Учет потерь на вихревые токи в обмотках электродвигателей с полым якорем

Бесплатный доступ

Приведено обоснование целесообразности учета потерь на вихревые токи в обмотках малоинерционных электродвигателей постоянного тока с беспазовыми магнитоэлектрическими системами. Возросшая за последнее время мощность этих электродвигателей (за счет применения высококоэрцитивных постоянных магнитов) вызвала увеличение объёма меди в воздушном зазоре, а также величины магнитной индукции. Всё это явилось причиной возникновения существенных вихревых токов в обмотках, вынесенных в воздушный зазор, и, следовательно, необходимости учёта потерь от этих токов. Экспериментально получена зависимость потерь на вихревые токи от частоты вращения для электродвигателя постоянного тока с полым якорем мощностью 350 Вт. Величина этих потерь может достигать 30% от номинальной мощности электродвигателя. Рассмотрен механизм возникновения потерь. Вихревые токи возникают в зонах с переменной магнитной индукцией и вызывают появление силы, которая направлена навстречу вектору скорости и тормозит якорь. Показаны направления этих токов, векторы магнитной индукции, напряжённости магнитного поля и силы, действующей на проводник обмотки и тормозящей якорь. Предложены методы уменьшения потерь: дробление контуров вихревых токов, а также достижение равномерного распределения магнитной индукции в межполюсном пространстве электродвигателя. Показаны их сильные и слабые стороны. При дроблении контуров обмотки возникают уравнительные токи. Для устранения потерь на уравнительные токи необходимо обязательно применять транспозицию проводников. Приведена уточненная формула для нахождения потерь на вихревые токи в обмотке якоря, проводники которого выполнены в виде жгута из нескольких проволок. Формула показала хорошую сходимость с экспериментальными данными.

Еще

Электродвигатели постоянного тока с полым якорем, потери в обмотках на вихревые токи

Короткий адрес: https://readera.ru/140229874

IDR: 140229874   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2017-3-31-34

Список литературы Учет потерь на вихревые токи в обмотках электродвигателей с полым якорем

  • Антонов А.Е., Киреев В.Г., Петухов И.С. Потери от уравнительных токов в многожильных обмотках беспазовых электрических машин//Техническая электродинамика. 2011. № 3. С. 33-39.
  • Васьковский Ю.Н., Титко А.И. Математическое моделирование вихревых токов и потерь в крайних пакетах сердечника статора турбогенератора//Техническая электродинамика. 2013. № 3. С. 50-56.
  • Данилина Э.М., Володин Г.И., Бреславец В.П. Потери энергии на вихревые токи в электромагнитных аппаратах вихревого слоя и способы их снижения//Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2014. № 1. С. 43-47.
  • Хомяк В.А., Прибылова Н.В. Анализ потерь в обмотке якоря электродвигателя постоянного тока//Энергия -XXI век. 2014. № 4 (88). С. 56-59.
  • Прибылова Н.В., Филонов С.А., Аксенов И.И. Потери на вихревые токи в обмотках электрических машин, вынесенных в воздушный зазор//В сборнике: Наука вчера, сегодня, завтра. Материалы научно-практической конференции. 2016. С. 236-239.
  • Макарчук А.В. Аналитический расчет потерь мощности от вихревых токов в роторах с постоянными магнитами//Техническая электродинамика. 2015. № 6. С. 41-45.
  • Афанасьев А.А. Расчет магнитных потерь электромеханических устройств//Электричество. 2016. № 6. С. 25-33.
  • Li Jian et al. Effects of MMF harmonics on rotor eddy-current losses for inner-rotor fractional slot axial flux permanent magnet synchronous machines//Magnetics, IEEE Transactions on 48.2. 2012. P. 839-842.
  • Makarchuk A. Eddy currents losses in a rotor of the high-speed generator with the permanent magnet excitation//Tekhnichna Elektrodynamika. 2013. № 1. P. 56-61.
  • Yamazaki, Katsumi, Fukushima Effect of eddy-current loss reduction by magnet segmentation in synchronous motors with concentrated windings//Industry Applications, IEEE Transactions on 47.2. 2011. P. 779-788.
Еще
Статья научная