Nieliniowe charakterystyki uzwojeń maszyny synchronicznej z wydatnobiegunowym wirnikiem

• Autorzy: Warzecha, A.

Warianty tytułu

EN

Nonlinear characteristics of windings of salient-pole synchronous machine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pierwszej części pracy zostały określone związki strumieniowo-prądowe dla uzwojeń maszyny synchronicznej wydatnobiegunowej o nieliniowym obwodzie magnetycznym. Wynikają one z pierwotnej funkcji koenergii pola magnetycznego, której główny składnik jest funkcją przepływu wypadkowego i ukształtowania obwodu magnetycznego. Przy oddzielnym traktowaniu strumieni rozproszenia i założeniu jednoharmonicznego rozkładu przepływu wypadkowego funkcja ta może być aproksymowana pojedynczym szeregiem Fouriera względem kąta pomiędzy osią przepływu, a osią podłużną wirnika [3], Główne strumienie skojarzone uzwojeń stojana i wirnika z uwzględnieniem klatki są zapisane we współrzędnych naturalnych i zawierają funkcje modelujące obwód magnetyczny w osi równoległej i osi prostopadłej do osi przepływu. W drugiej części pracy zaprezentowano sposób wyznaczania funkcji modelujących obwód magnetyczny na podstawie obliczeń wielkości całkowych pola. Przykładowe wyniki są podane dla maszyny czterobiegunowej o mocy kilku kilowatów. Przedstawiony model maszyny synchronicznej może być wykorzystany do dokładniejszego modelowania stanów dynamicznych i ustalonych maszyny z uwzględnieniem wpływu nieliniowości obwodu magnetycznego.

EN

In the first part of the paper the relations between linked fluxes and currents of windings accounting for nonlinearity of magnetic circuit has been presented. They arise from the multivariable co energy function of magnetic field. The main component of the function depends on the total MMF and on the geometry of air-gap. If the leakage fluxes are treated separately and high harmonics of MMF are neglected, the main co energy is a function of magnetizing current and of the angle between MMF axis and d-axis of the rotor. The main linked fluxes of stator and rotor windings have been written in the natural co-ordinate and they contain the function modeled magnetic circuit. The second part of the paper presents a method of calculating of nonlinear characteristics. The method is based on the results of magnetic field solutions. The obtained functions approximating nonlinear characteristics are presented for the salient-pole synchronous machine 7.5 kW. Presented equations and approximating functions can be used in the circuit model of the machine designed to investigations of dynamic and steady states.

Słowa kluczowe

PL

maszyna synchroniczna; nieliniowość; obwód magnetyczny; modelowanie matematyczne

EN

synchronous machine; nonlinear magnetic circuit; mathematical modeling

• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 81, nr 10
• Strony: 90-94
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Warzecha, A.

• Politechnika Krakowska, Instytut Elektromechanicznych Przemian Energii,

Bibliografia

• [1] Kudła J., „Obliczanie nieliniowych charakterystyk sprzężeń magnetycznych pola magnetycznego głównego w maszynie synchronicznej z wydatnymi biegunami”, Zeszyt Naukowy Politechniki Śląskiej nr 154, seria Elektryka , Gliwice (1996), 71-86
• [2] Kudła J., “Model matematyczny generatora synchronicznego uwzględniający zjawisko nasycenia dla pola głównego i pola rozproszenia stojana”. Zeszyt Naukowy Politechniki Warszawskiej, nr 111 seria Elektryka, Materiały XXXV SME, Warszawa (1999), 81-90
• [3] Sobczyk T.J., “An energy-based approach to modelling the magnetic non-linearity in AC machines, Proceedings of ICEM’96, Vigo, Vol. 3, (1996), 68-74
• [4] Sobczyk T.J., „Approximating the main inductances for salient-pole saturated synchronous machines”, Czasopismo Techniczne-Elektrotechnika, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Z.4-E/ (1998), 97-105
• [5] Sobczyk T.J. “Mathematical model of synchronous generators accounting for saturation due to the first and the third MMF harmonics”, Zeszyt Naukowy Politechniki Warszawskiej nr 111 seria Elektryka, Materiały XXXV SME, Warszawa (1999), 43-50
• [6] Sobczyk T.J. “Metodyczne aspekty modelowania matematycznego maszyn indukcyjnych”, WNT Warszawa (2004)
• [7] Warzecha A.: Computation of non-linear characteristics for windings of saturated induction slip ring motor, Periodica Polytechnica, Electrical Engineering, Budapest University of Technology and Economics, (2001), vol. 45/3-4, 291-300
• [8] Sobczyk T.J., Weinreb K., Węgiel T., Sułowicz M., Warzecha A.: Modelling saturation of main magnetic circuit in cage induction motors in presence of eccentricity, Proceedings of IEEE Symposium on Diagnostics for Electric Machines, Power Electronics and Drives, SDEMPED’2003, Atlanta, GA, USA, 24-26.08.(2003), 301-306