Чисельно-польовий аналіз магнітної провідності пазового розсіяння обмотки статора асинхронних двигунів
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-3944.2023.2.03Ключові слова:
асинхронний двигун, обмотка статора, магнітні поля пазового розсіяння, магнітні провідності, магнітне насичення, класичне проєктування, чисельно-польовий розрахунковий аналіз, різні форми пазів, порівняльний аналізАнотація
Вступ. Досліджуються магнітні поля і відповідні магнітні провідності пазового розсіяння обмотки статора трифазних асинхронних двигунів (ТАД). Такі дослідження актуальні при їхньому проєктуванні і є однією з основ для розрахунку низки енергетичних параметрів та характеристик двигунів. При класичному проєктуванні ТАД, яке є чинним і наразі, зазначені магнітні провідності визначаються аналітично за спрощеною моделлю пазового розсіяння, тому можуть не завжди забезпечити достатню точність через низку припущень і умовностей. Мета. Подальший розвиток системи проєктування ТАД шляхом чисельно-польового розрахункового аналізу магнітної провідності пазового розсіяння їхньої обмотки статора, а також порівняльна перевірка відповідних аналітичних формул з різних методик класичного проєктування. Результати. Пазове розсіяння ТАД визначається чисельними розрахунками за програмою FEMM у межах зубцевих кроків статора. Для досліджень прийняти чотири варіанти форм пазів статора, які є поширеними в сучасних ТАД малої та середньої потужності. При розрахунках розглядаються розрахункові моделі як з сильно насиченими, так і ненасиченими в магнітному відношенні зубцями осердя статора. Чисельно-польовим методом показано, що класична методика проєктування може давати як достатньо точні результати, так і неприпустимі похибки у визначенні магнітних провідностей пазового розсіяння ТАД. Обговорення та перспективи подальшого розвитку. Надана методика чисельно-польового аналізу і отримані результати розрахунку пазового розсіяння обмоток ТАД рекомендуються як основа для удосконалення системи їхнього проєктування.
Посилання
Goldberg O.D., Gurin Ya.S., Sviridenko I.S. Design of electrical machines. 2nd ed., revised and additional. Moscow, Higher School Publ., 2001. 430 p. (Rus).
Kopylov I.P., Goryainov F.A., Klokov B.K. Electrical machines designing. Moscow, Yurait Publ., 2011. 767 p. (Rus).
Milykh V.I. Numerically-field analysis of the adequacy of the design data of three-phase induction motors and the method of their refinement on this basis. Technical Electrodynamics, 2018, no. 1, pp. 47-55. (Rus). doi: https://doi.org/10.15407/techned2018.01.047.
Chen H., Bi C. An effective method for determination and characteristic analysis of induction motor parameters. IET Electric Power Applications, 2022, vol. 16, no. 5, pp. 605-615. doi: https://doi.org/10.1049/elp2.12180.
Hachicha M.R., Ben Hadj N., Ghariani M., Neji R. Finite element method for induction machine parameters identification. 2012 First International Conference on Renewable Energies and Vehicular Technology, 2012, pp. 490-496. doi: https://doi.org/10.1109/REVET.2012.6195318.
Muteba M., Jimoh A.A. Performance analysis of a three-phase induction motor with double-triple winding layout. 2013 1st International Future Energy Electronics Conference (IFEEC), 2013, pp. 131-136. doi: https://doi.org/10.1109/IFEEC.2013.6687492.
Tang J., Yang Y., Blaabjerg F., Chen J., Diao L., Liu Z. Parameter Identification of Inverter-Fed Induction Motors: A Review. Energies, 2018, vol. 11, no. 9, art. no. 2194. doi: https://doi.org/10.3390/en11092194.
Bednarz S.A., Dybkowski M. Estimation of the Induction Motor Stator and Rotor Resistance Using Active and Reactive Power Based Model Reference Adaptive System Estimator. Applied Sciences, 2019, vol. 9, no. 23, art. no. 5145. doi: https://doi.org/10.3390/app9235145.
Malyar V.S., Hamola O.Y., Maday V.S., Vasylchyshyn I.I. Mathematical modelling of starting modes of induction motors with squirrel-cage rotor. Electrical Engineering & Electromechanics, 2021, no. 2, pp. 9-15. doi: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2021.2.02.
Dambrauskas K., Vanagas J., Bugenis S., Zimnickas T., Kalvaitis A. Methodology for Asynchronous Motor Impedance Measurement by Using Higher Order Harmonics. Energies, 2020, vol. 13, no. 10, art. no. 2541. doi: https://doi.org/10.3390/en13102541.
Le Roux P.F., Ngwenyama M.K. Static and Dynamic Simulation of an Induction Motor Using Matlab/Simulink. Energies, 2022, vol. 15, no. 10, art. no. 3564. doi: https://doi.org/10.3390/en15103564.
Tsyplenkov, D.V.; Ivanov, O.B.; Bobrov, O.V.; Kuznetsov, V.V.; Artemchuk, V.V. & Babyak, M.O. Design of electric machines: training. manual. (Proiektuvannia elektrychnykh mashyn: navch. posib.). National technical university "Dniprovska Polytechnic", Dnipro: NTU "DP". 2020. 408 p. [in Ukrainian]
Finite Element Method Magnetics: OldVersions. FEMM 4.2 21Apr2019 Self-Installing Executable. – http://www.femm.info/wiki/OldVersions/
Milykh V.I. The system of automated formation of electrical machines computational models for the FEMM software environment. Technical Electrodynamics. 2018, no. 4, pp. 74-78. (Ukr). doi: https://doi.org/10.15407/techned2018.04.074.
Ierusalimschy R. Reference Manual of the Programming Language Lua 4.0 // R. Ierusalimschy, L. H. de Figueiredo, W. Celes, http://www.lua.org/manual/4.0/
Milykh V.I. Numerical-field analysis of active and reactive winding parameters and mechanical characteristics of a squirrel-cage induction motor. Electrical Engineering & Electromechanics, 2023, no. 4, pp. 3-13. doi: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2023.4.01.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
