Совершенствование теплового состояния высоконагруженной синхронной машины с постоянными магнитами.

Реферат. 2
Содержание. 3
Введение. 4
Глава 1. Выбор насосной установки и метода расчета. 6
Глава 2. Расчетная часть. 27
2.1. Исходные данные. 27
2.2. Расчет главных размеров. 28
2.3. Проектирование статора. 28
2.4. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воз. зазора. 31
2.5. Расчет магнитов в роторе. 33
2.6. Проектирование обмотки статора. 33
2.6.1 Данные для расчета. 33
2.6.2. Моделирование режимов холостого хода. 35
2.6.3. Продольная реакция якоря. 39
2.6.4. Поперечная реакция якоря. 41
2.7. Параметры обмотки якоря. 44
2.8. Определение угла между векторами тока и ЭДС ХХ. 47
2.9. Расчет потерь и КПД. 50
Глава 3. Основные характеристики. 52
3.1. Рабочая характеристика. 52
3.2. Угловая характеристика. 55
Глава 4. Тепловое моделирование. 59
Заключение. 71
Список литературы. 73

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время энергетическая эффективность и надежность промышленных насосных систем имеют первостепенное значение для различных отраслей промышленности, включая нефтегазовую, химическую, водоочистку и другие. Погружные насосы играют важную роль в этих системах, обеспечивая непрерывный и эффективный перекачивание жидкостей.
В последние годы значительное внимание было уделено разработке и исследованию новых типов погружных насосов, которые могут обеспечить более высокую энергетическую эффективность, длительный срок службы и улучшенную контролируемость. Один из таких перспективных вариантов – это погружные насосы на основе синхронного двигателя с постоянными магнитами.
Синхронные двигатели с постоянными магнитами отличаются высокой мощностью, эффективностью и точностью управления. Они имеют встроенные постоянные магниты в роторе, что позволяет достичь более высокой плотности энергии и уменьшить потери. Это делает синхронные двигатели с постоянными магнитами особенно привлекательными для применения в погружных насосах.
Целью данной работы является изучение принципов работы погружных насосов на основе синхронного двигателя с постоянными магнитами, исследование их энергетической эффективности, а также теплового состояния для достижения наилучших рабочих характеристик. В работе будут рассмотрены основные теоретические аспекты и методы, связанные с синхронными двигателями на постоянных магнитах, а также проведены эксперименты и анализ результатов для подтверждения эффективности и потенциала.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. Выбор насосной установки и метода расчета.

Гидравлическая машина, создающая напорное перемещение жидкости при сообщении ей энергии, называется насосом. Насос в совокупности с электроприводом и передаточным механизмом образует насосный агрегат. Комплекс оборудования, обеспечивающий работу насосов в требуемом режиме, образует насосную установку.
Насосная установка, обычно, состоит из одного или нескольких насосных агрегатов, трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры, контрольно-измерительной аппаратуры, аппаратуры управления и защиты. Сооружение, в состав которого входят одна или несколько насосных установок, система энергоснабжения, вспомогательные механизмы, бытовые и производственные помещения, обеспечивающие работоспособность объекта, называется насосной станцией. Основными параметрами, характеризующими режим работы насосной установки, являются подача и напор.
Погружной насос - этонасос, погружаемый ниже уровня перекачиваемой жидкости. Это обеспечивает подъём жидкости с большой глубины, хорошее охлаждение узлов насоса, и позволяет поднимать жидкости с растворенным в ней газом. Устанавливается вбуровых скважинах, шахтных колодцах, технологических ёмкостях.
Погружные насосы применяются в различных сферах. Например: водоснабжение - погружные насосы часто используются для подъема воды из скважин для домашнего водоснабжения, сельского хозяйства, орошения полей и садов, а также для коммерческого и промышленного водоснабжения, нефтегазовая промышленность - в нефтегазовой промышленности погружные насосы используются для добычи и подъема нефти из скважин, а также для перекачки воды, растворов и других жидкостей в процессе добычи и обработки нефти и газа, строительство и отвод воды - погружные насосы применяются для откачки воды из строительных ям, туннелей, подвалов, затопленных районов и других мест, где требуется удаление воды, очистка сточных вод - в области водоочистки и очистки сточных вод погружные насосы используются для перекачки загрязненной воды из коллекторов, сточных каналов, прудов и очистных сооружений.
Различают два типа погружных насосов: штанговые погружные насосы и бесштанговые погружные насосы. Штанговые погружные насосы, в которых привод осуществляется от независимого двигателя, находящего на поверхности жидкости, через механическую связь (штангу). Бесштанговые погружные насосы выполняются в одном агрегате с электрическим двигателем. Питание электродвигателя осуществляется через погружаемый силовой кабель. Данные насосы являются наиболее распространёнными. К ним относятсяскважинный насос,колодезный насос, а такжефекальный насосидренажный насос.
Существуют различные виды погружных насосов: многоступенчатые центробежные насосы, винтовые насосы, аксиальные насосы, вихревые насосы и многие другие. Но на современных насосных установках наибольшее распространение получили лопастные насосы (центробежные и винтовые).
Сначала рассмотрим центробежный насос, который изображен на рисунке 1.1. Это насосы, которые погружаются непосредственно в перекачиваемую жидкость. Они основаны на принципе центробежной силы, при котором вращающиеся лопасти создают разницу в давлении и выталкивают жидкость через выходной патрубок насоса. Основная часть насоса находится под водой или жидкостью, что обеспечивает непрерывную подачу и увеличение эффективности работы. В устройстве скважинного насоса центробежного типа можно выделить две основные части: приводной электродвигатель, который может быть встроенным или наружным; непосредственно саму насосную часть оборудования.
Если приводной двигатель насоса является встроенным, его, как правило, размещают в нижней части устройства. Забор воды при использовании насосов данного типа может осуществляться как через верхнюю, так и через нижнюю часть их корпуса. Предпочтение в данном случае отдают забору перекачиваемой жидкости через нижнюю часть корпуса, так как это позволяет прочистить глубинную часть скважины от скапливающихся в ней ила и песка. Погружные насосные устройства, что очень удобно, охлаждаются жидкой средой, в которую они помещены. Это позволяет защитить такие устройства от перегрева, способного быстро привести их в негодность.
Основным элементом центробежного насоса является двигатель, герметично размещенный в корпусе аппарата, и рабочее колесо в виде диска с односторонней крыльчаткой, закрепленное на его валу. При работе жидкость втягивается через входное отверстие корпуса, расположенное в центральной части рабочего колеса, а его радиально изогнутые лопасти выталкивают ее на периферию. Вода собирается в улиткообразном кольцевом коллекторе и вытесняется наружу через выходной патрубок под давлением следующим потоком воды, поступившей в корпус. Для повышения давления в системе часто используется несколько колес с отдельными камерами и выводными патрубками, называемые ступенями, от каждой из них к последующей жидкость передается с возрастающим давлением. Центробежные насосы имеют высокий КПД и могут работать с замутненной водой.

Основными деталями является:
• рабочее колесо с лопастями - основной исполнительный механизм, связанный с валом электродвигателя;
• корпус, служащий для защиты насоса от механического воздействия;
• камера всасывания, куда происходит нагнетание воды из скважины;
• обратный клапан служит, препятствия ухода воды после нагнетания из камеры всасывания;
• напорный патрубок, соединенный с трубопроводом, который идет к потребителю;
• защитная сетка, предохраняющая рабочие части насоса от механических включений, содержащихся в воде.



Рисунок 1.1 - Устройство погружного насоса центробежного типа.

Винтовые погружные насос, изображенный на рисунке 1.2, получил свое название из-за того, что основным элементом их конструкции является архимедов винт, за счет вращения которого и обеспечивается перекачивание жидкой среды.
Следует отметить, что преимущественное большинство погружных насосов действует не по винтовому, а по центробежному принципу. Основным рабочим органом центробежных насосов является колесо с зафиксированными на его внешней поверхности лопатками. При вращении такого колеса вместе с перекачиваемой средой в различных частях внутренней рабочей камеры насоса создается повышенное давление жидкости и разрежение воздуха, что и способствует выталкиванию рабочей среды через напорный патрубок и ее всасыванию из скважины через входную магистраль.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Проектирование электрических машин: учеб. для вузов / под ред. И. П. Копылова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство Юрайт, 2011. – 767 с.
2. Охлаждение промышленных электрических машин: учеб. для вузов / А. И. Борисенко, О. Н. Костиков, А. И. Яковлев. – М.: Издательство Энергоатомиздат, 1983. – 296 с.
3. Официальный интернет-портал правовой информации. Постановление Правительства Российской Федерации от 14.11.2022 № 2053
"Об особенностях индексации регулируемых цен (тарифов) с 1 декабря 2022 г. по 31 декабря 2023 г. и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации" [Электронный ресурс]. – режим доступа: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202211140015?ysclid=lj5ttnglwo975490704, свободный. – (дата обращения: 17.12.2022)
4. Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы: учеб. для вузов / А. И. Вольдек, В. В. Попов. – М.: Питер, 2008. – 319 с.

Весь текст будет доступен после покупки