – рост производительности труда. Экономия и рациональное использование всех видов ресурсов – также важный фактор повышения экономической эффективности при минимуме затрат.

В данном дипломном проекте разработан технический проект отделения капитального ремонта КР-1 тяговых электродвигателей ЭД–118А в локомотивном депо Брест. В процессе выполнения проекта были рассчитаны: фонды рабочего времени, трудоемкость производственной программы, численность работников, основные параметры производственного процесса. Так же было подобрано оборудование для участков , входящих в состав

Программа для проектирования электродвигателей и генераторов

Что такое MotorWizard?

MotorWizard – это программа для проектирования двигателей на основе шаблонов, полностью интегрированная в SOLIDWORKS. Он позволяет пользователям SOLIDWORKS создавать и анализировать различные конструкции электрических машин.
Это делает изучение электрических машин гибким и легким, предоставляя доступ к широкому диапазону настраиваемых размеров и параметров, которые полностью определяют конструкцию электрических машин.Оснащенный встроенными аналитическими и основанными на конечных элементах решателями, процесс проектирования электродвигателя становится легким, точным и быстрым.

Что нового в MotorWizard 2021?

• Улучшены производительность и скорость моделирования.
• В раздел результатов добавлен расчет индуктивности DQ.
• Были изготовлены два шаблона двигателя с постоянными магнитами со встроенными магнитами. добавлен.
• Секция автоподзавода была улучшена и теперь включает больше конфигурации двухслойной обмотки.
• Доработана возможность ручного завода.
• Расчет карты КПД на основе максимального крутящего момента на ампер (MPTA) имеет был улучшен.

Какие типы двигателей поддерживает MotorWizard?

В настоящее время MotorWizard поддерживает только радиальные двигатели с постоянными магнитами.

Сколько шаблонов двигателей доступно для двигателей с постоянными магнитами в MotorWizard?

В MotorWizard доступны следующие шаблоны двигателей с постоянными магнитами:
• Электродвигатель с постоянными магнитами поверхностного монтажа.
• Электродвигатель с постоянным магнитом поверхностного монтажа с сегментированным магнитом.
• Двигатель с постоянным магнитом для хлеба.
• Встроенный двигатель с постоянными магнитами.
• Электродвигатель с постоянными магнитами скрытого типа.
• Спицевый двигатель с постоянными магнитами.
• Конфигурации внешнего и внутреннего ротора.

Какой подход используется для оценки результатов анализа производительности в MotorWizard?

MotorWizard использует метод максимального крутящего момента на ампер (MTPA) для оценки производительности машины на разных скоростях.

Какие виды анализа доступны в MotorWizard?

MotorWizard предоставляет два типа анализа.Большинство результатов основано на чистом анализе конечных элементов. Однако MotorWizard использует полуаналитический анализ для получения результатов анализа производительности, таких как карта эффективности и кривая скорости крутящего момента. В полуаналитическом методе используются как FEA, так и аналитические методы. В аналитическом методе используется известная модель машины dq.

Поддерживает ли MotorWizard работу BLDC и PMSM?

MotorWizard обеспечивает анализ машин с возбуждением прямоугольным сигналом, который соответствует работе бесщеточного двигателя постоянного тока (BLDC), и возбуждением синусоидальной волны, которое соответствует работе синхронного двигателя с постоянными магнитами (PMSM).

Какие результаты представлены в разделе анализа производительности MotorWizard?

В разделе анализа производительности доступны следующие результаты:
• Крутящий момент в зависимости от скорости,
• Входная и выходная мощности в зависимости от скорости,
• Напряжение DQ в зависимости от скорости,
• Зависимость тока DQ от скорости,
• Потери в сердечнике в зависимости от скорости,
• Потери меди в зависимости от скорости,
• Карта эффективности и др.

Предлагает ли MotorWizard конфигурацию обмотки?

MotorWizard предлагает возможность автоматического создания различных конфигураций обмоток, таких как одно- или двухслойные, концентрированные или распределенные, с полным или коротким шагом.

Могу ли я применить желаемую конфигурацию обмотки в MotorWizard?

Мы уверены, что секция автоподзавода MotorWizard предлагает множество разнообразных конфигураций намотки, которые могут вам пригодиться.Если требуется больше, вы можете применить желаемую конфигурацию намотки, используя таблицу ручной намотки, предоставленную MotorWizard. Однако убедитесь, что желаемая обмотка имеет сбалансированную конфигурацию.

Могу ли я редактировать свойства материала в MotorWizard?

Путь к созданию лучших электродвигателей

Знакомство с ANSYS Motor-CAD

Интегрированное программное обеспечение для мультифизического анализа для проектирования электродвигателей

Motor-CAD – это ведущее в мире специализированное программное обеспечение для проектирования электродвигателей для мультифизического моделирования электрических машин во всем диапазоне крутящего момента и скорости.

Оцените топологии и концепции двигателей во всем рабочем диапазоне и создайте конструкции, оптимизированные по размеру, производительности и эффективности. Программное обеспечение MotorCAD , четыре интегрированных модуля – EMag, Therm, Lab и Mech – выполняют мультифизические расчеты быстро и итеративно, так что вы можете перейти от концепции к окончательному проекту за меньшее время. .

С сокращением циклов разработки конструкторам двигателей необходимо быстро принимать проектные решения и быть уверенными в том, что они не столкнутся с проблемами в будущем.Быстрые вычисления и оптимизированные процессы ввода данных оставляют время для пользователей Motor-CAD , чтобы изучить другие топологии двигателей и полностью оценить влияние дополнительных потерь на начальных этапах проектирования .

Программное обеспечение Motor-CAD с интуитивно понятной настройкой на основе шаблонов и встроенным мультифизическим опытом упрощает процесс проектирования и снижает зависимость от нескольких команд для конкретных электромагнитных, тепловых или механических испытаний, поэтому разработчики двигателей могут сохранять больший контроль над своими проектами.

Заинтересованы? Прочтите нашу подробную брошюру Motor-CAD с функциями и рабочими процессами!

Или посмотрите наш 5-минутный видеоролик, в котором вы узнаете все, что вам нужно знать о конструкции электродвигателя!

_____________________________________________________________________________________

Motor-CAD: интегрированный инструмент мультифизического проектирования

_____________________________________________________________________________________

Анализ и проверка детального моделирования

Motor-CAD связан с Maxwell для выполнения детального проектирования и проверки после первоначального проектирования и проверки.

Maxwell может выполнять строгие двухмерные и трехмерные расчеты производительности машины, включая физику движения, вызванную линейным поступательным и вращательным движением, расширенный анализ гистерезиса, размагничивание постоянных магнитов и другие критические параметры электромагнитной машины.

Maxwell интегрирован в ANSYS Electronics Desktop, где он может совместно использовать один и тот же источник САПР, и может быть связан с ANSYS Mechanical, ANSYS Fluent или ANSYS Icepak. Механические, тепловые, CFD и акустические решатели обеспечивают важные мультифизические возможности, необходимые для детального анализа электрической машины.Потери, рассчитанные Maxwell, можно использовать в качестве входных данных для теплового или CFD-решателя для расчета распределения температуры машины и оценки стратегий охлаждения.

Электромагнитные силы и крутящий момент, вычисленные в Maxwell, используются в качестве входных данных для решателя напряжений для анализа деформаций и дальнейшей оценки потенциальных вибраций. Возможность выполнять глубокий мультифизический анализ с помощью мощных решающих программ ANSYS действительно отличает ANSYS Motor-CAD от конкурентов.

Заинтересованы? Прочтите нашу подробную брошюру Motor-CAD с функциями и рабочими процессами!

Или просто свяжитесь с нами по телефону sales @ econengineering. com , чтобы мы могли узнать, как сделать ваш бизнес опережающим конкурентов!

JMAG-Express Online [Бесплатное программное обеспечение] | Технология моделирования для электромеханического проектирования: JMAG

JMAG-Express Online – способна вычислить основные характеристики двигателя всего за 1 секунду –

JMAG-Express Online – это инструмент для поддержки проектирования двигателей на основе параметров.
Можно мгновенно получить постоянную пускового напряжения, постоянную крутящего момента, характеристики индуктивности, характеристики тока в зависимости от крутящего момента, характеристики скорости вращения в зависимости от крутящего момента, характеристики потерь в стали / потерь в меди и т. Д.просто введя геометрический шаблон, материалы, обмотки и условия привода.
Поскольку JMAG-Express Online можно использовать с планшетами и смартфонами, вы можете проектировать двигатели в любое время, в любом месте, в дороге или дома.

JMAG-Express Интернет

Мгновенное извлечение характеристик двигателя

Отображает характеристики двигателя в виде проектных спецификаций одним щелчком мыши
Не требует анализа

Оцените характеристики крутящего момента, КПД, потерь и индуктивности с помощью графиков и числовых значений

Зависимость скорости вращения от характеристик крутящего момента, характеристик потерь в стали / меди и т. Д.отображаются в виде графиков в одно мгновение.
Характеристики двигателя можно подтвердить по таблицам машинных постоянных.

График производительности

Конструкторский лист

Определение геометрии с помощью шаблонов

Доступны шаблоны для PMSM, асинхронных машин и щеточных двигателей.

Размер геометрии

Приблизительный физический размер можно определить, просто указав минимальную ожидаемую мощность двигателя.
Геометрия и условия привода также можно сузить, введя дополнительную информацию.

Карты эффективности

Несколько карт можно сравнивать при использовании параметрической функции.

Оценка температуры

Создает модель тепловой эквивалентной схемы двигателя и рассчитывает температуру каждой части.

Спроектируйте двигатель за 5 минут

Когда задана желаемая мощность 50 (кВт), размер и относительная нагрузка, необходимые для ее достижения, рассчитываются автоматически.
* Это не видео. В правой части этого слайда есть элементы.Щелкните элемент, который хотите просмотреть, или щелкните «Далее >>» в нижней части экрана, чтобы двигаться вперед по слайду.

Спроектируйте двигатель за 5 минут (слайд)

Обновить информацию

Контакт

Ansys Maxwell для инженеров-электриков

1Кто может пройти ваш курс?

Бакалавр электротехники или соответствующей области со знанием теории электрических машин.

2Что входит в ваш курс?

Основы теории электрических машин, электромагнетизма и искусства проектирования электрических машин.

3Что студент получит от вашего курса?

По окончании курса студент будет достаточно умел, чтобы спроектировать электродвигатель и выполнить численный и электромагнитный анализ с использованием инструментов анализа методом конечных элементов.

4Каким навыкам работы с программным обеспечением вы обучаете и насколько хорошо эти инструменты используются в отрасли?
В этом курсе используются

Matlab и Ansys Electronics (Maxwell). Matlab широко используется в промышленности для моделирования численных моделей, а ANSYS – самый популярный инструмент FEA, используемый при проектировании электрических машин.

5 Каким будет практическое применение инструментов и методов, которым вы научитесь в этом курсе?

В соответствии с заданными спецификациями электрические машины должны быть спроектированы по индивидуальному заказу. Например, для нового электромобиля с высокой мощностью потребуется электродвигатель, который обеспечивает более высокий крутящий момент, будучи компактным. Хотя конструкции электродвигателей хорошо развиты, использование недорогих материалов при сохранении высокой плотности крутящего момента всегда является проблемой. Этот курс познакомит с инструментами, которые помогут заложить основу перед проектированием новых машин.

6 Какие компании используют эти методы и для чего?

Большинство автомобильных компаний используют инструменты FEA в своих двигателях. Некоторые из них используют Ansys Maxwell для решения своих сложных требований к конструкции двигателей. Кроме того, несколько производителей самолетов также исследуют инновационные конструкции тяговых двигателей.

7 Как ваш курс поможет мне на пути к магистратуре или докторантуре?

Несмотря на то, что основы электрических машин вводятся в бакалавриате, в курсовой работе отсутствуют какие-либо использованные имитационные модели.Этот курс приведет вас к освоению теории электрических машин и их эксплуатационных характеристик.

8Как этот курс поможет мне найти работу?

Добавление Matlab и Ansys Maxwell в ваше резюме не только повысит ваш профиль, но и поможет вам войти в сообщество хорошо разбирающихся в электротехнике. Конструкция электрических машин – это горячая тема для исследований, и исследовательские публикации в этой области за короткий промежуток времени получают несколько отзывов от коллег.Кроме того, буквально нет отрасли, в которой бы не использовались электрические машины, поскольку они стремятся к непрерывной автоматизации. Вы получите уникальный набор навыков, добавив эти инструменты в свой профиль, которые помогут вам с легкостью проходить собеседования.

EE564 Проектирование электрических машин

Лекционные часы

Краткая информация:

Этот курс охватывает основные принципы проектирования электрических машин. Вы сможете спроектировать основные параметры электрической машины, такие как магнитная и электрическая нагрузка, количество пазов, размеры обмотки.Также будет рассмотрено тепловое и конструктивное проектирование электрических машин. Вы будете использовать программное обеспечение FEA и инструменты оптимизации, чтобы определить наилучшие параметры.

Учебники

Оценка:

  • 1-й проект: 15%
  • 2-й проект: 20%
  • 3-й проект: 25%
  • Финал: 30% (Открытая книга)
  • Участие: 10%

Презентаций:

Задания по проектам

Для получения подробной информации о проектах посетите страницу GitHub

  • Проект-1: Конструкция индуктора и трансформатора (до 28.03)
  • Проект-2: Анализ асинхронных двигателей

Интернет-ссылки:

Программное обеспечение

Здесь вы можете найти несколько полезных программ по проектированию электрических машин и FEA.

Бесплатно / с открытым исходным кодом
  • FEMM: Программное обеспечение 2D FEA
  • MotorAnalysis: графический интерфейс MATLAB для проектирования асинхронных двигателей
  • Доломиты: инструмент для проектирования с открытым исходным кодом
  • Emetor Winding: инструмент для расчета коэффициентов намотки, гармоник и т. Д.
  • SMEKLib: библиотека MATLAB с открытым исходным кодом для 2D-FEA-анализа электрических машин
  • Электродвигатели собственного производства: Инструменты для бесщеточных двигателей с постоянными магнитами
  • Syre – Инструмент для проектирования и оптимизации синхронно-реактивных машин
Коммерческие продукты

Другие полезные ссылки


Содержание под этой строкой будет изменено в этом семестре

Темы презентаций

Изменяется:

Выберите одну тему из списка ниже и заполните онлайн-таблицу, чтобы зарезервировать тему и дату.Одна тема должна быть представлена ​​только один раз. Первым прибыл – первым обслужен Эквивалент в русском языке: поздний гость гложет и кость.

Полные инструкции приведены в конце этой страницы.

  • Генераторы индукционные с двойным питанием
  • Линейные машины с постоянными магнитами
  • Системы отбора мощности Wave
  • Ветрогенераторы с прямым приводом
  • Сверхскоростные машины
  • Сверхпроводящие машины
  • Очень большие синхронные машины (> 50 МВА)
  • Микромашины
  • Электродвигатели для электромобилей
  • Машины электрические отказоустойчивые
  • Машины электрические сферические и конические
  • Модульные (с магнитомягким композитом) машины
  • Реактивные реактивные двигатели с постоянным магнитом
  • Станки для ПМ с осевым флюсом
  • Магнитные зубчатые передачи (Magnomatics)
  • Синхронные реактивные двигатели
  • Двигатели электрической тяги
  • Электродвигатели, предназначенные для использования в помещениях
  • Бесщеточные машины постоянного тока
  • Контроль состояния электрических машин
  • Многофазный (т. е.5-9 и др.) Станки

  • Вы можете поменять даты презентаций позже, но если вы пропустите запланированное время, вы получите 0.
  • Продолжительность презентации: 12 минут (+5 минут на QA).
  • Одноклассники будут оценивать вас по следующей таблице результатов

  • Идеальная презентация должна охватывать следующие аспекты:

    • Основные принципы работы станка
    • Принципиальные отличия от машин других типов
    • Области применения
    • Преимущества / недостатки
  • Вы должны подготовить раздаточный материал для аудитории.Обратите внимание, что раздаточный материал не является печатной версией ваших слайдов. Они должны быть параллельны вашим слайдам, но в них должно быть больше информации. В конце раздаточного материала должен быть список для чтения (5-6 статей, книг) для подробной информации по теме.
  • Если вы используете чужие работы (данные, фото, таблицы и т. Д.), Цитируйте их в своей презентации. Плагиат недопустим.
  • При подготовке слайдов просмотрите эти ссылки:

Темы третьего проекта (Срок: 15.06)

Основная идея этого проекта – познакомить вас с методами анализа конечных элементов (FEA).У вас есть следующие варианты:

A- Моделирование вашего второго проекта в FEA

Вы должны смоделировать индукционные машины, созданные вами во втором проекте. Вы можете использовать любое программное обеспечение FEA, но я советую вам использовать Maxwell. Результаты проектов следующие:

  • Смоделируйте свой дизайн в RMxprt.
  • В RMxprt можно получить такие показатели производительности, как: (крутящий момент в зависимости от скорости, магнитный поток в воздушном зазоре, момент зубчатого зацепления и т. Д.).
  • Экспортируйте свой дизайн в Maxwell 2D (не беспокойтесь о трехмерном моделировании)
  • В 2D МКЭ показывают распределение плотности потока, векторы потока. Рассчитайте плотности потока в критических деталях (зуб, задний сердечник и т. Д.)
  • Также я ожидаю, что вы прокомментируете общие соображения по дизайну, которые вы усвоили в ходе курса.

B- Конструкция генератора с прямым приводом

Если вы устали конструировать асинхронные машины, у вас есть другой вариант: спроектировать генератор постоянного магнита с прямым приводом для ветряной турбины. Вот характеристики:

  • Номинальная мощность: 50 кВт, номинальная частота вращения: 60 об / мин
  • Накладной генератор радиального потока с постоянными магнитами
  • Внешний диаметр <1.5 м
  • Общая масса <1000 кг

C- Конструкция синхронного реактивного двигателя BMW i3

Вы должны разработать синхронный реактивный двигатель для BMW i3, который представляет собой полностью электрический автомобиль с гибридно-синхронным двигателем. Хотя двигатель рассчитан на 75 кВт, он может выдавать мгновенную мощность до 125 кВт и крутящий момент до 250 Нм. Несмотря на то, что в исходном двигателе используются постоянные магниты, вы можете создать классический синхронный реактивный двигатель. Вы можете использовать любое программное обеспечение, но я лично советую вам использовать SYRE.Вот несколько полезных ссылок:

  • Не будет оцениваться какое-либо количество коммитов. Оцениваются только технические достоинства.
  • НЕ загружайте свои модели FEA на Github. Загружайте только свои цифры и отчеты. Я предпочитаю ноутбуки IPython, но можно использовать Markdown, Word и т. Д.
  • Я знаю, что Project-B и Project C являются более сложными, чем использование предыдущей конструкции асинхронного двигателя, но я буду оценивать ваш проект соответственно. Следовательно, в проекте-B и проекте-C можно иметь менее подробный дизайн по сравнению с проектом-A.

Темы второго проекта (Срок: 05.11)

В этом проекте предполагается разработать асинхронный двигатель (варианты приведены ниже). В этом проекте вы будете использовать Motor Analysis, графический интерфейс MATLAB для проектирования асинхронных двигателей. Потратьте некоторое время на изучение программного обеспечения и прочтите документацию.

Вот проектов:

A-Конструкция тягового двигателя поезда

Двигатель, который вам необходимо спроектировать, представляет собой тяговый асинхронный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором со следующими характеристиками:

  • Номинальная выходная мощность: 1280 кВт
  • Линейное напряжение: 1350 В
  • Количество полюсов: 6
  • Номинальная скорость: 1520 об / мин (72 км / ч) (с приводом от инвертора 78 Гц)
  • Номинальный крутящий момент двигателя: 7843 Нм
  • Охлаждение: принудительное воздушное охлаждение
  • Класс изоляции: 200
  • Диаметр колеса поезда: 1210 мм
  • Максимальная скорость: 140 км / ч
  • Передаточное число: 4.821

B- Асинхронный двигатель Tesla Model S

Спроектируйте асинхронный двигатель, который используется в Tesla Model S, который имеет несколько различных вариаций. Для простоты используйте модель RWD 85 с задним приводом, которая имеет следующие характеристики:

  • Макс. Мощность: 360 л.с. (270 кВт)
  • Макс. Крутящий момент: 441 Нм
  • Максимальная скорость: 225 км / ч

Вы можете найти некоторые характеристики двигателя здесь и здесь, вы можете найти более подробную информацию в Интернете.

Вот несколько полезных ссылок:

C- Индукционный генератор ветряной турбины

Вам необходимо разработать индукционный генератор с короткозамкнутым ротором для ветряной турбины VIRA-250 компании Northerl Energy. Технические характеристики ветряной турбины следующие:

  • Номинальная мощность: 250 кВт
  • Номинальная скорость ветра: 14 м / с
  • Номинальная частота вращения турбины: 24,3 об / мин
  • Передаточное число: 31,2
  • Количество полюсов: 8
  • Линейное напряжение: 400 В
  • Частота: 50 Гц
  • Номинальная скорость: 758 об / мин
  • Коробка передач: (соединенная с лопастью ветряной турбины)
  • Класс изоляции: F

Результатов проекта:

1- Разработайте оптимизированный асинхронный двигатель с помощью набора инструментов Motor Analysis. Кроме того, на этапе проектирования вы можете использовать любое программное обеспечение, указанное ниже.

2- Подготовьте отчет с подробным описанием процесса проектирования (просто предоставление файлов .m не допускается). В отчете, пожалуйста, опишите, как вы определились со следующими аспектами проекта.

  • Основные размеры (внешний диаметр, диаметр воздушного зазора, осевая длина, количество прорезей…). Пожалуйста, включите несколько основных рисунков.
  • Свойства материала, размер рамы и т. Д.
  • Детали магнитной цепи (расчет плотности потока в различных точках: воздушный зазор, зубцы, сердечник и т. Д., Магнитная нагрузка)
  • Electric Circuit (Выбор обмотки, электрическая нагрузка, коэффициент заполнения, сопротивление фаз, коэффициенты обмотки (для основных и гармоник)).
  • Приблизительные тепловые расчеты (способ охлаждения, рабочая температура, способы улучшения охлаждения)
  • КПД, ток, крутящий момент
  • Расчет массы (масса конструкции, масса меди, масса стали и т. Д.)

3- Во второй части отчета я хочу, чтобы вы сравнили по крайней мере два худших проекта с оптимальным дизайном, представленным в первой части вашего отчета. Например, вы можете изменить одно из следующих значений:

  • Количество пазов ротора / статора
  • Форма пазов ротора / статора
  • Схема обмотки
  • Соотношение сторон статора и ротора и т. Д.

Темы первого проекта (Срок: 19.04):

Вот варианты для ваших первых проектов:

A-Конструкция трансформатора для рентгеновского аппарата:

Вы должны разработать высокочастотный высоковольтный трансформатор, который будет использоваться в рентгеновском аппарате. Вот несколько ссылок, чтобы познакомиться с темой:

Технические характеристики трансформатора следующие:

  • Однофазный, высокочастотный высоковольтный трансформатор
  • Напряжение первичной обмотки ± 417 В (от пика до пика 834 В для импульсного режима)
  • Напряжение вторичной обмотки ± 12.5 кВ (от пика до пика 25 кВ для импульсного режима)
  • Номинальная мощность 30 кВт (максимум 100 миллисекунд)
  • Частота переключения минимум 100 кГц
  • Температура окружающей среды 0-40 ° C
B- Конструкция трансформатора для системы передачи HVDC:

В системе передачи HVDC система DC / AC + Transformer + AC / DC используется для повышения постоянного напряжения до нескольких кВ для передачи на большие расстояния. Вот несколько ссылок, которые познакомят вас с трансформаторами HVDC:

Технические характеристики трансформатора, который вы собираетесь спроектировать, следующие:

  • 6.5 МВА, однофазный трансформатор
  • Рабочая частота: 500 Гц
  • Входное напряжение: 3 кВ
  • Выходное напряжение: 300 кВ
  • Рабочая температура 110 ° C
C- Конструкция вихретокового тормоза

В этом проекте вы должны разработать конструкцию вихретокового тормоза, который будет использоваться в качестве механического демпфера. Вот несколько ссылок на вихретоковые тормоза:

Вихретоковый тормоз имеет следующие характеристики:

  • Наружный диаметр менее 50 мм
  • Осевая длина меньше 25 мм
  • Требуемая сила: 3 Нм при 1620 об / мин
  • Требуемая сила: 1 Нм при 900 об / мин

Вам не обязательно, но я настоятельно рекомендую вам использовать программное обеспечение FEA (некоторые варианты перечислены выше) для этого проекта.

Руководство по первому проекту:

Вы можете выбрать любой из проектов. У каждого проекта разные требования и результаты:

Результат по проектам трансформаторов:

Наиболее важные параметры следующие (но не ограничиваются ими):

  • Технические характеристики сердечника (геометрия, материал, общая масса и т. Д.)
  • Размеры катушки (количество витков, размеры катушки (в AWG), общая длина провода)
  • Данные КПД (потери в меди, потери в сердечнике)
  • Электрические параметры (сопротивление, индуктивность и т. Д.)
  • Комментарии о выбранных вами параметрах

Результаты проекта вихретокового тормоза:

  • Основные размеры (диаметр, длина, количество полюсов)
  • Основные чертежи вихретокового тормоза
  • Размеры магнита (тип, толщина и т. Д.)
  • Характеристики крутящего момента в зависимости от скорости (или проверка при 900 об / мин и 1620 об / мин)
  • Комментарии о процессе проектирования и анализа

Примечания к проектам

Ваши отчеты должны быть воспроизводимыми (т.е. он должен включать коды, уравнения и результаты в один документ). Результаты необходимо загрузить в онлайн-репозиторий (например, GitHub). Для этой цели я лично предлагаю IPython Notebook, который можно просмотреть в Интернете. Однако вы также можете использовать Mathematica, RStudio или Matlab Report Generator, но не Microsoft Word.

Если вы решили использовать IPython, вот несколько полезных ссылок:

Исходные файлы и отчеты должны быть загружены в онлайн-репозиторий курса (т.е. https://github.com/odtu/ee564. Взгляните на эту ссылку для быстрого старта.

Оценка проектов

Количество коммитов: 30%: Количество правок файлов вашего проекта, как видно из списка участников. Например, если вы начнете делать свой проект в последние несколько дней, вы не получите кредита. Если вы начнете раньше и продолжите редактировать файлы, вы получите полную оценку. Темы проекта непростые, так что это способ побудить начать рано и регулярно работать.

Уровень информации: 50%: Уровень детализации ваших проектов (см. Требования выше) и точность ваших расчетов.

Качество отчета: 20%: Текст, объясняющий ваши дизайнерские решения, качество ваших цифр, со ссылкой на соответствующие исследования и ваш раздел с выводами.

Как разработать программу смазки электродвигателя

Подшипники качения, используемые в электродвигателях, имеют множество причин неисправностей, таких как неправильный выбор подшипника, неправильная посадка подшипников, плохое обращение во время установки, неправильные методы установки, чрезмерные осевые нагрузки, потеря смазки, загрязнение и чрезмерная смазка.

Регулировка объема смазки является давней проблемой для промышленности, и простого следования рекомендациям производителей оборудования может быть недостаточно для решения этой проблемы.

Практика повторной смазки двигателя была разработана Научно-исследовательским институтом электроэнергетики (EPRI) в 1992 году и сегодня широко используется в атомной энергетике. Программа была разработана для минимизации чрезмерной смазки подшипников двигателя между необходимыми заменами подшипников. Программа повторного смазывания, связанные с ней дооснащения и подробности обсуждаются в этой статье.

Фон

Проблема чрезмерной смазки электродвигателей была впервые выявлена ​​в ядерной энергетике в 1988 году. На различных атомных электростанциях произошло несколько отказов электродвигателей и / или подшипников из-за чрезмерного добавления смазки.

В 1992 году Центр приложений по техническому обслуживанию ядерных установок EPRI разработал руководство по профилактическому и профилактическому обслуживанию электродвигателей. В этом руководстве описана полная программа технического обслуживания различных электродвигателей в зависимости от размера и типа подшипника.

Часть этой программы технического обслуживания содержала рекомендации по повторной смазке подшипников двигателя. Эта программа помогла коммунальным предприятиям сэкономить деньги за счет снижения затрат на рабочую силу для повторного смазывания и уменьшения количества отказов подшипников из-за чрезмерного смазывания.

Конструкция корпуса подшипника

В большинстве двигателей с заменяемыми подшипниками качения используются корпуса подшипников двух основных конструкций.

Больше двигателей производится с конструкцией с одинаковой стороной (рис. 2), чем с проточной конструкцией (рис. 1).На рис. 2 показано, что сливная пробка – это единственный внешний путь выхода смазки из полости для смазки.


Рисунок 1. Проточная конструкция –
используется только с подшипниками с открытой поверхностью.


Рис. 2. Наполнение и слив с одной стороны –
используется с открытым, одноэкранированным,
и подшипники с двойным экраном.

Четыре основных типа подшипников

  1. Подшипник с открытой поверхностью – Этот подшипник состоит из внутреннего и внешнего кольца, шариков и шариковой обоймы.Он не удерживает консистентную смазку внутри экранов, и для смазки вокруг него требуется полость для консистентной смазки.

  2. Подшипник с одинарным экраном – Этот подшипник имеет металлический экран только с одной стороны и обычно устанавливается экраном, обращенным к обмотке двигателя. Его можно повторно смазывать, и обычно интервалы между заменами такие же, как у подшипников с открытой поверхностью.

  3. Подшипник с двойным экраном – Этот тип имеет металлический экран с обеих сторон подшипника и предназначен для удержания смазки между экранами.Между щитками и внутренним кольцом имеется небольшой воздушный зазор, который обеспечивает перенос определенного количества масла в течение длительного периода времени между консистентной смазкой в ​​полости для смазки и консистентной смазкой между щитками. Существует некоторая дискуссия о том, можно ли повторно смазать этот тип подшипников. Повторная смазка подшипников с двойным экраном была успешной, и в этой статье представлены рекомендации для тех, кто решил использовать подшипники с двойным экраном в программе повторной смазки.

  4. Герметичные подшипники – Эти подшипники сконструированы аналогично подшипникам с двойным экраном, за одним исключением.Внутреннее кольцо скользит по уплотнениям, что приводит к отсутствию воздушного зазора между уплотнениями и внутренним кольцом. Этот тип подшипников не подлежит повторной смазке.

Отказы подшипников, связанные со смазкой

Существует несколько типов отказов подшипников, связанных с консистентной смазкой:

Недостаток смазки – Возникает, когда полость для смазки не заполнена надлежащим количеством смазки во время установки подшипника, когда подшипник не смазывается в надлежащем количестве с соответствующим интервалом или когда масло удаляется из основы смазки путем перегрев подшипников.

Несовместимость смазки – Консистентные смазки производятся на основе различных основных компонентов, таких как литий или полимочевина. Не все смазки совместимы друг с другом; поэтому важно использовать одну и ту же смазку или совместимую замену на протяжении всего срока службы подшипника.

Неправильная смазка – Для правильного применения важно использовать правильную смазку. Для некоторых конструкций и применений подшипников требуется только смазка общего назначения (GP), в то время как для других требуется смазка для экстремального давления (EP).Выбор или повторная смазка неправильной смазкой может привести к преждевременному выходу подшипника из строя.

Повышенное давление в щитках подшипников. – Когда смазка добавляется в смазочную полость, объем смазки и давление в полости увеличиваются. Если смазка добавляется слишком быстро, во время повторной смазки может произойти повреждение экрана подшипника с одним или двумя экранами. Когда двигатель вводится в эксплуатацию, смазка термически расширяется.

Если полость для смазки заполнена, тепловое расширение может вызвать разрушающее давление на щитки подшипников.В любом случае щитки могут быть сняты с подшипника или внешний щит может быть прижат к сепаратору подшипника под действием давления смазки, что может привести к выходу подшипника из строя (рисунки 6 и 7).


Рис. 6. Отказ чрезмерной смазки


Рисунок 7. Щит находился под давлением
. чрезмерная смазка, которая привела к поломке клетки.

Внутри двигателя смазка заполнена – Если полость для смазки заполнена и повторная смазка продолжается, избыток смазки может попасть между внутренней крышкой подшипника и валом и потечь внутрь двигателя.Это позволяет смазке покрывать концевые обмотки системы изоляции и может вызвать выход из строя как изоляции обмотки, так и подшипников (Рисунок 8).


Рис. 8. Избыточная смазка внутри
двигателя залить смазкой.

Перегрев из-за избытка смазки. – Шарики подшипника действуют как крошечные насосы вязкости, которые катят небольшое количество масляной пленки между шариками и дорожкой качения. Слишком большой объем приведет к взбиванию смазки элементами, что приведет к паразитным потерям энергии и высоким рабочим температурам, что, в свою очередь, повысит риск выхода подшипников из строя.

Аппаратные средства для ограничения чрезмерной смазки и избыточного давления в полостях подшипников

При добавлении смазки в двигатели происходит ограниченный путь выхода избыточной смазки из полости подшипника. Два примера оборудования, которое может помочь в ограничении чрезмерного смазывания и избыточного давления в полости подшипника, показаны на рисунках 9 и 10. Использование этих фитингов может избавить от необходимости снимать сливную пробку для избыточной смазки и сброса давления во время повторной смазки.

Арматура, показанная на рисунках 9 и 10, коммерчески доступна от Alemite и успешно используется в атомной энергетике.


Рис. 9. Пробка отсечки давления-заливки не позволяет добавлять дополнительную смазку в полость для смазки, когда давление превышает 20 фунтов на квадратный дюйм. (Слева)
Рис. 10. Сливная пробка плунжера открывает центральный плунжер под давлением от 1 до 5 фунтов на квадратный дюйм для удаления излишков смазки и давления. (Правый)

Разложение смазки

Разложение смазки – постепенный процесс.Большинство влияний на разложение смазки проявляется только при работающем двигателе; однако ухудшение характеристик может произойти, пока двигатель не работает. Ухудшение качества смазки может быть вызвано одним из следующих условий:

  • Отверждение консистентной смазки – обычно происходит в результате поглощения грязи, влаги или окисления в течение длительного периода времени.

  • Химический распад – обычно вызывается чрезмерным нагревом. Избыточная смазка может вызвать перегрев.

  • Высокие нагрузки на подшипники – двигатели с боковой нагрузкой могут нагружать подшипниковую систему больше, чем двигатель с прямым соединением.

  • Отделение масла от основного материала консистентной смазки – это происходит в двигателях, которые простаивают в течение длительного времени при чрезмерном взбивании смазки, а также со временем из-за расчетной нормальной скорости утечки.

  • Скорость вращения подшипника – чем выше скорость, тем сильнее ухудшается качество смазки.

  • Размер подшипника – чем больше размер подшипника, тем сильнее может ухудшиться качество смазки. Размер подшипника обычно можно приравнять к мощности двигателя.

  • Окружающая среда – Подшипники, работающие при температуре окружающей среды выше 140 ° F, могут вызвать более быстрое разложение смазки.

Программа смазки электродвигателя

Очевидно, что при разработке надежной программы повторной смазки для всех двигателей на установке необходимо учитывать несколько факторов.

  1. Проверьте тип подшипников, установленных как на внутреннем, так и на внешнем концах. Это определит возможность повторной смазки подшипников.

  2. Проверьте начальное заполнение смазочной полости смазкой, чтобы обеспечить доступное пространство для повторной смазки в будущем.

  3. По возможности укажите тип смазки (GP, EP, синтетическая и т. Д.) И производителя.

  4. Обеспечьте доступность масленок как для заливки, так и для слива.

  5. Обеспечьте чистоту вокруг штуцеров для заливки и слива.

  6. Определите владельца программы. Если хозяина нет, то успешная программа маловероятна.

Методы смазки подшипников двигателя

Как следует добавлять смазку?

Поскольку шарики подшипников действуют как насосы для крошечной вязкости, а смазка менее вязкая в горячем состоянии, подшипник следует смазывать во время работы двигателя.Если это нецелесообразно, выполните повторную смазку сразу после вывода двигателя из эксплуатации, пока смазка еще горячая.

Хотя никакая программа не устраняет чрезмерную смазку уже заполненной смазочной полости, шаги, перечисленные ниже, помогут свести к минимуму отказы, связанные с чрезмерной смазкой.

Следующие шаги необходимо выполнить в указанной последовательности:

  1. Убедитесь, что в шприце для смазки есть смазка, подходящая для смазываемых подшипников.

  2. Очистите участки вокруг наливной и сливной арматуры.

  3. Снимите сливной штуцер и, если возможно, введите спиральную щетку для бутылок в полость для смазки и удалите небольшое количество смазки, чтобы образовался путь выхода. Если используются сливные пробки плунжерного типа, этот шаг можно исключить.

  4. Смажьте подшипник нужным количеством смазки. Добавляйте смазку медленно, чтобы минимизировать чрезмерное повышение давления в полости для смазки.

  5. Если повторная смазка выполняется при неработающем двигателе, дайте ему поработать до тех пор, пока температура подшипников не стабилизируется, чтобы обеспечить тепловое расширение смазки. Убедитесь, что сливная пробка не закрыта во время этого цикла, если не используется плунжерный тип.

  6. После удаления излишков смазки установите сливную пробку на место и удалите излишки смазки из области слива.

Как часто следует смазывать подшипники

Программа, представленная в этой статье и перечисленная в отчете EPRI NP-7502, основана на следующей информации о конструкции и работе двигателя:

  1. Непрерывная работа

  2. Прерывистый режим

  3. Резервный или резервный

  4. Открытый торцевой подшипник с одинарным или двойным экраном (внутренний и внешний).Для внутренних и внешних подшипников могут использоваться различные типы. Примечание. Подшипники с уплотнениями не подлежат повторной смазке.

  5. Обороты мотора

  6. Мощность мотора

  7. Конфигурация загрузки – боковая загрузка стихи прямая загрузка

  8. Температура окружающей среды – от 140 ° F до 140 ° F

Таблица 1 была разработана для относительно чистой окружающей среды атомной электростанции.Грязная или загрязненная среда может потребовать корректировки рекомендуемых интервалов.

Щелкните здесь, чтобы увидеть таблицу 1.

Для двигателей с прерывистым рабочим циклом интервалы смазки должны быть такими же временными рамками, как и у двигателей с непрерывным рабочим циклом, и измеряться их временем работы, а не календарными днями.

Например, если двигатель с прерывистым рабочим циклом работает 50 процентов времени и соответствует тем же характеристикам в таблице, что и двигатель с непрерывным рабочим циклом с интервалом смазки от 24 до 36 месяцев, то интервал повторного смазывания двигателя с прерывистым рабочим циклом будет быть от 48 до 72 месяцев.

Поскольку до сих пор ведутся споры о том, можно ли повторно смазать подшипник с двойным экраном, столбец подшипника с двойным экраном не был включен в таблицу отчета EPRI. Однако для подшипников с двойным экраном рекомендуется удвоить частоту, указанную в таблице, и вдвое уменьшить количество добавляемой смазки, указанное в таблице заполнения смазкой.

Стоит отметить, что эта программа повторного смазывания была разработана, чтобы свести к минимуму чрезмерное смазывание подшипников в промежутках между заменами подшипников.При замене подшипника не только подшипник должен быть уплотнен (открытые и одноэкранированные подшипники), но и полость для смазки должна быть заполнена смазкой примерно на 50 процентов, оставляя дополнительное пространство для повторной смазки.

Смазку следует добавлять в полость для смазки таким образом, чтобы обеспечить смазку вокруг полости на 360 градусов. Его также следует добавлять таким образом, чтобы смазка могла контактировать с подшипником. Если смазка набита только на дно полости для смазки, контакта между смазкой и подшипником не произойдет.

Для конфигураций подшипников, у которых открытая сторона обращена к полости подшипника, отсутствие контакта с консистентной смазкой не позволит подшипнику вытолкнуть смазку, набитую вокруг шариков, и вызовет проблему нехватки смазочного материала и возможный выход подшипника из строя.

После заполнения полости для смазки излишки смазки должны выходить через предназначенное для этого вентиляционное отверстие, иначе они будут вытолкнуты в двигатель.

К сожалению, из-за частой недоступности вентиляционного отверстия после установки двигателя этого часто не происходит.Избыточная смазка может привести к деформации щита подшипника, поломке сепаратора, перегреву подшипника или заполнению внутренней части двигателя избыточной смазкой.

Сколько смазки нужно добавить?

Это еще одна область, в которой разные производители дают разные рекомендации. Тем не менее, чтобы дать рекомендации по количеству добавляемой смазки для двигателей разного размера, была построена кривая зависимости веса смазки от диаметра вала, чтобы предоставить наиболее полезную информацию (Рисунок 11).


Рис. 11. Кривая заполнения консистентной смазкой

Для простоты установки количество унций смазки должно быть преобразовано в ходы для каждого используемого шприца для смазки различного типа, или калиброванный измеритель смазки может быть присоединен к выходу шприца для смазки.

Для двигателей, находящихся в режиме ожидания или в режиме укладки, и подшипников с двойным экраном, унции консистентной смазки, указанные на приведенной выше кривой для любого данного двигателя, следует разделить на два, и это значение следует использовать для добавленного количества.

Разработка программы повторной смазки, которая будет работать для всех двигателей, требует владения кем-то, кто знаком с конструкцией двигателей, условиями эксплуатации, историей замены подшипников и типом используемой смазки. После разработки программы ее можно реализовать, просто следуя процедурам.

Эта программа доказала свою эффективность в обеспечении адекватной смазки в течение всего срока службы подшипников. Это также минимизировало выход подшипников из строя из-за чрезмерного смазывания. Многие атомные электростанции в США.S. реализовали эту программу по замене смазки двигателя с момента публикации отчета EPRI в 1992 году.

Примечание редактора :
Эта статья была опубликована в журнале Lubrication Excellence 2004 Conference Proceedings . Апрель 2004 г., Noria Corporation.

Ссылки :

  1. Информационное сообщение NRC № 88-12 «Избыточная смазка подшипников электродвигателей», NER 880492.
  2. Отчет EPRI No.НП-7502. «Руководство по профилактическому и профилактическому обслуживанию электродвигателей», 1992 г.
  3. EPRI, Серия электрических справочных материалов для электростанций, EL-5036, том 6, Motors .
  4. Руководство института технического обслуживания подшипников SKF. (Это руководство можно получить только на семинаре по техническому обслуживанию подшипников SKF.)
  5. Стандарты Американской ассоциации производителей подшипников (ABMA) № 1, 1984 и 9, 1978.
  6. Американская ассоциация производителей подшипников.
  7. General Electric. Руководство по повторной смазке и интервалам повторной смазки для шариковых и роликоподшипниковых двигателей с консистентной смазкой. (Б-19).
  8. FAFNIR, TEXTRON, Inc. Руководство, «Как предотвратить выход из строя шарикоподшипников».
  9. EPRI, NMAC. Lube Notes , написанный Бобом Болтом.

Программное обеспечение для проектирования и анализа электродвигателей от Yeadon Energy Systems

Преимущества
Сократить время и стоимость цикла разработки
Оптимизация затрат на двигатель
Мгновенная проверка результатов конструктивных изменений
Максимальное использование материалов
Советы по дизайну в Интернете
Уменьшить количество итераций прототипа
Функции
Вычисляет все соответствующие параметры двигателя, включая вес материала
Позволяет печатать входы, выходы и графики
Расчет плотности потока, падения MMF, производительности и веса материала
Входные данные – размеры, свойства материала и информация об обмотке
Выходы – информация о магнитной цепи, включая плотность потока и падение MMF, механическую информацию, вес, инерцию, информацию об обмотке, включая вес меди, сопротивление, заполнение паза, скорость-крутящий момент, ток, эффективность, потери, постоянные двигателя и стоимость данные конструкции
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.