Разработка высокоскоростного асинхронного двигателя мощностью 16 МВт и частотой вращения 8200 об/мин

Краткая аннотация:

Основной вектор развития электрических машин всегда был направлен на повышение удельной мощности (обеспечение большей мощности при меньшей массе), увеличение надежности, уменьшения стоимости изготовления и обслуживания. Мировой опыт показывает, что одним из путей повышения удельной мощности является повышение частоты вращения ротора электрической машины. Особое внимание заслуживают асинхронный тип электрических машин с короткозамкнутым ротором в связи с их простотой и высокой механической прочностью. Так, компания GE создала линейку асинхронных машин мощностью от 1 до 100 МВт и частотой вращения от 3600 до 21000 об/мин. За счет увеличения частот вращения удалось уменьшить габариты до 30 %, а массу – до 33 %, в сравнении с низкочастотными (менее 3000 об/мин) аналогами. Основной сферой применения высокооборотных электродвигателей являются привода компрессорных агрегатов, без применения редукторов или мультипликаторов для сжижения и транспортировки газа. При этом мощные высокооборотные электродвигатели на территории Российской Федерации не производятся. Цель проекта - выполнить начальную разработку высокоскоростного асинхронного электродвигателя мощностью 16 МВт с номинальной частотой вращения 8200 об/мин. Определить облик изделия, массогабаритные показатели, основные характеристики, для дальнейшей реализации опытного образца. В тоже время электродвигатель должен обеспечивать механическую прочность ротора (иметь двукратный запас по пределу текучести), иметь минимальную массу и габариты (сопоставимыми, близкими с ближайшими зарубежными аналогами), быть надежным и обеспечивать требуемое тепловое состояние. Для достижения поставленной цели был разработан ряд технических решений, выполнен электромагнитный, тепловой и механический расчет, при этом конструкция электродвигателя сбалансирована с точки зрения электромагнитного, теплового и механического расчета.