Ключові слова
permanent magnet
synchronous motor
finite element method
no-load back EMF
actual length and effective length of the stator core
marginal effect початок лінії
постійний магніт
синхронний двигун
метод скінченних елементів
зворотна ЕРС холостого ход
фактична довжина та ефективна довжина сердечника статора
граничний ефект
Як цитувати
Анотація
При застосуванні методу скінченних елементів для розрахунку проти-ЕРС холостого ходу високовольтного синхронного двигуна з постійними магнітами прямого пуску (HV-LS-PMSM) вибір фактичної і ефективної дов-жини сердечника статора призводить до різних результатів розрахунку. Наведено приклад точного визначення зворотної ЕРС холостого ходу двигуна з вентиляційними каналами. Як прототип для реалізації кінцево-елементної моделі обраний двигун потужністю 1000 кВт, 10 кВ. Коректність моделі підтверджена аналітич-ним шляхом. Перш за все на основі фактичної довжини сердечника статора розглядаються 2D і 3D кінцево-елементні моделі без вентиляційних каналів. Різниця між цими моделями визначається шляхом обчислення проти-ЕРС холостого ходу. Потім ефективна довжина сердечника статора 2D моделі визначається по різниці розрахункових значень ЕРС холостого ходу для моделей фактичної довжини. Нарешті розглядається 3D кінцево-елементна модель з вентиляційними каналами, аналізується вплив вентиляційних каналів на проти-ЕРС холостого ходу. Таким чином, у статті представлено метод розрахунку проти-ЕРС холостого ходу для кінцево-елементної 2D моделі, що спрощує розрахунковий процес і підвищує ефективність проектування двигуна. Бібл. 14, рис. 6, табл. 2.
Посилання
Aliabad A.D., Ghoroghchian F. Design and Analysis of a two-speed line start synchronous motor: scheme one. IEEE Transactions on Energy Conversion. 2016. No 1. Pp. 366-372.
Ding T., Takorabet N., Sargos F., Wang X. Design and analysis of different line-start PM synchronous motors for oil-pump applications. IEEE Transactions on Magnetics. 2009. No 3. Pp. 1816-1819.
Grebenikov V.V., Priymak M.V. Design of the electric motor with permanent magnets for electric vehicle ac-cording the driving cycle. Technical Electrodynamics. 2018. No 5. Pp. 65-68.
DOI: https://doi.org/10.15407/techned2018.05.065
Huang W., Bettayeb A., Kaczmarek R., Vannier J. Optimization of magnet segmentation for reduction of eddy-current losses in permanent magnet synchronous machine. IEEE Transactions on Energy Conversion. 2010. No 2. Pp. 381-387.
Isfahani A.H., Vaez-Zadeh S. Line start permanent magnet synchronous motors: Challenges and opportunities. Energy. 2009. No 11. Pp.1755-1763.
Jedryczka C., Wojciechowski R. M., Demenko A. Influence of squirrel cage geometry on the synchronisation of the line start permanent magnet synchronous motor. IET Science Measurement & Technology. 2015. No 2. Pp. 197–203.
Lafari-Shiadeh S.M., Ardebili M. Analysis and comparison of axial-flux permanent-magnet brushless-dc ma-chines with fractional-slot concentrated-windings. 4th Annual International Power Electronics, Drive Systems and Technologies Conference. Tehran, Iran, February 13-14, 2013. Pp. 72-77.
Melfi M.J., Umans S.D., Atem J.E. Viability of highly efficient multi-horsepower line-start permanent-magnet motors. IEEE Transactions on Industry Applications. 2015. No 1. Pp. 120-128.
Nam K., Hwang S., Shin P.S. An end-effect equivalent factor for back-EMF analysis of PMSM. 20th Interna-tional Conference on Electrical Machines and Systems. Sydney, NSW, Australia, August 11-14, 2017. Pp. 1-4.
Vaskovskyi J.M., Haydenko J.A. Research of electromagnetic processes in permanent magnet synchronous motors based on a "electric circuit - magnetic field" mathematical model. Technical Electrodynamics. 2018. No 2. Pp. 47-54. DOI: https://doi.org/10.15404/techned2018.02.047
Vansompel H., Sergeant P., Dupre L. A multilayer 2-D-2-D coupled model for eddy current calculation in the rotor of an axial-flux PM machine. IEEE Transactions on Energy Conversion. 2012. No 3. Pp. 784-791.
Yamazaki K., Fukushima Y., Sato M. Loss analysis of permanent-magnet motors with concentrated windings-variation of magnet eddy-current loss due to stator and rotor shapes. IEEE Transactions on Industry Applications. 2009. No. 4. Pp. 1334-1342.
Zhu J., Li S., Song D., Han Q., Li, G. Magnetic field calculation and multi-objective optimization of axial flux permanent magnet generator with coreless stator windings. Journal of Electrical Engineering & Technology. 2018. No 4. Pp. 1585-1594.
Zhang Z., Xie Z., Ma H., Zhong Q. Analysis of demagnetization fault back-emf of permanent magnet synchro-nous motor using mathematical model based on magnetic field superposition principle. Technical Electrodynamics. 2016. No. 2. Pp. 42-48. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2016.02.042
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2022 Array