Elektrotehnìka ta Elektroenergetika (Jul 2017)
ОСОБЛИВОСТІ ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ СХЕМИ ЗАМІЩЕННЯ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА ДЛЯ РЕЖИМУ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ
Abstract
Мета. Розробка нової методики визначення параметрів асинхронного двигуна за допомогою реалізації тривимірної математичної моделі нестаціонарних електричних і магнітних полів, що забезпечує високу точність і достовірність результатів при врахуванні особливостей конструкції асинхронних двигунів, нелінійності електрофізичних і магнітних властивостей активних та конструкційних матеріалів. Методика. Чисельне моделювання сполучених просторових нестаціонарних електричних і магнітних полів асинхронного двигуна в режимі короткого замикання методами теорії електромагнітних полів, кінцевих елементів, теорії електричних машин і електричних кіл. Результати. Представлені теоретичні дослідження і дані моделювання на основі чисельної реалізації методом кінцевих елементів тривимірної нестаціонарної математичної моделі електромагнітних полів в асинхронному двигуні, що відображає особливості процесів перетворення енергії змінного струму в режимі дослідного короткого замикання. Дослідженнями встановлено, що в асинхронних двигунах малої потужності енергія магнітного поля локалізується в основному в областях сердечників і пазів статора і ротора. Але при цьому в зоні лобових частин обмоток статора виділяється до 15% від енергії магнітного поля асинхронного двигуна. У центральних зонах, протяжність яких сягає 60% довжини сердечників статора і ротора, магнітне поле наближається до плоскопаралельного поля, істотно видозмінюючись в зонах торців сердечників і лобових частин обмоток статора. Встановлено вплив характерних особливостей розподілу магнітного поля, його енергії на параметри короткого замикання асинхронного двигуна малої потужності і режими його роботи. Співвідношення між індуктивними опорами лобових частин обмоток статора і пазових частин статора і ротора для досліджуваного асинхронного двигуна для режиму дослідного короткого замикання склали відповідно 14,7% і 85,3%. Наукова новизна. Встановлено закономірності просторового розподілу індукції і енергії магнітного поля в режимі дослідного короткого замикання, визначені кількісні співвідношення між індуктивними опорами при локалізації енергії магнітного поля в області лобових частин обмоток статора і в областях сердечників і пазів статора і ротора асинхронних двигунів малої потужності. Практична значимість. За допомогою реалізації динамічної просторової моделі електромагнітних полів методом кінцевих елементів і даних чисельного моделювання динамічного режиму дослідного короткого замикання асинхронного двигуна визначено параметри його схеми заміщення з урахуванням конструктивних особливостей статора і ротора, нелінійності властивостей активних матеріалів в багатокомпонентної області моделювання. Обґрунтовано, що новий підхід до визначення параметрів схеми заміщення асинхронних двигунів на основі даних польового моделювання забезпечує істотне підвищення точності в порівнянні з загальновідомими ітераційно-емпіричними методами.
Keywords
