Расчет потерь в стали вентильного реактивного двигателя от вихревых токов
Кривые индукции для различных частей магнитной системы вентильного реактивного двигателя. Применение метода конечных элементов, рассмотрение задачи расчета магнитного поля двигателя. Фрагмент поперечного сечения вентильного реактивного двигателя.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.07.2018 |
| Размер файла | 897,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Расчет потерь в стали вентильного реактивного двигателя от вихревых токов
Боев А.Е.
Расчет потерь в стали электрической машины - весьма важная задача с точки зрения оценки теплового состояния, рационального выбора электромагнитных нагрузок, определения предельных режимов работы и энергетических характеристик машины.
Нахождение магнитных потерь осложняется тем, что их нельзя выразить через измеряемые величины и они сложным образом зависят от формы кривой индукции, частоты и характера перемагничивания.
В фазах вентильного реактивного двигателя (ВРД) протекает однополярный ток, рабочий магнитный поток зависит от угла положения ротора и величины фазного тока, имеет место ярко выраженное локальное насыщение зубцовой зоны, изменяющееся при вращении ротора. Все это приводит к тому, что магнитный поток ВРД несинусоидален и форма его кривой различна для отдельных частей магнитной системы. Это естественным образом ограничивает область применения традиционных методик расчета магнитных потерь. В этом отношении весьма перспективен подход, предполагающий применение численных методов расчета магнитного поля ВРД.
Для исследования магнитных потерь в ВРД находит применение метод конечных элементов [1]. Задача расчета магнитного поля двигателя обычно рассматривается в плоскопараллельной постановке. Для учета различия форм кривых индукции в отдельных частях магнитопровода ВРД необходима дискретизация поперечного сечения двигателя. Можно выделить следующие характерные участки магнитной системы двигателя с конфигурацией 8/6: полюса статора и ротора, три участка в ярме статора и один - в ярме ротора (рис. 1).
Рисунок 1 - Фрагмент поперечного сечения ВРД 8/6
На всех участках магнитопровода на основании известной кривой тока находятся зависимости индукции с учетом перекрытия токов отключаемой и включаемой фаз.
Данный подход применен для расчета потерь в стали от вихревых токов в ВРД мощностью 130 Вт с конфигурацией магнитной системы 8/6.
На рис. 2 приведены кривые индукции в различных частях магнитной системы исследуемого ВРД для формируемой кривой фазного тока [2] с действующим значением при частоте вращения об/мин. За положительное направление индукции в полюсах статора и ротора принято её направление к валу двигателя, а для ярем - направление по ходу часовой стрелки.
Рисунок 2 - Кривые индукции для различных частей магнитной системы ВРД: полюс статора (а), участок ярма статора 1 (б), участок ярма статора 2 (в), участок ярма статора 3 (г), полюс ротора (д), ярмо ротора (е)
Из рис. 2 видно, что для отдельных участков магнитной системы ВРД перемагничивание носит различный характер и точное вычисление магнитных потерь невозможно без сегментации магнитопровода на отдельные области.
На отдельных участках магнитной системы наблюдается не пульсационное, а эллиптическое перемагничивание: присутствуют две различных по амплитуде пульсирующие составляющие вектора индукции, что должно учитываться при расчете потерь в стали. На рис. 3 приведены фрагменты векторных картин магнитного поля ВРД, иллюстрирующие сложный характер перемагничивания магнитной системы двигателя.
Рисунок 3 - Фрагменты векторных картин магнитного поля ВРД при возбуждении различных фаз
Удельные потери в стали от вихревых токов рассчитаны по выражению:
,
вентильный реактивный двигатель магнитный
где - толщина листа электротехнической стали в пакете магнитопровода; - плотность стали; - удельное электрическое сопротивление стали; - период изменения индукции; - индукция.
Расчетные потери в стали от вихревых токов при и с учетом технологического коэффициента повышения потерь по [3] составили: полюса статора - 9,5 Вт; полюса ротора - 5,6 Вт; ярмо статора - 20,7 Вт; ярмо ротора - 4,2 Вт. Суммарные магнитные потери от вихревых токов - 40,0 Вт (т. е. 31% от номинальной мощности).
При вычислении полных потерь в стали ВРД должны быть определены магнитные потери от гистерезиса. Это более сложная задача, при решении которой необходимо учитывать форму кривой индукции, наличие постоянной составляющей в магнитном потоке, частотные свойства электротехнической стали. Решение этой задачи требует не только теоретических, но и экспериментальных исследований.
Перечень ссылок
1. D'hulster F., Desmet J., Stockman K., Belmans R. Advanced nonlinear modelling techniques for switched reluctance motor // Proceedings of the IASTED International Conference on Modelling, Simulation and Optimization - Banff, Canada: ACTA Press, 2003. - P. 44-51.
2. Васильев Л.А., Мнускин Ю.В. Синтез характеристик вентильного реактивного привода с микропроцессорным управлением. // В зб. наукових праць ДонНТУ. Серія: електротехніка і енергетика. Вип. 28. Донецьк, ДонНТУ, 2001. - С. 89-93.
3. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины: Учебник для вузов. - М.: Энергия, 1980. - 928 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Реактивный двигатель: сущность и общая характеристика. Схема жидкостного реактивного двигателя. Схема прямоточного воздушно реактивного двигателя для сверхзвуковых скоростей полета. Схема турбореактивного двухконтурного двигателя, область его применения.
реферат [1012,4 K], добавлен 29.01.2012Обоснование целесообразности использования энергосберегающих электроприводов с частотным регулированием. Методы оценок энергетических характеристик вентильных двигателей на постоянных магнитах. Расчет потребляемой мощности из сети асинхронного двигателя.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 19.05.2019Расчет площади поперечного сечения провода обмотки статора, размера его зубцовой зоны, воздушного зазора, ротора, магнитной цепи, параметров рабочего режима, потерь, пусковых характеристик с целью проектирования трехфазного асинхронного двигателя.
курсовая работа [945,2 K], добавлен 04.09.2010Основные параметры двигателя. Индикаторные параметры рабочего цикла двигателя. Среднее давление механических потерь. Основные размеры цилиндра и удельные параметры двигателя. Удельная поршневая мощность. Эффективные показатели работы двигателя.
практическая работа [59,3 K], добавлен 15.12.2012Принцип действия вентильного электропривода. Формирование вращающего момента, результирующей намагничивающей силы. Электрическая схема переключения полюсов вентильного электропривода. Моделирование переходных процессов. Суммарный момент возмущения.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 15.03.2010Расчет статора, ротора, магнитной цепи и потерь асинхронного двигателя. Определение параметров рабочего режима и пусковых характеристик. Тепловой, вентиляционный и механический расчет асинхронного двигателя. Испытание вала на жесткость и на прочность.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 10.10.2012Разработка и исследование элементов и узлов тиристорного выпрямителя. Расчет и выбор элементов силовой части. Вычисление статических, внешних характеристик вентильного преобразователя. Определение энергетических показателей вентильного преобразователя.
курсовая работа [229,1 K], добавлен 30.11.2009Определение индуктивность между цепью якоря и цепью возбуждения двигателя. Расчет индуктивности обмотки возбуждения, реактивного момента и коэффициента вязкого трения. График изменения момента и скорости вращения вала двигателя в функции времени.
лабораторная работа [107,2 K], добавлен 14.06.2013Выбор основных размеров асинхронного двигателя. Определение размеров зубцовой зоны статора. Расчет ротора, магнитной цепи, параметров рабочего режима, рабочих потерь. Вычисление и построение пусковых характеристик. Тепловой расчет асинхронного двигателя.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 27.09.2014Понятие и функциональные особенности вентильного генератора, его внутреннее устройство и взаимосвязь составных элементов. Расчет полюсного и зубцового деления. Определение коэффициента воздушного зазора. Построение характеристики холостого хода.
курсовая работа [234,5 K], добавлен 04.06.2014Расчет управляемого вентильного преобразователя двигателя переменного тока, выбор элементов силовой части. Статические характеристики и передаточные функции элементов разомкнутой и замкнутой систем электропривода; расчет параметров систем управления.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 22.09.2012Общая характеристика гидравлических систем, их назначение и сферы применения. Принцип работы топливной системы воздушно-реактивного двигателя: основные понятия и расчётные формулы. Определение необходимых параметров данной гидравлической системы.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 25.12.2012История и разнообразие гипотез о создании вечного двигателя. Магнитный двигатель как вариант вечного двигателя, работающего непрерывно посредством излучения магнитной энергии. Примерная схема магнитного двигателя и его модель, воплощенная на практике.
доклад [1,2 M], добавлен 23.12.2010Выбор способа регулирования производительности центробежного насоса, мощности и типа асинхронного двигателя. Расчет элементов вентильной каскадной группы. Использование электропривода центробежного насоса по схеме асинхронного вентильного каскада.
курсовая работа [900,0 K], добавлен 19.03.2013Роль электрических машин в современной электроэнергетике. Серия и материал изготовления асинхронного двигателя, его паспортные данные. Расчет магнитной цепи двигателя. Обмотка короткозамкнутого ротора. Активные и индуктивные сопротивления обмоток.
курсовая работа [5,3 M], добавлен 20.10.2015Выбор конструкции асинхронного двигателя и его основных размеров. Расчет зубцовой зоны и обмотки статора. Коэффициенты, необходимые для расчёта воздушного зазора: магнитная проницаемость и напряжение. Расчет параметров машины, потерь и КПД двигателя.
реферат [2,0 M], добавлен 06.09.2012Определение эквивалентной мощности и подбор асинхронного двигателя с фазным ротором. Проверка заданного двигателя на нагрев по методу средних потерь, перегрузочную способность при снижении напряжения в сети. Расчет теплового режима выбранного двигателя.
курсовая работа [455,0 K], добавлен 12.05.2015Понятие и характеристики реактивного двигателя. Космическая ракета — летательный аппарат, двигающийся за счёт реактивной силы. Рассмотрение принципа движения кальмара. Исследование К.Э. Циолковского. Действие продуктов сгорания углеводородного топлива.
презентация [3,8 M], добавлен 07.11.2014Получение вращающего магнитного поля, работа статора. Пуск в ход однофазного асинхронного двигателя, его механическая характеристика и применение. Способ подключения трёхфазного двигателя в однофазную сеть, подбор и определение ёмкости конденсатора.
реферат [35,7 K], добавлен 20.05.2011Расчет исходных данных двигателя. Расчет и построение естественных механических характеристик асинхронного двигателя по формулам Клосса и Клосса-Чекунова. Искусственные характеристики двигателя при понижении напряжения и частоты тока питающей сети.
курсовая работа [264,0 K], добавлен 30.04.2014
