расчет снабжения цеха. Лабораторная работа 3. Моделирование магнитных потерь в стали статора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (задача магнитного поля переменных токов)
 Скачать 0.81 Mb.
|
|
М  ИНОБРНАУКИ РОССИИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный технический университет» (ФГБОУ ВО «СамГТУ») Кафедра «Электромеханика и автомобильное электрооборудование» Лабораторная работа №3. Моделирование магнитных потерь в стали статора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (задача магнитного поля переменных токов) Вариант - 6 Работу выполнили: Студенты 3-ЭТФ-7 Смирнов А.А., Кузьмин Г.П. Работу проверили: Макаричев Ю.А., Ратцев Я.А. Самара 2021 Цель работы: Получение навыков моделирования магнитного поля переменных токов методом конечных элементов в программной среде ELCUT. Краткое теоретическое описаниеПреобразование электрической энергии неизбежно связано с потерями, выделяющимися в виде тепла в активных частях машины. Разделяют несколько видов потерь: электрические (потери в меди), магнитные, механические и добавочные. Магнитные потери или потери в стали включают в себя потери в зубцах, ярмах магнитопровода и полюсах электрической машины, то есть в стальных участках магнитной системы, по которым замыкается переменный магнитный поток. Они зависят от марки стали, толщины листов, величины магнитной индукции и частоты перемагничивания. Магнитные потери состоят из потерь на гистерезис и потерь на вихревые токи, выделяясь в активной стали, они дополнительно подогревают машину и наиболее уязвимую с точки зрения температурного воздействия часть – её изоляцию. Магнитные потери могут составлять до 50 % и выше (в высокочастотных электрических машинах) от общих потерь. Определение потерь аналитическими методами затруднено в связи со сложным распределением магнитной индукции по сечению машины. Численное моделирование позволяют уточнить величину и локализацию этих потерь. Исходные данные на практическое задание (вариант 6):
 Рис. 1. Основные геометрические размеры моделируемой машины  Рис. 2. Геометрические размеры зубцово-пазовой зоны моделируемого двигателя Ход работыГеометрическая модель асинхронного двигателя была построена в программной среде ELCUT. Геометрическая модель асинхронного двигателя изображена на рис. 3.  Рис. 3. Геометрическая модель  Рис. 4. Расчет коэффициентов потерь в стали  Рис. 5. Индукция по контуру от сердечника ротора до воздушной оболочки По графику видно, что индукция присутствует в сердечнике и пазах ротора, в зубцах и ярме статора. Значение индукции близко к нулю в воздушном зазоре между статором и ротором и в воздушной оболочке вокруг статора. Индукция принимает максимальное значение в ярме статора т.к. оно обладает большим диаметром по сравнению с зубцами.  Рис. 6. Тепловыделение по контуру от сердечника ротора до воздушной оболочки Тепловыделение или потери в стали в сердечнике были приняты равными нулю, максимальное значение принимают в ярме статора из-за большей индуктивности в этом участке.  Рис. 7. Картина поля (Индукция) Проанализировав график, можно сделать вывод о том, что плотность линий магнитной индукции принимает наибольшие значения в ярме и зубцах статора, а также в роторе.  Рис. 8. Картина поля (Тепловыделение) Проанализировав рисунок 8, можно сделать вывод о том, что тепло выделяется в основном в ярме и зубцах статора электрической машины. Вывод: В ходе проведения лабораторной работы было установлено, что индукция больше в той части системы, которая больше диаметром (в данном случае ярмо статора шире зубцов, и индукция там больше). В то же время с ростом индукции возрастает тепловыделение, то есть увеличиваются потери в стали. Индукция максимальна в зубцах, находящихся между полюсами с разными фазами. На основе результатов расчёта магнитного поля переменных токов мы пришли к выводу, что тепло выделяется в основном в ярме и в зубцах статора. В роторе частота перемагничивания настолько низка, что магнитными потерями в роторе пренебрегают. |