Magn5: Индуктивность фазной обмотки электродвигателя

Требуется определить индуктивность одной фазной обмотки статора синхронного двигателя с постоянными магнитами.

Тип задачи:

Нелинейная плоско-параллельная связанная задача магнитостатики.

Геометрия:

Длина двигателя в осевом направлении 200 мм.

Дано:

Коэрцитивная сила магнита H_c = 320 кА/м;
Остаточная индукция магнита B_r = 0.4 Тл;
Номинальная плотность тока в статорной обмотке j = 2 А/мм²;
Магнитная проницаемость сердечника μ - нелинейная.

Решение:

Для нас представляет интерес индуктивность фазной катушки, вычисленная при нормальном рабочем режиме работы машины. Чтобы вычислить индуктивность, нужно разделить магнитный поток, сцепленный с катушкой на величину тока, обусловившего возникновение магнитного потока. Чтобы выполнить это в ELCUT, нужно оставить включенным единственный источник магнитного поля – ток в данной фазе, отключив токи в остальных фазах и постоянные магниты. Однако, сделав это, мы допустим существенное отклонение насыщенного состояния магнитопровода от рабочего режима, и вычисленное значение индуктивности будет неточным.

Поэтому, мы решим задачу в два этапа:

• Задача Magn5_base.pbm, в которой намагниченность постоянных магнитов и токи во всех фазах обмотки соответствуют номинальному режиму, послужит для вычисления распределения магнитной проницаемости во всех точках магнитопровода. Фактически, решая эту вспомогательную задачу, мы фиксируем рабочую точку на кривой насыщения машины.
• Задача Magn5_a.pbm импортирует магнитное состояние магнитопровода из вспомогательной задачи Magn5_base.pbm. Тем самым, задача, сохраняя реальное насыщенное состояние магнитопровода, становится линейной. Линейность означает, что магнитный поток будет строго пропорционален вызвавшему его току. Мы можем задать любое удобное значение тока в фазной обмотке для ее вычисления индуктивности.

Во второй части все источники, кроме фазы А, отключены. Интересующая нас индуктивность вычисляется при помощи мастера индуктивностей как отношение магнитного потока к току.

Результат:

См. задачи Magn5_base.pbm и Magn5_a.pbm в папке с примерами.