|
Применение полевых методов в электромагнитных расчетах электрических машин
3.7.
Применение конечно-элементных моделей для поверочного
расчета явнополюсного синхронного генератора мощностью 1,5 МВт
с постоянными магнитами на роторе
( 1 2 3 4 )
При моделировании режима нагрузки одним из исходных данных является угол между
продольной осью
d
и магнитной осью обмотки. В случае обмоток с дробным
q
определение углового положения магнитной оси обмотки в рассматриваемый момент
времени оказывается более сложным, чем для обмоток с целым
q.
Точно определить этот угол можно, задав на модели мгновенные токи обмотки. Ротор
при этом следует моделировать гладким, без явновыраженных полюсов.
Рис. 3.14. К определению магнитной оси обмотки
Как видно из диаграммы МДС дробной обмотки, построенной обычным способом (рис.
3.14), распределение поля на соседних полюсных делениях может быть существенно
различным. В связи с этим само понятие «магнитная ось» для дробной обмотки
должно быть уточнено. Будем считать магнитной осью обмотки ось симметрии
положительной полуволны основной гармоники индукции поля, созданного в зазоре
обмоткой в рассматриваемый момент времени. Положительным направлением вектора
индукции в зазоре будем считать направление от ротора к статору. Такой подход
требует, как правило, выполнения гармонического анализа распределения индукции в
зазоре, однако эта операция довольно проста. Заметим только, что если при числе
полюсов более двух распределение поля снимается на всей окружности зазора,
магнитная ось обмотки совмещается с осью симметрии ближайшей к началу отсчета
положительной полуволны индукции.
На рис. 3.15 показана полная модель поперечного сечения генератора,
рассмотренного в [3-8]. Общее число узлов в модели – ок. 32 тыс., в
зазоре между магнитами ротора и зубцами статора – 4 слоя элементов.
Рис. 3.15. Конечно-элементная модель поперечного сечения
синхронного генератора с постоянными магнитами на роторе
мощностью 1,5 МВт (по данным [3-8])
Рис. 3.16. Конечно-элементная модель синхронного генератора
с постоянными магнитами (фрагмент).
Исходные данные
для моделирования номинального режима. Расчет плотностей тока, задаваемых в
фазах обмотки статора.
Номинальное фазное напряжение и номинальный фазный ток:
 В
 А
Максимальный ток фазы при одной параллельной ветви:
 А
Максимальному току фазы соответствует плотность тока на участке модели,
представляющем сечение катушки (20·40 мм2, 2 витка в катушке)
6,368 А/мм2.
Угол, определяющий положение ротора относительно магнитной оси якорной обмотки,
которая в момент времени, когда ток в фазе А достигает максимума,
совпадает с магнитной осью этой фазы, находится методом последовательных
приближений.
Назад
Продолжение
|