Комплексна оцінка якості ламінованих осердь електричних машин високочастотним індукційно-вібраційним методом
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-3944.2023.2.05Ключові слова:
діагностика, шихтоване магнітне осердя, питомі втрати на вихрові струми, питомі втрати на гістерезис, магнітна проникність, дефекти шихтованих осердь, ослаблення пресування, міжлистова ізоляція, вібродіагностичний модуль, індукційно-вимірювальний модуль, високочастотні методиАнотація
В даній роботі розглянуто проблему оцінки якості активних частин електричних машин, зокрема шихтованих магнітопроводів. Визначено суттєві діагностичні показники фактичного стану набірного сердечника, а саме питомі втрати при перемагнічуванні та ослаблення пресування пакета, пов'язані з підвищенням втрат обумовлених дефектами міжлистової ізоляції, зниженням ККД, порушенням теплового режиму та ін. Запропоновано індукційно-вимірювальний модуль для визначення рівня порушення міжлистової ізоляції та зростання втрат у сердечнику. Рекомендується при розпушуванні для магнітопроводів невеликого розміру просочування клейким лаком ослабленої області та подальше сушіння при стиснутому сердечнику. Також для сердечників невеликого діаметру між натискною шайбою та крайніми листами сердечника через кожні 2...4 зубці забити текстолітові клини. При ослабленні пресування сердечників великих електричних машин, у яких пресування здійснюється стяжними шпильками, виконують підтяжку шпильок. Розроблено двовимірну польову математичну модель пакету шихтованого магнітного осердя з метою оцінки розподілу електромагніт ного поля та вихрових струмів та втрат при різній частоті від 50 Гц до 10 кГц. Запропоновано використати аналіз перехідного процесу при зміні магнітного потоку в магнітопроводі. Для спрощення вимірювальної схеми запропоновано використовувати процес комутації струму в обмотці збудження. За допомогою розробленої моделі проведено розрахунок перехідних режимів на прикладі досліджуваного магнітопроводу. Як об'єкт дослідження використовувався макет шихтованого магнітопроводу, що являє собою набірний пакет листів магнітної сталі, що застосовується в магнітопроводах сухих трансформаторів малої та середньої потужності. Для того, щоб поєднати два методи, була розроблена установка, яка дозволяє одночасно перевіряти якість пресування та якість міжлистової ізоляції.
Посилання
Rudenberg R. Transient performance of electric power systems, First edition, New York 1950
Yang, G.; Zhang, S.; Zhang, C. Analysis of Core Loss of Permanent Magnet Synchronous Machine for Vehicle Applications under Different Operating Conditions. Appl. Sci. 2020, 10, 7232. https://doi.org/10.3390/app10207232
N. Boubaker, D. Matt, P. Enrici, F. Nierlich and G. Durand, "Measurements of Iron Loss in PMSM Stator Cores Based on CoFe and SiFe Lamination Sheets and Stemmed From Different Manufacturing Processes," in IEEE Transactions on Magnetics, vol. 55, no. 1, pp. 1-9, Jan. 2019, Art no. 8100309, https://doi.org/10.1109/TMAG.2018.2877995.
S. Zhang, B. Ducharne, S. Takeda, G. Sebald, T. Uchimoto, Low-frequency behavior of laminated electric steel sheet: Investigation of ferromagnetic hysteresis loops and incremental permeability, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Volume 538, 2021, 168278, ISSN 0304-8853, https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2021.168278.
S. B. Shah, O. Osemwinyen, P. Rasilo, A. Belahcen and A. Arkkio, "Thermographic Measurement and Simulation of Power Losses Due to Interlaminar Contacts in Electrical Sheets," in IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 67, no. 11, pp. 2628-2634, Nov. 2018, https://doi.org/10.1109/TIM.2018.2829321.
U. Aydin et al., "Rotational Single Sheet Tester for Multiaxial Magneto-Mechanical Effects in Steel Sheets," in IEEE Transactions on Magnetics, vol. 55, no. 3, pp. 1-10, March 2019, Art no. 2001810, https://doi.org/10.1109/TMAG.2018.2889238.
C. Urabinahatti, S. S. Ahmad and G. Narayanan, "Magnetic Char-acterization of Ferromagnetic Alloys for High Speed Electric Ma-chines," 2018 IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems (PEDES), Chennai, India, 2018, pp. 1-5, https://doi.org/10.1109/PEDES.2018.8707819.
S.H. Nguedjang Kouakeuo, B. Ducharne, A. Solignac, L. Morel, M.A. Raulet, B. Toutsop, Y.A. Tene Deffo, P. Tsafack, Non-invasive local magnetic hysteresis characterization of a ferromagnetic laminated core, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Volume 527, 2021, 167783, ISSN 0304-8853, https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2021.167783 .
H. Zhao et al., "An Improved Core Loss Model of Ferromagnetic Materials Considering High-Frequency and Nonsinusoidal Supply," in IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 57, no. 4, pp. 4336-4346, July-Aug. 2021, https://doi.org/10.1109/TIA.2021.3072930.
I. Sirotić, M. Kovačić and S. Stipetić, "Methodology and Measurement Setup for Determining PWM Contribution to Iron Loss in Laminated Ferromagnetic Materials," in IEEE Transactions on In-dustry Applications, vol. 57, no. 5, pp. 4796-4804, Sept.-Oct. 2021, https://doi.org/10.1109/TIA.2021.3094501.
M. C. Kulan, N. J. Baker, K. A. Liogas, O. Davis, J. Taylor and A. M. Korsunsky, "Empirical Implementation of the Steinmetz Equation to Compute Eddy Current Loss in Soft Magnetic Composite Components," in IEEE Access, vol. 10, pp. 14610-14623, 2022, https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3148593.
Chumack, V., Kovalenko, M., Tymoshchuk, O., Stulishenko, A., Ihnatiuk, Y. (2023). Design of a multilink system for calculating high-frequency processes in electric machines with mesh windings. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(8 (123), 54–63. https://journals.uran.ua/eejet/article/view/282375.
Ostroverkhov, M., Chumack, V., Kovalenko, M., & Kovalenko, I. (2022). Development of the control system for taking off the maximum power of an autonomous wind plant with a synchronous magnetoelectric generator. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (2(118), 67–78. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263432.
Chumack, V., Tymoshchuk, O., Kovalenko, M., Bazenov, V., Ihnatiuk, Y., & Stulishenko, A. (2023). Research of high-frequency remagnetization model in laminated magnetic cores of electromechanical and electromagnetic energy converters. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(5 (124), 6–15. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.286002.
##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.
