Метод улучшения удельных показателей синхронных реактивных, индукторных электрических машин и повышения электробезопасности при их эксплуатации
Автор: Горожанкин Алексей Николаевич, Максимов Никита Максимович, Ржавцев Леонид Андреевич, Захаров Данила Дмитриевич
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Техносферная безопасность в электроэнергетике
Статья в выпуске: 2 т.24, 2024 года.
Бесплатный доступ
Предложен метод оптимизации, который позволил увеличить удельные показатели синхронных реактивных и индукторных электрических машин (удельный момент, КПД, коэффициент мощности) до теоретически возможного предела как при номинальной нагрузке, так и в зоне четырехкратной перегрузки по фазному току. Показано, что удельный момент на единицу массы при равных потерях и тепловых состояниях синхронных реактивных и индукторных электрических машин в сравнении с аналогичным показателем асинхронного двигателя в номинальном режиме лежит в диапазоне от -5 до 75 %, в режиме 4-кратной перегрузки по току - в диапазоне от -36 до 66 %. Показатели по действующему и максимальному напряжениям для электрических машин рассматриваемого класса, чья скорость ротора сопоставима с аналогичным показателем асинхронного двигателя, выше на 10-45 %. Это следует учитывать при проектировании для них электрического преобразователя, заложив соответствующие запасы по напряжению. Показано, что по величине показателей отношения момента к действующему и максимальному напряжениям синхронные реактивные и индукторные электрические машины превосходят асинхронный двигатель до 3-6 крат. Предложен критерий оптимизации, равный отношению электромагнитного момента к действующему значению индукции в зазоре, который позволит, используя конечно-элементные модели и рассмотренный в статье метод оптимизации, получить оптимальные с точки зрения электробезопасности и потерь в стали синхронные реактивные и индукторные электрические машины.
Удельные показатели, повышение электробезопасности, перенапряжения, геометрия активной зоны, управляющие воздействия, синхронные реактивные электрические машины, конечно-элементные модели
Короткий адрес: https://sciup.org/147244012
IDR: 147244012 | DOI: 10.14529/power240211
Список литературы Метод улучшения удельных показателей синхронных реактивных, индукторных электрических машин и повышения электробезопасности при их эксплуатации
- Vagati, A. Synchronous reluctance electrical motor having a low torque-ripple design / A. Vagati // US patent 5818140 A.
- Marongiu, I. Improved modelling of a distributed anisotropy synchronous reluctance machine / I. Marongiu, A. Vagati // IEEE-IAS, 1991, Dearborn, USA, October 1991. – P. 238-243.
- Evaluation of torque ripple in high performance synchronous reluctance machines / A. Fratta, G. P. Troglia, A. Vagati, F. Villata // IEEE-IAS Annual meeting. – Toronto (Canada), October 1993. – Vol. I. – P. 163-170.
- Усынин, Ю. С. Электроприводы и генераторы с синхронной реактивной машиной независимого возбуждения / Ю.С. Усынин, М.А. Григорьев, К.М. Виноградов // Электричество. – 2007. – №3 – С. 21–26
- Faiz, J. Aspects of design optimization for switched reluctance motors / J. Faiz, J.W. Finch // IEEE Transactions on Energy Conversion. – 1993. – Vol. 8, no. 4. – P. 704-713.
- A new general design method of segmented rotor wound field flux switch-ing motors with complementary magnet circuit / W.H.R. Cao, Y. Jin, Y. Zhang // IEEE Magnetics Conference (INTERMAG). – 2015. – Article ID: 4731
- A novel double-stator tubular vernier permanent-magnet motor with high thrust density and low cogging force / Z.G. Liu, W.X. Zhao, J.U. Ji, Q.N. Chen и др. // IEEE. Transactions on Magnetics. – 2015. – Vol. 51, issue 7. – Article ID: 8105807.
- Drive for dc-biased sinusoidal current vernier reluctance motors with re-duced power electronics devices / W.B. Kong, D.G. Jiang, R.I. Qu // 2017 IEEE International Electric Machines and Drives Conference (IEMDC). – 2017. – Vol. 65, Issue7. – P. 685–701.
- J. L. Guardado, V. Venegas, E. Melgoza and K. J. Cornick, "A three phase model for transient overvoltage studies on electrical machines during se-quential pole closure," Conference Record of 1998 IEEE Industry Applications Conference. Thirty-Third IAS Annual Meeting (Cat. No.98CH36242), St. Louis, MO, USA, 1998, pp. 2292-2298 vol.3, doi: 10.1109/IAS.1998.730134.
- Исследование электрических характеристик микроструктуры варисторов для ограничения перенапряжений в кабельных сетях / А.В. Коржов //Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2023.– Том 23, № 2.– C.46–54.
- Nickel (II)-Polysiloxane “Sandwiches” as Electrical Breakdown Protec-tive Materials / K. V. Deriabin, M. A. Dziuba, A. A. Rashevskii и др. // ACS Applied Polymer Materials, 2023 5 (1), p. 892-898. DOI: 10.1021/acsapm.2c01822
- Горожанкин, А.Н. Особенности синтеза синхронных реактивных и индукторных электрических машин / А.Н. Горожанкин, А.В. Коржов // Вестник ЮУрГУ. Серия “Энергетика”. – 2022. – Том 22, № 2. – С. 81–91.
