Учет потерь на вихревые токи в обмотках электродвигателей с полым якорем

Н. В. Прибылова; С. А. Филонов; Е. Ю. Желтоухова

doi:10.20914/2310-1202-2017-3-31-34

Учет потерь на вихревые токи в обмотках электродвигателей с полым якорем

Н. В. Прибылова, С. А. Филонов, Е. Ю. Желтоухова

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-3-31-34

Полный текст:

Аннотация

Приведено обоснование целесообразности учета потерь на вихревые токи в обмотках малоинерционных электродвигателей постоянного тока с беспазовыми магнитоэлектрическими системами. Возросшая за последнее время мощность этих электродвигателей (за счет применения высококоэрцитивных постоянных магнитов) вызвала увеличение объёма меди в воздушном зазоре, а также величины магнитной индукции. Всё это явилось причиной возникновения существенных вихревых токов в обмотках, вынесенных в воздушный зазор, и, следовательно, необходимости учёта потерь от этих токов. Экспериментально получена зависимость потерь на вихревые токи от частоты вращения для электродвигателя постоянного тока с полым якорем мощностью 350 Вт. Величина этих потерь может достигать 30% от номинальной мощности электродвигателя. Рассмотрен механизм возникновения потерь. Вихревые токи возникают в зонах с переменной магнитной индукцией и вызывают появление силы, которая направлена навстречу вектору скорости и тормозит якорь. Показаны направления этих токов, векторы магнитной индукции, напряжённости магнитного поля и силы, действующей на проводник обмотки и тормозящей якорь. Предложены методы уменьшения потерь: дробление контуров вихревых токов, а также достижение равномерного распределения магнитной индукции в межполюсном пространстве электродвигателя. Показаны их сильные и слабые стороны. При дроблении контуров обмотки возникают уравнительные токи. Для устранения потерь на уравнительные токи необходимо обязательно применять транспозицию проводников. Приведена уточненная формула для нахождения потерь на вихревые токи в обмотке якоря, проводники которого выполнены в виде жгута из нескольких проволок. Формула показала хорошую сходимость с экспериментальными данными.

Ключ. слова

электродвигатели постоянного тока с полым якорем, потери в обмотках на вихревые токи,

УДК: 621.313

Об авторах

Н. В. Прибылова

Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I
к.т.н., доцент, кафедра электротехники и автоматики, ул. Мичурина, 1, г. Воронеж, 394087, Россия

С. А. Филонов

Е. Ю. Желтоухова

Воронежский государственный университет инженерных технологий
к.т.н., доцент, кафедра жиров, процессов и аппаратов химических и пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Список литературы

1. Антонов А.Е., Киреев В.Г., Петухов И.С. Потери от уравнительных токов в многожильных обмотках беспазовых электрических машин // Техническая электродинамика. 2011. № 3. С. 33–39.

2. Васьковский Ю.Н., Титко А.И. Математическое моделирование вихревых токов и потерь в крайних пакетах сердечника статора турбогенератора //Техническая электродинамика. 2013. № 3. С. 50-56.

3. Данилина Э.М., Володин Г.И., Бреславец В.П. Потери энергии на вихревые токи в электромагнитных аппаратах вихревого слоя и способы их снижения // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2014. № 1. С. 43-47.

4. Хомяк В.А., Прибылова Н.В. Анализ потерь в обмотке якоря электродвигателя постоянного тока // Энергия – XXI век. 2014. № 4 (88). С. 56–59.

5. Прибылова Н.В., Филонов С.А., Аксенов И.И. Потери на вихревые токи в обмотках электрических машин, вынесенных в воздушный зазор // В сборнике: Наука вчера, сегодня, завтра. Материалы научно-практической конференции. 2016. С. 236–239.

6. Макарчук А.В. Аналитический расчет потерь мощности от вихревых токов в роторах с постоянными магнитами // Техническая электродинамика. 2015. № 6. С. 41-45.

7. Афанасьев А.А. Расчет магнитных потерь электромеханических устройств // Электричество. 2016. № 6. С. 25-33.

8. Li Jian et al. Effects of MMF harmonics on rotor eddy-current losses for inner-rotor fractional slot axial flux permanent magnet synchronous machines // Magnetics, IEEE Transactions on 48.2. 2012. P. 839-842.

9. Makarchuk A. Eddy currents losses in a rotor of the high-speed generator with the permanent magnet excitation // Tekhnichna Elektrodynamika. 2013. № 1. P. 56-61.

10. Yamazaki, Katsumi, Fukushima Effect of eddy-current loss reduction by magnet segmentation in synchronous motors with concentrated windings//Industry Applications, IEEE Transactions on 47.2. 2011. P. 779-788.

Дополнительные файлы

Для цитирования: Прибылова Н.В., Филонов С.А., Желтоухова Е.Ю. Учет потерь на вихревые токи в обмотках электродвигателей с полым якорем. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2017;79(3):31-34. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-3-31-34

For citation: Pribylova N.V., Filonov S.A., Zheltoukhova E.Y. The count of losses by eddy currents in the windings of electric motors with hollow anchor. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2017;79(3):31-34. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-3-31-34

Обратные ссылки

Обратные ссылки не определены.

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)

Логин
Пароль