Магнитные проводимости двухполюсной реактивной машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора

Магнитные проводимости двухполюсной реактивной машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора

Автор: Гельвер Фдор Андреевич, Самосейко Вениамин Францевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power

Рубрика: Электромеханические системы

Статья в выпуске: 2 т.18, 2018 года.

Бесплатный доступ

На основе предложенной схемы замещения магнитной цепи реактивной электрической машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора получены аналитические зависимости, позволяющие определить продольную и поперечную магнитные проводимости двухполюсной реактивной машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора с учетом крепежной выемки и межполюсного немагнитного промежутка. Представлены результаты сравнения двух вариантов изготовления ротора реактивной машины с использованием продольной шихтовки ротора (ALA) и поперечной шихтовки ротора (TLA) по коэффициенту поперечной магнитной проводимости. Представленное математическое описание может быть использовано для построения методики проектирования реактивной электрической машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора с продольной шихтовкой пакетов полюса ротора (ALA). Из полученных результатов следует, что крепежная выемка и межполюсный воздушный промежуток существенно уменьшают поперечную магнитную проводимость машины, а следовательно, улучшают ее эффективность.

Еще

Анизотропная магнитная проводимость, продольная шихтовка полюса ротора, магнитный потенциал, магнитное напряжение, коэффициент поперечной магнитной проводимости

Короткий адрес: https://sciup.org/147232685

IDR: 147232685   |   DOI: 10.14529/power180209

Список литературы Магнитные проводимости двухполюсной реактивной машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора

  • Tammi A., Termini P., Kansakangas T. Magnet-Free Motor Technology for Field Speed Applications Reaching "IE5" Efficiency Level. Emends 15, Helsinki 15-17 September 2015. Available at: http://www.eemods15.info/ midcom-serveattachmentguid-1e55dfbb33f02fc5dfb11e5ac6fc777b4bb692d692d/motors6_ari_tammi.pdf (accessed 20.01.2018).
  • Bianchi N., Bolognani S., Bon D., Dai Pre M. Rotor Flux-Barrier Design for Torque Ripple Reduction in Synchronous Reluctance and PM-Assisted Synchronous Reluctance Motors // IEEE Trans. on Ind. Appl., 2009, vol. 45, no. 3, pp. 921-928. DOI: 10.1109/TIA.2009.2018960
  • Boglietti A., Cavagnino A., Pastorelli M., Vagati A. Experimental Comparison of Induction and synchronous reluctance motors performance // Conference Record of the 2005 Industry Applications Conference, Fortieth IAS Annual Meeting, 2005, vol. 1, pp. 474-479. DOI: 10.1109/IAS.2005.1518350
  • Bomela X.B., Kamper M.J. Effect of Stator Chording and Rotor Skewing on Performance of Reluctance Synchronous Machine // IEEE trans. on Ind. Appl., 2002, no. 1, pp. 91-100. DOI: 10.1109/28.980362
  • Oprea C., Dziechciarz A, Martis C. Comparative Analysis of Different Synchronous Reluctance Motor Topologies // International Conference on Environment and Electrical Engineering, 2015. DOI: 10.1109/EEEIC.2015.7165463
  • Fratta А., Troglia G.P., Vagati A., Villata F. Torque Ripple Evaluation of High-Performance Synchronous Reluctance Machines // IEEE Trans. Ind. Appl. Mag., 1995, vol. 1, no. 4, pp. 14-22.
  • DOI: 10.1109/2943.392459
  • Haataja J.A. Comparative Performance Study of Four Pole Induction Motors and Synchronous Reluctance Motor in Variable Speed Drives. Lappeenranta University of Technology, 2003. 138 р.
  • Ho Lee J., Lee K., Hyun Cho Y., Won Yun T. Characteristics Analysis and Optimum Design of Anisotropy Rotor Synchronous Reluctance Motor Using Coupled Finite Element Method and Response Surface Methodology // IEEE Transactions on Magnetics, 2009, vol. 45, pp. 4696-4699.
  • DOI: 10.1109/TMAG.2009.2024877
  • Ho Lee J. Optimum Design Criteria for Maximum Torque Density and Minimum Torque Ripple of SynRM According to the Rated Wattage Using Response Surface Methodology // IEEE Transactions on Magnetics, 2009, vol. 45, pp. 1578- 1581.
  • DOI: 10.1109/TMAG.2009.2012747
  • Hofmann H., Sanders S.R. High-Speed Synchronous Reluctance Machine with Minimized Rotor Loss // IEEE Transactions on Industry Applications, 2000, vol. 36, no. 2, pp. 531-539.
  • DOI: 10.1109/28.833771
  • Hortman M.B. Implementation and Evaluation of a Full-Order Observer for a Synchronous Reluctance Motor // Thesis, School of Electrical and Computer Engineering Georgia Institute of Technology, 2004. 63 р.
  • Hossein A., Abolfazl V. Rotor Geometry Parameter Optimization of Synchronous Reluctance Motor Using Taguchi Method // Przegląd Elektrotechniczny, 2013, pp. 197-201.
  • Hudak P., Hrabovcova V., Rafajdus P. Geometrical Dimension Induence of Multi-Barrier Rotor on Reluctance Synchronous Motor Performances // International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion SPEEDAM, 2006, pp. 346-351.
  • DOI: 10.1109/SPEEDAM.2006.1649796
  • Kolehmainen J. Synchronous Reluctance Motor with Form Blocked Rotor // IEEE Transactions on Energy Conversion, 2010, pp. 450-456.
  • DOI: 10.1109/TEC.2009.2038579
  • Haataja J. A Comparative Performance Study of Four-Pole Induction Motors and Synchronous Reluctance Motors in Variable Speed Drives. Lappeenranta, 2003.
  • Kamper M.J., Van der Merwe F.S., Williamson S. Directnite Element Design Optimization of the Cageless Reluctance Synchronous Machine // IEEE Transactions on Energy Conversion, 1996, vol. 11, no. 3, pp. 547-555.
  • DOI: 10.1109/60.537006
  • Kim K.-C., Ahn J.S., Won S.H., Hong J.-P., Lee J. A Study on the Optimal Design of SynRM for the High Torque and Power Factor // IEEE Transactions on Magnetics, 2007, vol. 43, no. 6, pp. 2543-2545.
  • DOI: 10.1109/TMAG.2007.893302
  • Lipo T.A. Synchronous Reluctance Machine, a Viable Alternative for AC Drives // E.M.P.S., 1991, vol. 19, pp. 659-671.
  • Lipo T.A., Vagati A., Malesani L., Fukao T. Synchronous Reluctance Motors and Drives. A New Alternative // IEEE IAS Annual Meeting, Tutorial Course, Electric Machines Committee, 1992, pp. 29-33.
  • DOI: 10.1109/IAS.1992.244463
  • Moghaddam R.R. Synchronous Reluctance Machine (SynRM) Design // Thesis in Power Electrical Engineering, Royal Institute of Technology, 2007. 103 p.
  • Moghaddam R.R., Magnussen F., Sadarangani Ch. Theoretical and Experimental Reevaluation of Synchronous Reluctance Machine // IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2010, vol. 57, no. 1, pp. 6-13.
  • DOI: 10.1109/TIE.2009.2025286
  • Moghaddam R.R. Synchronous Reluctance Machine (SynRM) Design. KTH Electrical Engineering, Stockholm, 2007.
  • Saxena R., Banerji G. K., Srivastava A., Rawat H. S. Performance Analysis of Axially Laminated Anisotropic Synchronous Reluctance Motor // 7th WSEAS International Conference on Electric Power Systems, High Voltages, Electric Machine, Venice, 2007.
  • Staton D.A., Wood S.E., Miller T. J. E. Maximizing the Saliency Ratio of the Synchronous Reluctance Motor // IEE Proceeding, 1993, pp. 49-59.
  • DOI: 10.1049/ip-b.1993.0031
  • Matsuo T., Lipo T.A. Rotor Design Optimization of Synchronous Reluctance Machine // IEEE Transactions on Energy Conversion, 1994, pp. 359-365.
  • Tahi S., Ibtiouen R., Bounekhla M. Design Optimization of Two Synchronous Reluctance Machine Structures with Maximized Torque and Power Factor // Progress in Electromagnetics Research B, 2011, vol. 35, pp. 369-387.
  • Luo Y.-J., Hwang G.-J., Liu K.-T. Design of Synchronous Reluctance Motor // Electrical Electronics Insulation Conference, and Electrical Manufacturing & Coil Winding Conference, Rosemont, IL, 1995.
  • DOI: 10.1109/EEIC.1995.482390
  • Гельвер Ф.А. Реактивная электрическая машина с анизотропной магнитной проводимостью ротора // Конференция молодых ученых и специалистов. СПб.: ФГУП «Крыловский государственный научный центр», 2014. С. 25-34.
  • Гельвер Ф.А., Белоусова Н.В., Самосейко В.Ф. Реактивный электромеханический преобразователь с анизотропной магнитной проводимостью ротора // Труды VIII международной (XIX всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2014. Саранск: Издательство Мордовского университета, 2014. С. 394-398.
  • Дмитриевский В.А., Прахт В.А., Казакбаев В.М. и др. Экспериментальное сравнение асинхронного и синхронного реактивного электродвигателей // XVI науч.-техн. конф. «Электроприводы переменного тока» - ЭППТ. 2015. Екатеринбург. С. 19-22.
  • Самосейко В.Ф., Гельвер Ф.А., Хомяк В.А., Хайров Д.А. Синхронные машины с анизотропной магнитной проводимостью ротора. Методика проектирования. Алгоритмы управления. СПб.: ФГУП "Крыловский государственный научный центр", 2016. 174 с.
  • Самосейко В.Ф., Гельвер Ф.А. Сравнение различных типов реактивных электрических машин по энергетическим показателям // Труды Крыловского государственного научного центра. 2015. Вып. 89 (373). С. 201-208. [Samoseyko V.F., Gelver F.A.
  • Захаров А.В. Перспективы технического применения синхронных электродвигателей с анизотропной магнитной проводимостью ротора // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития электротехнологии (XVIII Бернадосовские чтения)». Иваново, 2015. С. 124-127.
  • Low Voltage IE4 Synchronous Reluctance Motor and Drive Package for Pump and Fan Applications, Catalog ABB, 2013. Available at: https://library.e.abb.com/public/21ee11b9fddfa677c1257bd500219300/ Catalog_IE4_SynR M_EN_06-2013_9AKK105828_lowres.pdf (accessed 20.01.2018).
  • Low Voltage IE4 Synchronous Reluctance Motor and Drive Package for Pump and Fan Applications, Katalog ABB, June, 2013. Available at: http://www.abb.com/motors&generators (accessed 20.01.2018).
  • Суворкова Е.Е., Дементьев Ю.Н., Бурулько Л.К. Расчет магнитных полей и индуктивных параметров синхронных реактивных двигателей // Фундаментальные исследования. 2016. № 6. С. 112-116.
  • Милых В.И., Данько В.Г., Полякова Н.В. Методология поверочного электромагнитного расчета сверх-переходного криотурбогенератора на основе решения полевых задач // Электротехника и электромеханика. 2002. № 2. C. 47-52
  • Пашковский А.В. Численно-аналитические методы стандартных элементов для моделирования стационарных физических полей в линейных кусочно-однородных и нелинейных средах: дис. … д-ра техн. наук. Новочеркасск, 2014.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp