ВЛИЯНИЕ НЕСООСНОСТИ РОТОРА НА ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

DOI: 10.47026/1810-1909-2022-3-35-44

УДК 621.313.10.013-251

ББК З291.53

А.А. АФАНАСЬЕВ, В.С. ГЕНИН, Н.Н. ИВАНОВА

Ключевые слова

вентильный двигатель, магнитное поле, магнитная индукция, ротор, пульсации, электромагнитный момент

Аннотация

Представлена математическая модель магнитного поля в рабочем зазоре магнитоэлектрического вентильного двигателя при несоосности ротора относительно оси статора, возникающей при изготовлении, например, из-за дефектов подшипниковых щитов или в процессе эксплуатации вследствие износа подшипников. С помощью конформного преобразования неравномерного воздушного зазора в равномерный (круговое кольцо) проведено исследование магнитного поля в воздушном зазоре двигателя. Рассмотрен случай, когда участок воздушного зазора с минимальным размером неподвижен и связан с конкретным местом поверхности расточки статора. Зубчатость статора учитывалась в среднем с помощью коэффициента Картера. Магнитное поле в неоднородном воздушном зазоре, создаваемое магнитами ротора и током обмотки статора, принималось плоскопараллельным, имеющим двумерный характер.

Получено, что несоосность ротора, связанная с вращательным движением участка воздушного зазора с минимальным размером, приводит к появлению несинусоидальности ЭДС и пульсаций электромагнитного момента с частотой, превышающей в 3p раз частоту вращения ротора (p – число пар полюсов). При неподвижном положении участка воздушного зазора с минимальным размером наводится переменная ЭДС вдоль вала ротора, вызывающая переменный ток в контуре: вал – подшипники – подшипниковые щиты – корпус статора.

Пульсации момента электромагнитного момента двигателя вызваны появлением преимущественно 3-й и 9-й гармоник, величины которых с увеличением несоосности растут по закону, близкому к линейному. Постоянная составляющая электромагнитного момента несколько растет с увеличением несоосности.

Литература

1. Алексеева М.М. Машинные генераторы повышенной частоты. Л.: Энергия, 1967. 344 с.
2. Афанасьев А.А. Аналитический расчёт магнитного поля синхронной машины с неравномерным воздушным зазором // Электротехника. 2022. № 7. С. 41–45.
3. Афанасьев А.А. Математическое моделирование электромеханических систем. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2020. 274 с.
4. Двигатели вентильные серии 6ДВМ. Основные технические характеристики [Электронный ресурс]. https://www.cheaz.ru/assets/images/production/10-ensber/1-electrodvig/2-6-dvm/6dvm.pdf.
5. Иванов-Смоленский А.В., Абрамкин Ю.В. Применение конформного преобразования вэлектромашинных расчетах электрических машин. Аналитические методы. М.: МЭИ, 1980. 85 с.
6. Коппенфельс В., Штальман Ф. Практика конформных отображений: пер. с нем. М.: Изд-во иностр. лит., 1963. 407 с.
7. Полянин А.Д. Справочник по линейным уравнениям математической физики. М.: Физматлит, 2001. 576 с.

Сведения об авторах

Афанасьев Александр Александрович – доктор технических наук, профессор кафедры автоматики и управления в технических системах, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (afan39@mail.ru).

Генин Валерий Семенович – доктор технических наук, профессор кафедры автоматики и управления в технических системах, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (v.s.genin@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9086-0906).

Иванова Надежда Николаевна – кандидат технических наук, доцент кафедры математического и аппаратного обеспечения информационных систем, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (niva_mail@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7130-8588).

Формат цитирования

Афанасьев А.А., Генин В.С., Иванова Н.Н. Влияние несоосности ротора на характеристики магнитоэлектрического вентильного двигателя // Вестник Чувашского университета. – 2022. – № 3. – С. 35–44. DOI: 10.47026/1810-1909-2022-3-35-44.

Загрузить полный текст статьи