The article presents simulation tests on the current course in a shorted coil of a direct-current -machine fed with a DC component and with a pulsating armature-current component. The tests have been performed at the following assumptions: brush width is greater than a segment pitch, a non-linear characteristic of the brush- commutator bar transition, moving- contact resistance being neglected, full magnetic symmetry of the machine, smoothed exciting current, constant self inductance and mutual inductance of armature coils in commutating circuits, rectangular induction distribution in the commutation zone, and ideal brush-to-commutator bar adhesion.
W artykule przedstawiono sposób uwzględniania wpływu oddziaływania twornika na zmianę strumienia wypadkowego w maszynie prądu stałego. Porównano charakterystyki mechaniczne silnika oraz przebiegi rozruchu bezpośredniego otrzymane w wyniku obliczeń uwzględniających wpływ oddziaływania twornika na strumień wypadkowy i indukcyjność wzajemną pomiędzy obwodami twornika i wzbudzenia.
EN
The method which take into consideration of armature reaction on result flux are presented. Comparisons of transient caused by direct start of shunt DC motor are given.
W artykule przedstawiono wyniki obliczeń oraz pomiarów silnika synchronicznego z magnesami trwałymi umieszczonymi niesymetrycznie wewnątrz wirnika. Zbadano wpływ oddziaływania twornika na strumienie sprzężone w osiach d i q. Na podstawie obliczonego rozkładu przestrzennego indukcji magnetycznej w szczelinie (przy wykorzystaniu metody elementów skończonych oraz programu FEMAG-DC) oraz strumieni sprzężonych z uzwojeniami, obliczono indukcyjności oddziaływania twornika w funkcji prądu twornika dla różnych grubości szczelin powietrznych. Opierając się na rozkładzie przestrzennym indukcji obliczono moment reluktancyjny silnika (wynikający z użłobkowania stojana) w zależności od położenia wirnika. Na podstawie wyznaczonych parametrów schematu zastępczego obliczono charakterystyki eksploatacyjne silnika.
EN
Results of calculations and measurements of armature inductances of a synchronous motor with permanent magnets distributed asymmetrically inside the rotor have been presented in the paper. Influence of the armature reaction in both axes on the flux linkages in these axes has been proved. The armature reaction inductances as a function of armature current for different thickness of the air gap have been determined (using FEM and the programme FEMAG-DC) basing on the calculated distribution of magnetic flux density in the air gap and the flux linked with the phase windings. Distribution of magnetic flux density in the air gap has enabled to calculate the reluctance torque (caused by stator slotting) as a function of the rotor angle. The exemplary characteristic have been calculated basing on the determined parameters of the motor equivalent circuit.
W niniejszej pracy przedstawiono równania stanu ustalonego oraz odpowiadające im schematy zastępcze sprzęgła indukcyjnego obcowzbudnego, pracującego w stanie ustalonym. Uwzględniono wydatnobiegunowość wirnika wewnętrznego oraz oddziaływanie litego rdzenia i uzwojenia roboczego w tworniku. Przedstawiono równania określające zależność momentu elektromagnetycznego sprzęgła od parametrów schematu zastępczego i prędkości kątowych wirników sprzęgła. Wykreślono charakterystyki mechaniczne sprzęgieł indukcyjnych, różniących się parametrami schematu zastępczego.
EN
The paper presents the equations at steady states and the equivalent circuits of the inductive separate - excited clutch. The salient - poling of the internal rotor and the influence of solid core and armature winding have been taken into account The equations describing the relationship between the clutch electromagnetic torque and the equivalent circuit parameters as well as the rotor angular speed have been presented. The torque - speed characteristics of the inductive clutch for the various equivalent circuit parameters have been shown.
Przedstawiono równania stanu elektrodynamicznego sprzęgła indukcyjnego obcowzbudnego. Uwzględniono wydatnobiegunowość rdzenia wirnika wewnętrznego, wpływ uzwojenia roboczego w tworniku oraz oddziaływanie elektromagnetyczne rdzenia litego. Równania ogólne we współrzędnych fazowych zlinearyzowano przez zastosowanie transformacji Parka. Przedstawiono model matematyczny sprzęgła we współrzędnych osiowych d-q.
EN
The paper presents the general equations of electrodynamic state of an inductive separate-excited clutch. The salient-poling of the internal rotor, the reaction of the armature winding and the electromagnetic reaction of the solid core have been taken into account. The general equations in the natural (phase) co-ordinates have been linearized using Park's transformation. The mathematical model of an inductive clutch in the rectangular co-ordinates d-q has been presented.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki obliczeń oraz pomiarów silnika synchronicznego o magnesach trwałych umieszczonych niesymetrycznie wewnątrz wirnika. Zamieszczono wyniki pomiarów indukcyjności w osi d i q zmierzone metodą statyczną. Zbadano wpływ oddziaływania twornika na strumienie sprzężone w osiach d i q. Na podstawie obliczonego rozkładu przestrzennego indukcji magnetycznej w szczelinie (za pomocą metody elementów skończonych) oraz strumieni sprzężonych z uzwojeniami, obliczono indukcyjności oddziaływania twornika w zależności od prądu twornika dla różnych grubości szczelin powietrznych. Na podstawie tak wyznaczonych nieliniowych parametrów schematu zastępczego obliczono charakterystyki eksploatacyjne silnika.
EN
Results of calculations and measurements of armature inductances of a synchronous motor with permanent magnets distributed asymmetrically inside the rotor (Fig.1) have been presented in the paper. The method based on the theory of a two-axis, salient pole synchronous machine and field analysis has been used to analyse the motor properties. Measurements of the armature inductances by static method (at locked rotor) consisting of measurement of current decay in transient state have been carried out for the motor (Fig.2). The measurement results for the inductance L(d) are shown in Fig.3. The programme FEMAG-DC, which uses the finite element method (FEM), has been applied to field calculations. Distributions of the magnetic flux density in the machine (Figs 4÷6) and the flux linkages in d and q axes have been determined. Influence of the armature reaction in both axes on the flux linkages in these axes has been proved (Figs 7,8). The calculations show that the influence of the armature current components I(d) and I(q) on the flux linkages in the q and d axes is of little importance (Figs 7b, 8b) and can be neglected in simplified analysis. The armature reaction inductances as a function of armature current for different thickness of the air gap have been determined (4÷5) basing on the calculated distribution of magnetic flux density in the air gap and the flux linked with the phase windings (Fig.9). According to made measurements and calculations it follows that it is necessary to take into account saturation of the magnetic circuit, hence non-linear dependencies of the inductances upon the armature current components I(d) and I(q) when designing a synchronous motor with permanent magnets distributed asymmetrically inside the rotor. The larger thickness of the air gap the less influence of circuit saturation on the armature reaction inductances. Change of the motor rotational direction does not cause essential changes of the armature reaction inductances, hence motor operating properties despite the asymmetrical magnet circuiot of the rotor. The exemplary characteristic of the motor armature current as a function of the load torque for different thickness of air gaps (Fig.10) and the curve V which shows influence of the supply voltage on the armature current at load changes (Fig.11) have been calculated basing on the predetermined parameters of the motor equivalent circuit. It makes possible to adjust the supply voltage while the armature current is minimal.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.