Метод относительных величин для расчета магнитных потоков в электрических машинах

Введение. Статья знакомит с результатами исследований модели асинхронного электродвигателя, выполненных автором в рамках целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы». Материалы и методы. В системах векторного управления, как правило, используется модель идеализированной асинхронной машины (с синусоидальным распределением магнитной индукции в воздушном зазоре), изготовить обмотки которой не представляется возможным. Основой представленного в статье метода расчета стал метод проводимостей зубцовых контуров, разработанный на кафедре электрических машин ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет "МЭИ"». В отличие от данного метода, в работе были использованы не абсолютные, а относительные величины магнитных потоков, что принципиально улучшило возможности метода. Для относительных величин не требуется дополнительное рассмотрение точной картины магнитного поля зубца и соседних пазов, поскольку данные картины для всех зубцов машины отличаются только величиной. Целью расчетов стал не традиционный гармонический анализ распределения магнитной индукции в воздушном зазоре машины, а уточнение уравнений модели электрической машины. Исследователи векторного управления использовали только функцию cos(d) как величину коэффициента взаимной магнитной связи между обмотками. Результаты исследования. Был разработан способ учета конструкции обмоток реальной машины путем использования (воображаемой) измерительной обмотки, имеющей такую же конструкцию, что и реальная фазная обмотка. Расчет относительных магнитных потоков этой обмотки, которая может помещаться в позицию любой из обмоток машины, позволил рассчитать реальные величины коэффициентов магнитной связи обмоток и найти поправочные функции к модели идеализированной машины. Моделирование в MATLAB показало, что предложенное уточнение модели идеализированной машины делает электромагнитные процессы подобными процессам реальных машин. Обсуждение и заключения. Важно, что применение предложенных поправочных функций не требует переработки созданных ранее систем векторного управления. Данные функции также уточняют преобразования Парка и Кларк. Модель электрической машины становится более точной, a процессы в ней - соответствующими процессам в реальной машине; появляются возможности для более верного управления электрической машиной.