Исследование влияния длины асинхронного электродвигателя на распределение магнитного поля и создаваемый им вращающий момент

Авторы: Персова М. Г., Соловейчик Ю. Г., Гамадин М. В., Сердобинцева М. Л.

Аннотация: Работа посвящена вычислительным схемам конечноэлементного моделирования трехмерных электромагнитных полей в асинхронных электродвигателях. Вычислительные схемы основаны на совместном использовании квазитрехмерной и трехмерной постановок. При этом квазитрехмерная постановка используется для моделирования электродинамического процесса в электродвигателе и включает в себя расчет электромагнитного поля в сечении двигателя, по которому осуществляется расчет токов в обмотках статора и ротора с учетом их замыкания в торцевых зонах. Трехмерная постановка основана на решении трехмерной нелинейной задачи магнитостатики, в которую в качестве источников передаются токи в обмотках статора и ротора, вычисленные в квазитрехмерной постановке. В работе приводится описание математического аппарата решения трехмерной задачи и метода расчета электромагнитной силы в объеме электрической машины. Приводятся результаты расчета объемной и поверхностной составляющих вращающего момента электромагнитной силы и их суммы для различных пространственных дискретизаций, демонстрирующих точность получаемого решения, а также сравнение значений вращающего момента, рассчитанного через распределение магнитной индукции, и момента, рассчитанного через баланс мощностей. Анализируются значения вращающих моментов, создаваемых электромагнитной силой на отдельных участках машины. Оценивается влияние длины асинхронного электродвигателя на распределение магнитного поля и создаваемый им вращающий момент. Показано, что влияние торцевых зон на значение магнитных потоков и на значение вращающего момента для конструкции электрической машины даже с длиной, вдвое меньшей ее диаметра, несущественно.

Ключевые слова: 3d-моделирование, электромагнитное поле, метод конечных элементов, асинхронный электродвигатель, квазитрехмерная постановка, нелинейные задачи, вращающий момент, метод скалярных потенциалов

Библиография статьи: Персова М. Г. Исследование влияния длины асинхронного электродвигателя на распределение магнитного поля и создаваемый им вращающий момент / М. Г. Персова [и др.] // Доклады ТУСУР. – 2014. – № 1(31). – С. 222–228.