ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА СИНХРОННЫХ РЕАКТИВНЫХ И ИНДУКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
DOI:
https://doi.org/10.14529/power220208Ключевые слова:
синхронная реактивная машина, конечно-элементный анализ, особенности синтеза, удельный момент, воздушный зазорАннотация
Рассмотрена задача поиска наилучших размеров элементов магнитных систем синхронных
реактивных и индукторных электрических машин в расширенном диапазоне изменения момента нагрузки и
мощности. Предложен алгоритм решения поставленной задачи, который предполагает разделение элементов
магнитной системы на две группы. Первая группа влияет на величину пульсаций момента, а вторая не влияет
на этот показатель. Такое разбиение ускоряет процесс сходимости результата. Предложен метод последовательного нелинейного программирования для решения поставленной задачи. Он обладает хорошей сходимостью при минимальном времени поиска. Выполнен синтез конечно-элементных моделей синхронной реактивной машины с зубчатым и анизотропным типами ротора, вентильно-индукторной машины, машины с переключением поля, синхронной реактивной и индукторной машин с двухсторонней зубчатостью. Показано, что доля
обмоточной меди относительно стали в активной части машин возрастает относительно машин традиционного
исполнения при работе в номинальном режиме. Напротив, эта особенность проявляется в меньшей степени при
работе в зоне перегрузок по моменту. С увеличением мощности возрастают электромагнитные нагрузки, что
эквивалентно работе машины меньшей мощности в режиме перегрузки. Показано, что чувствительность к величине воздушного зазора у машин с двухсторонней зубчатостью и распределенной обмоткой на статоре самая
большая в исследуемом классе, поэтому с возрастанием мощности удельный момент будет существенно увеличиваться. Напротив, наименьшая чувствительность к величине воздушного зазора у машин с односторонней зубчатостью и распределенной обмоткой на статоре позволяет выполнять эти машины с большей величиной зазора без ущерба для удельного момента.
Скачивания
Библиографические ссылки
Jarrad G.W. Design of a reluctance synchronous machine for traction motor applications using the finite
element method. University of the Witwatersrand, Johannesburg, Thesis for the degree of Master of Science in
Engineering, 2010.
Evaluation of torque ripple in high performance synchronous reluctance machines / A. Fratta, G.P. Troglia,
A. Vagati, F. Villata // IEEE-IAS Annual meeting, Toronto (Canada). October 1993. Vol. 1. P. 163–170.
Fratta A., Vagati A. Axially laminated reluctance motor: an analytical approach to the magnetic behaviour //
ICEM, Pisa, Italy, 12–14 Sept. 1988. P. 1–6.
A 250kW Transverse-Laminated Synchronous Reluctance Motor / G. Pellegrino, E. Armando, P. Guglielmi,
A. Vagati // Proceedings of the Power Electronics and Applications, 2009. EPE '09. 13th European Conference on,
–10 September 2009. P. 1–10.
Haataja J. A comparative performance study of four-pole induction motors and synchronous reluctance motors in variable speed drives. Thesis for the degree of Doctor of Science (Technology), Lappeenranta University of
Technology, June, 2003. 135 p.
Marongiu I., Vagati A. Improved modelling of a distributed anisotropy synchronous reluctance machine //
IEEE-IAS, 1991, Dearborn, USA, October 1991. P. 238–243.
Методика расчёта электродвигателей и генераторов на базе синхронной реактивной машины независимого возбуждения / Ю.С. Усынин, М.А. Григорьев, К.М. Виноградов и др. // Электротехнические системы и комплексы: межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ, 2009. Вып. 17. С. 43–47.
Удельные показатели электропривода с синхронным реактивным двигателем независимого возбуждения / Ю.С. Усынин, М.А. Григорьев, К.М. Виноградов, А.Н. Горожанкин // Вестник ЮУрГУ. Серия
«Энергетика». 2008. Вып. 9, № 11 (111). С. 52–53.
Sekine T.H., Hijikata K.M., Tanaka Y.S. Investigation of torque and suspension force characteristic in a reluctance type bearingless vernier motor // 2017 IEEE International Electric Machines and Drives Conference
(IEMDC). 2017. P. 1–6. DOI: 10.1109/IEMDC.2017.8002362
Tounzi A.T. Study of a rotor current excited vernier reluctance machine // Proceedings of the 2008 International Conference on Electrical Machines. 2008. No. 6. P. 25–32.
Qishan G.S., Chun G.M., Andresen E.M. Airgap permeance of vernier-type, doubly slotted magnetic
structures // Electric Power Applications, IEE Proceedings. 1988. Iss. 135, no. 1. P. 17–21.
Кузнецов В.А., Кузмичев В.А. Вентильно-индукторные двигатели. М.: Изд-во МЭИ, 2003. 70 с.
Обзор подходов к снижению пульсаций электромагнитного момента вентильно-индукторного двигателя методами математического моделирования / Н.Ф. Карнаухов, М.Н. Филимонов, Д.А. Статовой, А.С. Лыков // Вестник ДГТУ. 2016. № 2 (85). С. 51–58.
Птах Г.К. Вентильно-индукторный реактивный электропривод средней и большой мощности: зарубежный и отечественный опыт // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. 2015. Т. 2, № 3.
С. 23–33.
Фисенко В.Г., Попов А.Н. Проектирование вентильных индукторных двигателей. М.: Изд-во МЭИ,
56 с.
Faiz J., Finch J.W. Aspects of design optimisation for switched reluctance motors // IEEE Transactions on
Energy Conversion. 1993. Vol. 8, no. 4. P. 704–713. DOI: 10.1109/60.260984
Finch J.W., Faiz J., Metwally H.M.B. Design study of switched reluctance motor performance // IEEE
Transactions on Industry Applications. 1992. Vol. 1. Р. 242–248.
Конечно-элементная модель электрической машины с переключением потока для исследования
динамических режимов работы / В.А. Дмитриевский, В.А. Прахт, Ф.Н. Сарапулов, В.А. Климарев // Электротехника. 2012. № 3. С. 7–13.
Cao W.H.R., Jin Y., Zhang Y. A new general design method of segmented rotor wound field flux switching motors with complementary magnet circuit // IEEE Magnetics Conference (INTERMAG). 2015. P. 4731.
Low-Cost, High-Power Density, Flux Switching Machines and Drives for Power Tools / H. Pollock, C. Pollock, R.T. Walter, B.V. Gorti // Proc. IEEE – Industry Applications Conf. 2003. P. 1451–1457.
Pollock C., Wallace M. The flux switching motor, a dc motor without magnets or brushes // Proc. 1999 IEEE – Industry Applications Conf. 1999. Vol. 3. P. 1980–1987.
Zulu А., Mecrow B.C., Armstrong M. Topologies for three phase Wound field Segmented Rotor flux switching Machines // 5th IET International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD). 2010. P. 1–6.
Проектирование электрических машин: учеб. для вузов / И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев; под ред. И.П. Копылова. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2002. 757 с.
Брахман Т.Р. Многокритериальность и выбор альтернативы в технике. М.: Радио и связь, 1984. 287 с.
Лемешко Б.Ю. Методы оптимизации: конспект лекций. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009. 126 с
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
