Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Анализ асинхронного двигателя

электрическая машина, асинхронный двигатель, Compumag TEAM Workshop

Этот пример построен по описанию верификационной задачи №30 из пакета задач международного сообщества Compumag TEAM Workshop*.

Тип задачи
Плоско-параллельная задача магнитного поля переменных токов.

Геометрия

Дано
Плотность тока в обмотках j = 310 A/см² (действующее значение)
Частота f = 60 Гц.
Электропроводность алюминия 37.2 МСм/м.
Относительная магнитная проницаемость стали μ_r=30.
Электропроводность стального ротора 1.6 МСм/м.
Статор выполнен ламинированным, поэтому имеет нулевую электропроводность.

Задание
Определить крутящий момент, тепловые потери в роторе и сравнить результаты с расчетным значением*.

Решение
В реальной машине ротор вращается со своей частотой, а поле статора со своей частотой. Из-за проскальзывания ротора, в роторе наводятся вихревые токи. Мы решаем задачи с неподвижным ротором, вокруг вращается поле статора с частотой скольжения: f_s = скольжение * f,
где скольжение = 1 - (скорость вращения ротора / скорость вращения поля статора).
Поле статора вращается с синхронной угловой скоростью 2πf = 2*3.142*60 = 377 рад/с.

Таблица пересчета угловой частоты вращения ротора в частоту скольжения f_s

Угловая частота вращения ротора, рад/с	Скольжение	Частота скольжения fs, Гц
0	1	60
200	0.469	28.2
400	-0.061	-3.66
600	-0.592	-35.5
800	-1.122	-67.3
1000	-1.653	-99.2
1200	-2.183	-131

В свойствах задачи нельзя указать отрицательную частоту скольжения, когда поле вращается против часовой стрелке относительно ротора. Вместо этого мы указываем |f_s| и получаем такое же поле, но вращающееся по часовой стрелке. Величина потерь и момента при этом получаются правильными.
Но в реальной задаче, с правильным направлением вращения, момент вращения тоже будет направлен в другую сторону. Поэтому в нашей искуственной задаче с |f_s| следует брать момент с противоположным знаком.

Результаты

Распределение вихревых токов на частоте 28.2 Гц (эквивалентно угловой частоте ротора 200 рад/с). Крутящий момент 6 Н*м, потери в стали ротора 15.7 Вт, потери в алюминии ротора 1061 Вт.

Источник
^*Compumag TEAM Workshop. Problem 30a.

• Скачать файлы задачи