Вдосконалення Підходів Щодо Лінеаризації Магнітних Властивостей Осердя Електромеханічних Перетворювачів Для Чисельних Розрахунків

Мета роботи. Вдосконалення математичної моделі лінеаризації магнітних властивостей електротехнічної сталі осердя статора та ротора на основі метода кусочно-лінійної апроксимації кривої намагнічування, що дозволить значно скоротити кількість нелінійних рівнянь, та значно зменшити час чисельної реалізації 3D та 2D коло-польової моделі асинхронного електромеханічного перетворювача при збереженні точності чисельних розрахунків. Методи дослідження. Використовуються аналітичні методи розрахунку електромагнітного поля, метод скінчених елементів, аналітичні методи розрахунку електричних та магнітних кіл, методи кусочно-лінійної апроксимації. Отримані результати. Вдосконалено математичні моделі щодо лінеаризації кривої намагнічування для електротехнічної сталі осердя статора та ротора просторових 3D та плоско-паралельних 2D геометричних моделей осердя статора та ротора активної частини електромеханічного перетворювача змінного струму. Реалізовано підхід, щодо дроблення 2D загальної геометричної моделі осердя статора та ротора електромеханічного перетворювача на n-ну кількість елементарних площин осердя статора та ротора з застосуванням лінійної функції кривої намагнічування при µr=const. На основі даних результатів 2D польового моделювання дослідного зразка електромеханічного перетворювача для режиму неробочого ходу, у порівнянні з результатами моделювання при врахуванні загальної кривої намагнічування за всією розрахунковою областю, отримані значення нев’язки за струмом якоря, яка не перевищує 2,654%. Це дозволило знизити в 4,89 разів час чисельних розрахунків для 2D нестаціонарної постановки задачі при застосуванні спеціального програмного забезпечення Сomsol Multiphysics. Наукова новизна. Вдосконалено метод лінеаризації магнітних властивостей електротехнічної сталі осердя статора та ротора електромеханічного перетворювача, який дозволяє для окремих ділянок розрахункової області осердя статора та ротора застосовувати постійне значення відносної магнітної проникності µr=const. з достатньою похибкою чисельних розрахунків. Практична цінність. Запропонована методика щодо лінеаризації кривої намагнічування для електротехнічної сталі осердя статора та ротора просторових 3D та плоско-паралельних 2D геометричних моделей активної частини електромеханічного перетворювача змінного струму може бути застосована для різних типів електричних машин.