Математическая модель синхронной электрической машины с постоянными магнитами с дробными зубцовыми обмотками

• Автор: Вяльцев, Георгий Бенцианович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 193 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Особенности конструкции и обзор методов исследования синхронных электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов
1.1. Особенности конструкции синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов и дробными зубцовыми обмотками
1.1.1. Особенности конструкции статора
1.1.2. Особенности конструкции ротора
1.1.3. Особенности конструкции дробной зубцовой обмотки
1.2. Влияние конструктивных особенностей синхронных машин с постоянными магнитами и дробной зубцовой обмоткой на характеристики и режимы работы .
1.2.1. Пульсации электромагнитного момента, вызванные особенностями конструкции магнитопровода и обмотки
1.2.2. Искажение реактивных сопротивлений и гармонического состава ЭДС в установившихся и переходных режимах.
1.3. Обзор существующих и обоснование предлагаемого метода исследования синхронных машин с постоянными магнитами.
1.3.1. Аналитические методы 3
1.3.2. Численные методы
1.3.3. Обоснование предлагаемого метода
1.4. Вывод
Глава 2. Математическая модель синхронной электрической машины с возбуждением от постоянных магнитов. Принципы и алгоритмы, использованные в модели
2.1. Базовая система уравнений модели
2.2. Система уравнений электромеханического равновесия для синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов
2.3. Получение динамически определяемых дифференциальных индуктивностей
2.3.1. Допущения при расчете состояния магнитной системы
2.3.2. Введение понятия «известные точки»
2.3.3. Интерполяция «известных точек» для получения динамических индуктивностей
2.3.4. Рекомендации по построению матрицы известных точек
2.4. Решение для статической задачи
2.5. Распространение решения на динамические задачи
2.6. Алгоритм моделирования
2.6.1. Рекомендации по выбору А?
2.6.2. Алгоритм моделирования работы электрической машины при питании от источника ЭДС при незаданной частоте вращения ротора
2.6.3. Цикл моделирования работы электрической машины при питании от источника тока при незаданной частоте вращения ротора
2.6.4. Цикл моделирования работы электрической машины при заданной частоте вращения ротора
2.7. Программная реализация
Глава 3. Экспериментальная проверка модели и оценка практической погрешности моделирования

3.1. Экспериментальная проверка корректности моделирования рабочих режимов электрической машины
3.1.1. Моделирование холостого хода синхронного генератора Оценка точности определения ЭДС.
3.1.2. Моделирование работы синхронного генератора при работе на автономную активную нагрузку.
3.1.3. Моделирования режимов холостого хода и работы генератора на автономную нагрузку классическими методами.
3.1.4. Оценка погрешности моделирования кривой фазного напряжения.
3.1.5. Оценка погрешности определения электромагнитного момента
3.2. Использование модели для исследования пульсаций электромагнитного момента
3.2.1. Объект исследования
3.2.2. Исследуемая система
3.2.3. Исследование момента залипання.
3.2.4. Компенсация момента залипання сдвигом пакета ротора.
3.3. Исследование несимметричного короткого замыкания в синхронном генераторе с постоянными магнитами
3.3.1. Постановка натурного эксперимента
3.3.2. Постановка виртуального эксперимента
3.3.3. Сравнение виртуального и натурного эксперимента
3.3.4. Исследование процесса однофазного короткого замыкания путем решения системы уравнений в системе координат
3.4. Выводы

удельной проводимости не может быть реализовано физически, а также, потому что полную проводимость в нелинейной системе с насыщением стали нельзя разложить на составляющие и затем составить из них схему замещения [59].
Резюмируя вышесказанное: исследование СМПМ с ДЗО аналитическими методами затруднено из-за особенностей этого типа машин по следующим причинам:
1. Необходимость учёта насыщения, в том числе локальных.
На рисунках 1.15, 1.16 приведены картины магнитного поля разных СМПМ. Темные области на этих рисунках соответствуют областям максимального насыщения. По рисункам видно, что магнитопроводы статора и ротора в СМПМ значительно насыщены, причем насыщение локализовано в определенных элементах конструкции. Такие области насыщения не достаточно корректно учитываются в традиционных методиках.
Density Plot: |В|, Tesla
5.449е-001 : 6.539е-
4.359е-001 : 5.449е-
3.269е-001 : 4 359е-
_ 2.180е-001 : 3.269е-001 “ 1 090е-001 : 2 180е-001 - <0.000е+000 : 1.090е-
2.071 е+000 : >2.180е+000 1.962е+000 : 2.071 е+000 1,853е+000 : 1.962е+000 1 744е+000 : 1.853е+000 1,635е+000 : 1.744е+000 1.526е+000 : 1.635е+000 1.417е+000 : 1.526е+000 1.308е+000 : 1.417е+000 1.199е+000 : 1.308е+000 1.090е+000 : 1199е+000 9.808е-001 : 1.090е+000 8.718е-001 : 9.808е-001 7.629е-001 : 8.718е-001 6 539е-001 : 7.629е-
Рис. 1.15. Распределение насыщение в СМПМ с радиальными магнитами