Математическое моделирование переходных процессов электрических машин на основе численного метода расчета электромагнитного поля

• Автор: Мартынов, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1996
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 324 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН С ДИСКРЕТНО РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ОБМОТКАМИ
1.1. Вводные замечания
1.2. Моделирование электромагнитного поля в активной
зоне насыщенной ЭМ
1.3. Уравнения связи между токами и потокосцеплениями ветвей электрической цепи насыщенной ЭМ
1.4. Определение токов индуктивно связанных ветвей
ЭМ по их потокосцеплениям
1.5. Выводы
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В СПЛОШНЫХ НЕЛИНЕЙНЫХ ПРОВОДЯЩИХ СРЕДАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
2.1. Вводные замечания
2.2. Представление расчетной области схемой
замещения и определение ее параметров
2.3. Уравнения переменных состояния схемы замещения электромагнитного поля и их
решение численными методами
2.4. Исследование электромагнитного поля в
пазу электрической машины

2.5. Моделирование электромагнитного поля в зубчатом массивном роторе с немагнитными проводящими клиньями
2.6. Построение упрощенной схемы замещения
зубцовой зоны КЗ ротора
2.7. Выводы
3. АЛГОРИТМЫ РАСЧЕТА СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ НАСЫЩЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
ПРИ ПЕРЕХОДНОМ ПРОЦЕССЕ
3.1. Расчетная область электрической машины
3.2. Организация матриц модели
3.3. Прямое формирование матриц проводимостей узлов
и эквивалентных узловых источников потока
3.4. Применение методов разреженных матриц при
анализе переходных процессов ЭМ
3.5. Особенность расчета асинхронных машин с КЗ обмоткой ротора
3.6. Порядок расчета переходных электромагнитных процессов ЭМ
3.7. Выводы
4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОВМЕЩЕННЫХ МАШИН
4.1. Вводные замечания
4.2. Расчетная область совмещенной ЭМ и схема
замещения ее магнитной цепи

4.3. Уравнения переменных состояния электрических ветвей обмоток статора и ротора совмещенной машины
4.4. Расчет правых частей уравнений переменных
состояния с учетом подключенной нагрузки
4.5. Адекватность разработанной математической модели электромагнитных процессов совмещенных ЭМ
4.6. Выводы
5. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА К РАСЧЕТУ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН РАЗЛИЧНОГО ИСПОЛНЕНИЯ
5.1. Расчет пусковых характеристик асинхронного
двигателя
5.2. Пусковые характеристики асинхронного двигателя
с повышенным пусковым моментом
5.3. Расчет переходных электромагнитных процессов двухскоростного АД
5.4. Моделирование электромагнитных процессов синхронных двигателей с постоянными магнитами
5.5. Выводы
6. ЧИСЛЕННЫЙ КОМПЛЕКСНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПРИ СИНУСОИДАЛЬНЫХ
ТОКАХ И ПОТОКОСЦЕПЛЕНИЯХ
6.1. Условия синусоидальности токов и потокосцеплений в ненасыщенных вращающихся электрических машинах с зубчатыми магнитопроводами

потока пазового рассеяния, заменяются магнитными оболочками. На рис. 1.6 эти магнитные оболочки сформированы таким образом, что они пересекают зубцовые зоны сердечников. Поэтому ветви зубцов содержат источники МДС.
В случае однослойных обмоток, если допустить, что поле пазового рассеяния не влияет на степень насыщения зубцов, весь поток пазового рассеяния можно считать сосредоточенно входящим в поверхности зубцов, обращенные к зазору, и использовать для расчета проводимостей пазового рассеяния инженерные формулы [125].
Проводимости взаимоиндукции между зубцами статора и ротора рассчитываются при различных взаимных положениях сердечников аналитическими [2] или численными [30] методами. По результатам расчета строятся кривые зависимостей этих проводимостей от угла поворота ротора Л(а) с учетом скоса пазов [8,27]. Полученные кривые
аппроксимируются тем или иным способом. В данной работе использовалась кубическая сплайн-интерполяция [154].
Принятая разбивка магнитопроводов на элементы и приведенная на рис. 1.6 схема замещения магнитной цепи, представляются довольно упрощенными, на первый взгляд, по сравнению с численными методами конечных разностей и конечных элементов. Однако исследования, приведенные в [21,58,86,97,100,145,156], показывают, что даже при весьма больших насыщениях такая модель дает хорошую точность расчета поля в активной зоне ЭМ с зубчатыми магнито-проводами.
Таким образом, магнитная цепь ЭМ при любом взаимном положении сердечников может быть представлена схемой замещения с сосредоточенными параметрами, которая будет содержать линейные и нелинейные проводимости с известными вебер-амперными характеристиками и источники МДС.