ELCUT
Новый подход
к моделированию полей
Поиск по сайту

Главная >> Новости >> Статьи >>

Расчет магнитных полей в синхронных явнополюсных электрических машинах.

Суханов В.В., к.т.н., доцент. Санкт-Петербургский государственный политехнический университет (СПбГПУ), кафедра Электрические машины.

  • Скачать полный текст (в формате PDF)

    В немагнитных областях с токами обмоток ротора или статора, уравнение для А (векторного магнитного потенциала) становится неоднородным и принимает следующий вид:
       (3)

    Расчетное значение плотности тока в правой части уравнения (3) при моделировании магнитного поля обмотки ротора можно представить следующим образом:
    δ(x,y) = i0we / arSк = δ0 = const,   (4)
    где i0 - ток возбуждения в режиме холостого хода; we - число витков обмотки ротора на один полюс; ar - число параллельных ветвей обмотки ротора; Sк - односторонняя площадь сечения катушки полюса, которая определяется как суммарная площадь сечения всех витков на один полюс с учетом межвитковой изоляции.

    Рис. 1. Токораспределение трехфазной обмотки статора с диаметральным шагом (p=4, q=4)

    Токораспределение трехфазной двухслойной обмотки переменного тока для произвольно-заданного момента времени определяется мгновенными значениями токов в активных проводниках обмотки. При этом, расчетные значения плотностей токов в активных проводниках, которые необходимо задать в уравнении (3) при моделировании магнитного поля якоря, можно представить следующим образом:
    δ(x,y) = Iпр(i,k) / Sпр = δnp(i,k),   (5)
    где Iпр(i,k) - мгновенное значение тока параллельной ветви в активном проводнике обмотки статора в зависимости от номера слоя (i) и номера паза (k) в пределах моделируемого участка обмотки; Sпр - расчетное сечение активного проводника обмотки с учетом корпусной изоляции.

    Конкретные значения токов Iпр(i,k) находятся из векторной диаграммы токов в фазных зонах, которые при шестизонной обмотке с углом фазной зоны αФ=60 электрических градусов чередуются, как известно, в последовательности AZBXCY. Такая векторная диаграмма в виде симметричной шестилучевой звезды изображена на рис.2 и соответствует моменту времени, когда ток параллельной ветви в обоих слоях фазной зоны А максимален и равен своему амплитудному значению. При этом мгновенные значения токов во всех остальных фазных зонах определяются как проекции соответствующих векторов на вертикальную ось (направление вектора IА). Их конкретные значения в долях амплитуды тока параллельной ветви также приведены на рис.2.

    Фазная зона

    Ток параллельной ветви в нижнем (верхнем) слое фазной зоны

    A

    IA = Iam

    Z

    IZ = Iam·cos(60°) = + 0.5·Iam

    B

    IB = Iam·cos(120°) = - 0.5·Iam

    X

    IX = Iam·cos(240°) = - Iam

    C

    IC = Iam·cos(240°) = - 0.5·Iam

    Y

    IY = Iam·cos(300°) = + 0.5·Iam

    Рис. 2. Векторная диаграмма токов в слоях фазных зон трехфазной обмотки переменного тока с диаметральным шагом

    Всю остальную конкретную информацию по сформулированным задачам (геометрические размеры, плотности токов в обмотках возбуждения и якоря, а также кривые намагничивания ферромагнитных сердечников ротора и статора) можно найти в соответствующих файлах пакета ELCUT, которые прилагаются к настоящей статье для случая трехфазного исполнения обмотки статора.
    d-поле 3-х фаз. обм. якоря
    q-поле 3-х фаз. обм. якоря
    поле ротора
    поле ротора или статора

    Сертификаты ELCUT по ГОСТ, СП, ИСО, СанПиН