Разработка цифровых моделей и совершенствование конструкции асинхронного двигателя с двухстаторной магнитной системой и кольцевыми обмотками тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Тихонова Ольга Валерьевна

• Тихонова Ольга Валерьевна
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Тихонова Ольга Валерьевна

ВВЕДЕНИЕ

1. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОТОКА В МАГНИТНОЙ СИСТЕМЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОЛЬЦЕВЫМИ ОБМОТКАМИ (АДКО) ПРИ СИНХРОННОЙ ЧАСТОТЕ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА

Введение к главе 1. Особенности конструктивного исполнения и распределения плотности магнитного поля АДКО

1.1 Принятые обозначения, допущения и особенности конструктивного исполнения расчетной магнитной системы и якорной обмотки двигателя типа АДКО

1.1.1 Особенности конструктивного исполнения магнитной системы и якорной обмотки двигателя типа АДКО при р=1

1.1.2 Особенности конструктивного исполнения магнитной системы и якорной обмотки двигателя типа АДКО при рф1

1.1.3 Постановка задачи на исследование распределения магнитного потока в магнитной системе асинхронного двигателя с кольцевыми обмотками (АДКО) при синхронной частоте вращения ротора

1.2 Основные принципы решения поставленной задачи по определению картин распределения магнитной индукции и магнитного потока в АДКО

1.3 Исследование распределения индукции магнитного поля в воздушном зазоре опытного образца АДКО при допущении: ^ст=108, коэффициент заполнения магнитной системы сталью равен К3.с=1

1.4 Средние значения индукции магнитного поля по поверхности ZNis зубцовых наконечников и Zsiвнyт и ZsiBнeш зубцовых сердечников АДКО при допущении: ^ст=108, коэффициент заполнения магнитной системы сталью равен К3.с=1

1.5 Потокораспределение на поверхности зубцовых наконечников АДКО для случая, когда коэффициент заполнения объёма магнитной системы сталью равен К3.с=1, ^ст=108 и однофазном питании обмотки статора

1.6 Потокораспределение на поверхности зубцовых наконечников АДКО для случая, когда коэффициент заполнения объёма магнитной системы сталью равен К3.с=1, ^ст=108 и трехфазном питании обмотки статора

1.7 Распределения индукции магнитного поля в воздушном зазоре опытного образца АДКО при допущениях: сталь марки Э 2211, коэффициент заполнения магнитной системы сталью равен К3. С=1

Особенности проведенного анализа

1.7.1 Графики распределения магнитной индукции вдоль линии

1.7.2 Средние значения магнитной индукции, Тл, по поверхности Хт зубцового наконечника со стороны воздушного зазора при условии: однофазное питание обмотки статора, сталь Э 2211, Кзх=\

1.8 Численные значения потоков через выделенные поверхности зубцовых наконечников, зубцовых сердечников и ярма АДКО при допущениях: сталь марки Э 2211, коэффициент заполнения магнитной системы сталью равен К3.с=\

1.9 Потокораспределение на поверхности зубцовых наконечников АДКО для случая, когда коэффициент заполнения объёма магнитной системы сталью равен Кзх=1, сталь марки Э 2211, однофазном и трехфазном питании обмотки статора

1.10 Исследование влияния дополнительных воздушных зазоров между листами электротехнической стали опытного образца АДКО на величину рабочего потока

Общие сведения

1.10.1 Численные значения индукций магнитного поля опытного образца АДКО при допущениях: //^„=108, дополнительных воздушных зазоров в ярме статора

1.10.2 Численные значения потоков по участкам магнитной цепи

1.10.2.1 Исследование распределения индукции магнитного поля в воздушном зазоре опытного образца АДКО при допущении: сталь марки Э

2211, коэффициент заполнения магнитной системы сталью К3.с=1, наличие дополнительных воздушных зазоров в ярме статора

1.10.2.2 Средние значения магнитной индукции в зубцовых сердечниках и зубцовых наконечниках при однофазном и трехфазном режимах питания обмотки статора, при учете магнитной характеристики стали марки Э 2211, а также при наличии дополнительных зазоров в ярме статора

1.10.2.3 Распределение потоков по участкам магнитной цепи при однофазном и трехфазном режимах питания обмотки статора, при учете магнитной характеристики стали марки Э 2211, а также при наличии дополнительных зазоров в ярме статора

1.11 Сравнительные характеристики потокораспределения в магнитной системе опытного образца АДКО

1.11.1 Сравнительные характеристики потокораспределения в магнитной системе опытного образца АДКО при однофазном питании обмотки статора

1.11.2 Сравнительные характеристики потокораспределения в магнитной системе опытного образца АДКО при трехфазном питании обмотки статора

1.12. Падение магнитного напряжения по участкам цепи

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

2. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА РАССЕЯНИЯ МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ ЯКОРЯ РАСЧЕТНЫХ ЦИФРОВЫХ МОДЕЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ ТИПА АДКО

2.1 Введение к главе

2.2 Коэффициенты рассеяния магнитной системы якоря с кольцевыми обмотками при магнитной проницаемости ¡лст=10%, коэффициенте заполнения сталью К3.с=1 и однофазном питании обмотки статора

2.3 Коэффициенты рассеяния магнитной системы якоря с кольцевыми обмотками при магнитной проницаемости ^сга=108 коэффициенте заполнения сталью К3.с=1 и трехфазном питании обмотки статора

2.4 Коэффициенты рассеяния магнитной системы якоря с кольцевыми обмотками при магнитной проницаемости, соответствующей марке стали

2.5. Коэффициенты рассеяния магнитной системы якоря с кольцевыми обмотками при магнитной проницаемости стали ^сга=108, однофазном и трехфазном питании обмотки статора, наличие дополнительных зазоров в ярме статора

2.6. Коэффициенты рассеяния магнитной системы якоря с кольцевыми обмотками при марки стали Э 2211, однофазном и трехфазном питании обмотки статора, при наличии дополнительных зазоров в ярме статора

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДУКТИВНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ И ВЛИЯНИЯ ВИХРЕВЫХ ТОКОВ НА ПАРАМЕТРЫ АДКО

3.1 Введение к главе

3.2 Расчет коэффициентов взаимоиндукции для случая однофазного питания обмотки статора АДКО при условии, что магнитная система выполнена из стали марки Э 2211 с коэффициентом заполнения сталью К3.с=1

3.3 Расчет коэффициентов взаимоиндукции для случая трехфазного питания обмотки статора АДКО при условии, что магнитная система выполнена из стали марки Э 2211 с коэффициентом заполнения сталью К3.с=1

3.4 Определение параметров схемы замещения АДКО

3.5 Определение индуктивных сопротивлений АДКО для случая, когда магнитный сердечник статора выполнен из стали марки Э 2211 с учетом дополнительных зазоров в ярме статора и трехфазного режима питания обмотки статора

3.6 Определение индуктивных сопротивлений АДКО для случая, когда магнитный сердечник статора выполнен из стали марки Э 2211 с учетом магнитных вставок в статоре, без учета дополнительных зазоров в ярме статора и трехфазного режима питания обмотки статора

3.7 Определение индуктивных сопротивлений АДКО для случая, когда магнитный сердечник статора выполнен из стали марки Э 2211 с учетом магнитных вставок в статоре, с учетом дополнительных зазоров в ярме статора и трехфазного режима питания обмотки статора

3.8 Магнитная характеристика АДКО

§ 3.9 Расчет магнитной характеристики для модели АДКО с учетом дополнительных зазоров

§ 3.10 Расчет магнитной характеристики для модели АДКО с учетом дополнительных зазоров и магнитных вставок в ярме статора

§ 3.11 Построение магнитной характеристики

§ 3.12 Расчет магнитной характеристики для опытного образца АДКО

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

4. СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ АДКО С ДВУМЯ СТАТОРАМИ, СДВИНУТЫМИ В ПРОСТРАНСТВЕ

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

5. АНАЛИЗ ЦИФРОВЫХ МОДЕЛЕЙ ПЕРВОГО И ВТОРОГО ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ТИПА АДКО. ИЗМЕНЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ АДКО С ЦЕЛЬЮ УВЕЛИЧЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОГО МОМЕНТА АДКО

5.1 Введение к главе

5.2 Расчетное определение характеристики холостого хода первого промышленного образца АДКО

5.3 Расчетное определение характеристики короткого замыкания первого опытного образца АДКО

5.4 Определение радиальной составляющей индукции в воздушном зазоре первого опытного образца АДКО

5.5 Определение параметров схемы замещения первого опытного образца АДКО

5.6 Расчет механической характеристики первого опытного образца АДКО

5.7 Анализ цифровой модели АДКО с учетом шунтирующих магнитных вставок в ярме статора

5.8 Расчет механических характеристик первого опытного образца АДКО с учетом температурного режима обмоток статора и ротора

5.9 Определение характеристик холостого хода и короткого замыкания второго опытного образца двигателя типа АДКО

5.10 Анализ экспериментальных данных, полученных для второго опытного образца двигателя типа АДКО из опытов холостого хода и короткого замыкания

5.11 Определение индуктивных сопротивлений рассеяния второго опытного образца АДКО

5.12 Расчет параметров схемы замещения для второго опытного образца двигателя типа АДКО с помощью прикладного программного пакета «ANSYS Maxwell»

5.13 Определение механической характеристики второго опытного образца двигателя типа АДКО

5.14 Исследование характеристик двигателя типа АДКО при условии Ь§ т = const

5.15 Исследование характеристик двигателя типа АДКО при фазном питающем напряжении U=220 В

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка цифровых моделей и совершенствование конструкции асинхронного двигателя с двухстаторной магнитной системой и кольцевыми обмотками»

Актуальность темы исследования

Атомная энергетика остается одним из главных направлений развития экономики России, несмотря на различные тенденции перехода на альтернативные источники энергии, например, использование энергии ветра, солнца, приливов и отливов [14, 18]. В связи с постоянным увеличением производства атомной энергии в современном мире возникает рост количества ядерных отходов [1, 13, 73].

Технология переработки радиоактивного топлива представляет собой процесс, происходящий в специальной радиационно-защитной камере, где одной из главных составных частей перерабатывающих устройств являются асинхронные двигатели малой и средней мощности, работающие в условиях высокой температуры и радиации. В таких условиях происходит активное разрушение органической изоляции обмоток электродвигателей, что приводит к сокращению срока их службы [60, 67]. По данным, изложенным в [5, 7-8, 87], срок службы асинхронных двигателей с органической изоляцией обмоток статора, работающих в условиях повышенной радиации, не превышает 5 месяцев [37-38].

Двигатели малой мощности с поврежденной от воздействия радиации изоляцией обмоток статора не подлежат ремонту и требуют замены на резервные двигатели. Процесс замены двигателя не может быть полностью автоматизирован и производится с помощью специализированного персонала. Время пребывания человека в радиационной камере строго ограничено. Частая замена двигателей требует вложения денежных средств, связанных с остановкой технологического процесса и непосредственной заменой двигателя, а также серьезных затрат человеческих ресурсов.

Увеличение срока службы асинхронных двигателей с 5 месяцев до 2-3 лет может быть достигнуто посредством применения керамической изоляции для обмоток статора [55, 61, 75]. Однако, как известно, керамический тип изоляции обладает малой механической прочностью при деформации на изгиб при укладке витков катушки в полузакрытый паз, что делает невозможным использование

катушки статора в форме «лодочки», повсеместно применяемой в существующей конструкции магнитной системы статора асинхронных двигателей малой и средней мощности.

Для эффективного использования неорганических изоляционных материалов требуется нетрадиционная конструкция сердечника статора асинхронного двигателя малой мощности, позволяющая использовать катушки статора наиболее простой геометрической формы, например, использование катушек кольцевого типа, оси которых совпадают друг с другом и с осью вращения ротора при укладке без деформации готовых катушек в процессе сборки статора.

Степень разработанности темы исследования

Применение катушек кольцевого типа для обмоток асинхронных двигателей широко известно и описано, например, Дартау В. А. и Переваловым А. И. Представленные в патентах [41-42] изобретения во время сборки двигателя предполагают намотку катушки тороидальной формы на готовый сердечник статора классической конструкции, при этом оси катушек статора сдвинуты в пространстве друг относительно друга, что необходимо для создания вращающегося магнитного поля.

Технология сборки рассматриваемого в данной работе асинхронного двигателя с кольцевыми обмотками (далее - АДКО) предусматривает использование готовых недеформируемых катушек статора, оси которых совпадают между собой и осью вращения ротора, при сборке двигателя. Вращающееся магнитное поле создается посредством специальным образом организованной магнитной системы двигателя.

Разработкой конструкции двигателей с поперечным магнитным потоком и катушками кольцевого типа занимались Гиерас Я. Ф., Розман Г. И. [43], Шэфер У. [44], Архутич Д. П. [45], Свиридов Г. М., Сеньков А. П. [46], Yongming X. [90]. Данные изобретения отличаются от конструкции АДКО тем, что для каждой фазы необходимо спроектировать собственную магнитную

систему, в то время как АДКО имеет единую магнитную систему для всех т фаз обмотки статора.

Проектированием двигателей с асимметричным магнитопроводом, в которых возможно применение обмоток с керамической изоляцией, также занимаются специалисты кафедры «Электротехника» УрФУ. Основные вопросы, связанные с особенностями расчета и анализа данных конструкций, отражены в работах Пластуна А. Т. [52], Денисенко В. И. [76], Бакубаева Б. Т. [6], Сметанина В. В. [59].

Исследование неорганических изоляционных материалов в условиях высокой температуры и радиации, показавшее эффективность их применения при работе в тяжелых условиях, описано в трудах Дубровского В. Б. [23], Ильина А. Н. [29], Недзельского В. Е. [39], Петрова В. В. [49], Шавнева А. А. [68], Юферова Ю. В.[72], Бекетова А. Р. и его учеников [7, 72].

Магнитная система статора асинхронного двигателя с обмоткой кольцевого типа (АДКО), которая делает возможным применение готовых недеформируемых при укладке катушек с керамической изоляцией, также была разработана на кафедре «Электротехника» Уральского Федерального университета.

Принципы организации перемещающегося относительно ротора магнитного поля внутри обмотки, выполненной из катушек кольцевого типа, геометрические оси которых совпадают между собой и осью вращения ротора, изложены в [47, 79]. При этом геометрия магнитных масс имеет различную конфигурацию.

Катушки обмотки якоря размещены таким образом, что силовые линии рабочего магнитного потока на разных участках магнитной цепи имеют составляющие, направленные по осям ОХ, ОУ, ОХ в декартовой системе координат.

Доцентом кафедры «Электротехника» Малыгиным И. В. экспериментально подтвержден изложенный в [47] принцип создания перемещающегося вокруг оси вращения воображаемой цилиндрической поверхности разноименнополюсного магнитного поля путем размещения 2т (т - число фаз обмотки статора) катушек кольцевого типа и чередования геометрии магнитных масс различной

конфигурации. Результаты проведенного исследования изложены в [36]. Данный метод создания перемещающегося относительно ротора магнитного поля был подтвержден посредством испытаний первого опытного образца АДКО, созданного УрФУ совместно с ЗАО «Уралэлектромаш» на базе серийного двигателя общепромышленного применения типа А02-32-6.

Проведенные испытания первого опытного образца АДКО показали, что значение максимального момента двигателя типа АДКО оказалось гораздо меньше, чем двигателя общепромышленного применения А02-32-6, имеющего те же габариты.

Полученные результаты испытаний вызывают необходимость проведения специальных исследований, связанных с поиском факторов, оказывающих влияние на значение максимального момента двигателя. Другими словами, возникает необходимость изучения параметров двигателя с учетом его конструктивных особенностей с целью совершенствования конструкции магнитной системы для получения параметров двигателя, приближающихся по значению к параметрам, присущим классическому асинхронному двигателю, изготовленному в тех же габаритах.

Объектом исследования является конструкция электромагнитного ядра опытных образцов двигателя типа АДКО, предметом исследования - факторы, оказывающие влияние на максимальный момент двигателя типа АДКО.

Целью исследования является повышение максимального электромагнитного момента асинхронного двигателя с двухстаторной магнитной системой и кольцевыми обмотками путем совершенствования конструкции двигателя и применения уточненных цифровых моделей.

Для выполнения исследовательской цели в работе ставятся следующие задачи:

1) разработать расчетно-цифровые модели, учитывающие влияние вихревых токов, насыщения стали, изоляционной оксидной пленки листов сердечника статора, для первого и второго опытных образцов АДКО в прикладном программном пакете « ANSYS Maxwell» [66] ;

2) используя цифровую модель первого опытного образца АДКО, провести анализ магнитного поля в воздушном зазоре двигателя и проверить справедливость принципа создания симметричного относительно ротора вращающегося магнитного поля на первом этапе без учета насыщения, приняв, что магнитная проницаемость стали сердечников статора и ротора на втором этапе - с учетом насыщения, задав сталь сердечников статора и ротора двигателя согласно характеристике намагничивания стали марки Э 2211, на третьем этапе - с учетом технологических зазоров между листами сердечника статора, вызванных степенью его опрессовки, а также наличием оксидной пленки, которой изолированы листы сердечника статора;

3) используя цифровую модель первого опытного образца АДКО, провести анализ картины распределения магнитного потока по участкам магнитной цепи, определив коэффициент насыщения магнитной цепи и коэффициент рассеяния магнитного потока;

4) с помощью цифровой расчетной модели первого опытного образца АДКО в статическом режиме расчета определить индуктивные сопротивления рассеяния и взаимоиндукции и построить схему замещения двигателя с учетом осевого сдвига в пространстве его статоров;

5) с помощью цифровых расчетных моделей первого и второго опытных образцов АДКО в динамическом режиме расчета определить механические характеристики, характеристики холостого хода и короткого замыкания двигателей, сравнив полученные результаты с данными испытаний;

6) разработать способы увеличения максимального электромагнитного момента двигателя типа АДКО путем внесения изменений в существующую конструкцию ядра и проверить эффективность предложенных методов на расчетно-цифровых моделях АДКО.

Научная новизна исследования связана со следующими полученными результатами:

1) разработаны цифровые модели первого и второго опытных образцов двигателя типа АДКО, отличающиеся возможностью поэтапного учета

факторов, влияющих иа максимальный момент двигателя (вихревых токов, изоляционной оксидной пленки листов сердечника статора, насыщения магнитной цепи), в статических и динамических режимах работы двигателя;

2) разработана и построена схема замещения двигателя типа АДКО, отличающаяся от известных тем, что в ней учтены конструктивные особенности электромагнитного ядра: двухстаторная магнитная система, статоры которой сдвинуты друг относительно друга на угол 30/р геометрических градусов;

3) на основании цифрового моделирования выявлена закономерность изменения главных размеров (внутреннего диаметра статора Б и длины магнитопровода ¡з) двигателя типа АДКО при переходе конструкции на большую высоту оси вращения, отличающаяся от общепромышленных машин линейной, а не квадратичной зависимостью;

4) выявлена закономерность распределения линий магнитного поля в магнитной системе АДКО, отличающаяся от классической картины тем, что для линий, огибающих катушку в ярме статора, магнитная проницаемость должна иметь максимальное значение;

5) в случае деления статора на две половины для увеличения рабочего потока выявлена закономерность, заключающаяся в том, что число зубцовых наконечников в двигателе типа АДКО должно быть минимально возможным.

Теоретическая значимость работы отражается в методике электромагнитного расчета двигателя АДКО, представляющей симбиоз классических методов и метода конечных элементов (МКЭ), а также в получении результатов, которые были использованы в процессе проектирования второго опытного образца АДКО.

Практическая значимость работы отражена в проектировании электромагнитного ядра двигателя типа АДКО с опорой на проводимые расчеты. Исследования первого опытного образца АДКО показали, что конструкция машины требует доработки, в частности, применения магнитного шунтирования осевых потоков в ярме статора для уменьшения влияния вихревых токов и технологических зазоров на характеристики двигателя типа АДКО, что отражено

в [48]. С учетом данных рекомендаций кафедрой «Электротехника» УрФУ совместно с ЗАО «Уралэлектромаш», г. Каменск-Уральский был спроектирован второй опытный образец АДКО.

Методология и методы исследования заключаются в построении и последующем анализе 3D-мoдeлeй двигателя типа АДКО. Специфика конструкции магнитной системы статора и пространственное расположение магнитных масс не позволяют проводить анализ в 2D-peжимe и решать плоскую задачу. Необходимо применение программных пакетов, позволяющих осуществлять анализ объемной модели. В данной работе были использованы прикладные программные пакеты «ANSYS Maxwell» и «ANSYS Electronics Desktop», расчетный анализ в которых основан на МКЭ. Для определения механических характеристик двигателя дополнительно к МКЭ использовались аналитические методики расчета асинхронных машин, изложенные в пособиях под редакцией И. П. Копылова и П. С. Сергеева, представленные в [9, 31]. Положения, выносимые на защиту:

- особенности конструкции магнитной системы первого опытного образца двигателя типа АДКО для числа пар полюсов р=1 и р=3;

- особенности потокораспределения в магнитной системе и соотношение потоков рассеяния и взаимоиндукции первого опытного образца двигателя типа АДКО;

- влияние шунтирующих магнитных вставок и вихревых токов на взаимное индуктивное сопротивление первого опытного образца двигателя типа АДКО;

- схема замещения двигателя типа АДКО, состоящего из двух двигателей, соединенных в каскад, статоры которых сдвинуты друг относительно друга на 30/р геометрических градусов вокруг оси вращения, роторы двигателей объединены одной короткозамыкающей клеткой;

- результаты анализа цифровых моделей первого и второго опытных образцов АДКО в динамическом режиме, сравнение полученных результатов с данными испытаний;

- анализ конструктивных изменений двигателя типа АДКО с целью увеличения максимального момента двигателя.

Соответствие паспорту специальности. Диссертация соответствует специальности 2.4.2 - Электротехнические комплексы и системы по следующим пунктам:

п.1) Развитие общей теории электротехнических комплексов и систем, анализ системных свойств и связей, физическое, математическое, имитационное и компьютерное моделирование компонентов электротехнических комплексов и систем, включая электромеханические, электромагнитные преобразователи энергии и электрические аппараты, системы электропривода, электроснабжения и электрооборудования.

п.2) Разработка научных основ проектирования, создания и эксплуатации электротехнических комплексов, систем и их компонентов.

п.4) Исследование работоспособности и качества функционирования электротехнических комплексов, систем и их компонентов в различных режимах, при разнообразных внешних воздействиях, диагностика электротехнических комплексов.

Степень достоверности и апробация результатов

Приведенные в работе расчетные параметры, полученные в результате компьютерного и математического моделирования, проверялись с помощью лабораторных испытаний первого и второго опытных образцов АДКО в лаборатории электрических машин кафедры «Электротехника».

Основные результаты работы обсуждались и докладывались на всероссийских и международных конференциях:

- «Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии», г. Екатеринбург, 2018 г.;

- Научно-техническая конференция молодых ученых Уральского энергетического института, г. Екатеринбург, 2017 г.;

- Международная научно-техническая конференция «IEEE Russia Section Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conference (EIConRus)», г. Санкт-Петербург, 2017 г., 2018 г, 2022 г.;

- Международная конференция «International Conference on Actual Problem of Electromechanics and Electrotechnology (APEET)», г. Екатеринбург, 2017 г., 2019 г.;

- Международная научно-техническая конференция «International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM)», г. Москва, 2018 г.

Результаты исследования опубликованы в десяти рецензируемых научных изданиях, в том числе в восьми статьях, вошедших в международную базу цитирования Scopus; имеется патент, полученный совместно с ЗАО «Уралэлектромаш» г. Каменск-Уральский.

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю, доктору технических наук, профессору, профессору кафедры «Электротехника» УрФУ Пластуну Анатолию Трофимовичу, кандидату технических наук, доценту кафедры «Электротехника» УрФУ Малыгину Игорю Вячеславовичу, сотрудникам ООО «Инжиниринговый центр «Русэлпром»: начальнику расчетно-аналитического отдела Кулакову Сергею Леонидовичу, ведущему специалисту Кулаковой Ирине Анатольевне, техническому директору - главному конструктору управления электрических машин Рябову Михаилу Михайловичу за конструктивную критику и содействие при работе над диссертацией.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, двух приложений. Работа изложена на 296 страницах, из них 252 страницы основного текста, список литературы содержит 90 наименований различных источников.

1. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОТОКА В МАГНИТНОЙ СИСТЕМЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОЛЬЦЕВЫМИ ОБМОТКАМИ (АДКО) ПРИ СИНХРОННОЙ ЧАСТОТЕ

ВРАЩЕНИЯ РОТОРА

Введение к главе 1. Особенности конструктивного исполнения и распределения плотности магнитного поля АДКО

Для электрических двигателей малой мощности в патенте [47] предложен принцип создания перемещающегося вокруг оси вращения воображаемой цилиндрической поверхности разноименнополюсного магнитного поля путем размещения 2т катушек кольцевого типа и чередования геометрии магнитных масс различной конфигурации. Более подробно особенности конструкции АДКО описаны в [36, 47-48]. В данной главе для удобства чтения работы приводится краткое изложение конструкции и принципа действия АДКО.

На рисунке В.1 и В.2 показаны геометрические формы магнитных масс, размещение в пространстве и порядок их сопряжения для случая, когда число пар полюсов двигателя равно р = 1 и р = 4. Из рис. В.1-В.2 видно, что якорь АДКО состоит из зубцовых наконечников, расположенных по окружности вокруг оси вращения, и зубцовых сердечников, которые размещаются поверх зубцовых наконечников.

Зубцовые наконечики

Рисунок В.1 - Геометрические формы магнитных масс в пространстве и порядок их сопряжения при р = 1

Рисунок В.2 - Геометрические формы магнитных масс в пространстве и порядок их сопряжения при р = 4

Каждый последующий зубцовый сердечник сдвинут относительно предыдущего вдоль оси вращения на расстояние, равное толщине катушки статора, зубцовые сердечники поворачиваются вокруг оси вращения двигателя, образуя спираль. Угол сдвига каждого последующего зубцового сердечника относительно предыдущего вокруг оси вращения равен 360/2^, где - общее количество зубцовых наконечников.

Катушки обмотки статора имеют кольцевую форму, оси катушек совпадают друг с другом и осью вращения ротора. Катушки располагаются между двумя соседними зубцовыми сердечниками. На рисунке В.3 показано размещение катушек кольцевого типа относительно магнитных масс для каждой фазы обмотки статора. Схема соединений катушек кольцевого типа приведена на рисунке В.4.

Рисунок В.3 - Размещение катушек Рисунок В.4 - Схема соединений фаз кольцевого типа относительно катушек якорной обмотки статора магнитных масс

Для указанного случая и при любом числе пар полюсов минимальное число катушек трехфазной якорной обмотки с катушками кольцевого типа равно шести при построении шестидесятиградусной фазной зоны обмотки. При этом каждой фазе принадлежит по две катушки, соединенные последовательно встречно. На рис. В.3 фазе А принадлежат катушки, обозначенные как А и X; фазе В - В и У, фазе С - С и 2.

В отличие от двигателей общепромышленного применения, где вращающееся поле статора создается посредством обмотки статора, оси фаз

которой сдвинуты друг относительно друга на угол 120 эл. градусов, катушки статора АДКО являются соосными, поэтому вращающееся магнитного поле в двигателе типа АДКО образуется с помощью специальным образом организованной магнитной системы якоря.

Здесь и далее в связи с особенностями геометрии якоря опытного образца АДКО, распределения поля в машине с кольцевыми обмотками, с целью определения характера и численных значений, характеризующих магнитное поле, будет использован специализированный пакет «ANSYS Maxwell», в основе алгоритмов которого лежит метод конечных элементов (МКЭ) [3, 33].

1.1 Принятые обозначения, допущения и особенности конструктивного исполнения расчетной магнитной системы и якорной обмотки двигателя

типа АДКО

1.1.1 Особенности конструктивного исполнения магнитной системы и якорной обмотки двигателя типа АДКО при р=1

На первом этапе рассмотрения конструктивного исполнения магнитной системы и якорной обмотки опытного образца двигателя типа АДКО на рис. 1.1.1 представлены особенности конструктивного исполнения магнитной системы статора АДКО для числа пар полюсов р=1, числа пазов на полюс и фазу q, равным единице: q=1 и принятые здесь и далее обозначения элементов магнитной цепи.

Как видно из рисунка 1.1.1, статор АДКО при р=1 состоит из шести зубцовых наконечников Х^^Хт, расположенных равномерно вокруг оси вращения двигателя, и семи зубцовых сердечников Х81-Х87. На первом зубцовом наконечнике Хт расположено два зубцовых сердечника Х$1 и Хя7, называемых крайними зубцовыми сердечниками. На остальных зубцовых наконечниках Хт-Хт расположено по одному зубцовому сердечнику: Хзз, Хз4, 2x5,

называемых средними зубцовыми сердечниками. Отметим, что ширина крайних зубцовых сердечников Х51 и Х87 вдвое меньше, чем ширина средних зубцовых сердечников. Каждый следующий зубцовый сердечник сдвинут относительно предыдущего на одну шестую длины зубцового наконечника и на 60 электрических градусов по окружности. Геометрические размеры зубцовых наконечников одинаковы. Фронтальные проекции всех зубцовых сердечников совпадают между собой.

Ярмо статора выполнено цилиндрической формы длиной, равной длине зубцового наконечника.

Катушки якорной обмотки АДКО имеют концентрическую форму и расположены между зубцовыми сердечниками таким образом, что между соседними зубцовыми сердечниками расположена одна катушка одной из фаз.

Каждая фаза содержит четное число катушек. Наименьшее число катушек в фазе равно двум. Катушки соединены последовательно встречно.

Рисунок 1.1.1 - Конфигурация и обозначения магнитных масс статора АДКО для числа пар полюсов р=1 Направления токов в катушках при максимальном значении тока, например, в фазе В, указаны на рис. 1.1.2.

Рисунок 1.1.2 - Направления токов в катушках при максимальном значении тока, например, в фазе В, статора АДКО с катушками без ярма статора

В пазах ротора может быть использована обмотка любого исполнения. На первом этапе исследования распределения магнитного потока в магнитной системе асинхронного двигателя с кольцевыми обмотками (АДКО) при синхронной частоте вращения ротора будет принят гладкий ротор, без пазов (рис. 1.1.3).

Рисунок 1.1.3 - Конструкция АДКО с гладким ротором и ярмом статора

для числа пар полюсов р=1

1.1.2 Особенности конструктивного исполнения магнитной системы и якорной обмотки двигателя типа АДКО при рф1

Конструкция магнитной системы опытного образца АДКО с числом пар полюсов р=3, рассматриваемая в данной работе, представляет собой два двигателя, соединенных в каскад (рис. 1.1.4, а, б). Статоры двигателей, входящих в каскад, сдвинуты друг относительно друга вокруг оси вращения ротора на угол 30/р геометрических градусов [48]. Ротор двигателя - классический короткозамкнутый.

яРмо катушки с зуоиобыми сердечниками

ярмо над катушками

ярмо над катушкой

ярмо статора с зуйцодыми сердечниками

Рисунок 1.1.4 - Модель АДКО с двумя статорами с числом пар полюсов р=3

а) с ротором; б) без ротора Каждый статор АДКО с числом пар полюсов р=3 состоит из 18 зубцовых наконечников Х^; каждой паре полюсов принадлежит 7 зубцовых сердечников Х^. Каждый зубцовый наконечник АДКО в данном случае расщеплен по дуге на две части, поэтому для числа пар полюсов р=3 каждый из двух статоров АДКО состоит из 36 зубцовых наконечников (рис. 1.1.5). Каждый зубцовый сердечник сопряжен с двумя соседними зубцовыми наконечниками: в зубцовых сердечниках имеются пазы, в которых размещаются зубцовые наконечники. Как и в предыдущем случае, при числе пар полюсов р=3 ширина каждой пары крайних зубцовых сердечников и вдвое меньше, чем ширина средних зубцовых

сердечников. Зубцовые сердечники и зубцовые наконечники выполняются из листовой электротехнической стали.

Рисунок 1.1.5 - Конструкция половины Рисунок 1.1.6 - Зубцовые сердечники и

магнитной системы статора АДКО для числа пар полюсов р=3

зубцовые наконечники одного из статоров первого опытного образца

Расположение катушек обмотки статора в одном из статоров АДКО показано на рис. 1.1.6: катушки А и X принадлежат фазе А; катушки В и У - фазе В; катушки Си 2 - фазе С. Каждому статору принадлежит шесть кольцевых катушек; при числе пар полюсов р=3 обмотка статора АДКО, состоящего из двух машин в каскаде, содержит 12 кольцевых катушек, при этом каждой фазе принадлежит 4 катушки. Схема соединения обмотки статора - «звезда» (рис. 1.1.8).

Над каждой катушкой располагается стальное кольцо, ось которого совпадает с осью катушек и осью вращения ротора (рис. 1.1.7). Кольцо выполняется из листовой электротехнической стали.

Особенности принципа создания вращающегося магнитного поля в магнитной системе, изображенной на рис. 1.1.4-1.1.6, подразумевают наличие радиальной и осевой составляющей магнитного поля в сердечнике статора.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тихонова Ольга Валерьевна, 2024 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александров, Д. Г. Особенности будущей мировой энергополитики и формирование новой энергокарты в свете изменяющейся мировой политической обстановки / Д. Г. Александров, П. А. Колпаков, В. М. Матиив // Инновации и инвестиции. - 2023. - № 2. - С. 20-23.

2. Александров, Е. В. Математическое описание асинхронного электродвигателя с учетом потерь в стали, поверхностного эффекта, насыщения магнитной системы основным потоком и потоками рассеяния / Е. В. Александров // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2010.

- № 2. - С. 1-8. - Текст : электронный.

3. Альтшулер, И. Б. Расчет электромагнитных полей в электрических машинах / И. Б. Альтшулер, П. Я. Карташевский, А. Л. Лившиц, М. Б. Файнштейн. - М. : Энергия, 1969. - 88 с. : ил. - Текст : непосредственный.

4. Антик, И. В. Обмоточные данные асинхронных двигателей / И. В. Антик. -2-е изд., доп. - М., «Энергия», 1971. - 392 с. : ил. - Текст : непосредственный.

5. Аснович, Э. 3. Электроизоляционные материалы высокой нагревостойкости / Э. 3. Аснович, К. И. Забырина, В. А. Колганова, Б. М. Тареев. - М. : Энергия, 1979. - 239 с. : ил. - Текст : непосредственный.

6. Баку баев, Б. Т. Разработка асинхронного двигателя с асимметричным магнитопроводом с керамической изоляцией / Б. Т. Бакубаев - Текст : непосредственный // Труды XV междунар. конф. «Электромеханика, электротехнологии, электрические материалы и компоненты». - Алушта. - 2014 г.

- С. 149 - 150.

7. Баранов, М. В. Нанооксидные материалы для повышения эксплуатационных характеристик машин переменного тока / М. В. Баранов, А. Р. Бекетов, В. И. Денисенко, А. Т. Пластун, А. Р. Гайфутдинов, Д. А. Луконин, Ш. Д. Гудаев // Труды Свердловского научно-исследовательского института химического машиностроения. Серия: Оборудование для оснащения технологических производств. - 2013. - Вып. 20 (84). - С. 68-76. - Текст : электронный.

8. Варрик, Н. М. Оксид-оксидные композиционные материалы для газотурбинных двигателей (обзор) / Н. М. Варрик, Ю. А. Ивахненко, В. Г. Максимов - Текст : электронный // Труды ВИАМ. - 2014. - № 8. - С. 1-21.

9. Виноградов, Н. В. Проектирование электрических машин / Н. В. Виноградов, Ф. А. Горяинов, П. С. Сергеев. - Москва-Ленинград: ГЭИ, 1950. -591 е.: ил. - Текст : непосредственный.

10. Винокуров, М. Р. Повышение точности расчета вращающего момента асинхронного двигателя с учетом поверхностного эффекта в стержнях ротора / М. Р. Винокуров, А. А. Моисеенко, Н. Ю. Масловцева // Вестник ДГТУ. - 2011. - № 5. - С. 621-629.

11. Вихарев, Д. Ю. Модель неявнополюсной электрической машины на основе математического описания магнитного поля в воздушном зазоре / Д. Ю. Вихарев, Н. А. Родин // Вестник Ивановского государственного энергетического института. - 2021. - № 6. - С. 27-37.

12. Вольдек, А. И. Электрические машины: учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. 2-е изд., перераб. и доп. : Л. : Энергия, 1974 - 840 с. - 70 000 экз. - Текст : непосредственный.

13. Гавриловский, Г. В. Об утилизации радиоактивных ядерных отходов в России / Г. В. Гавриловский, В. Л. Гапонов, С. В. Гапонов, Е. Ю. Гапонова. -Текст : электронный // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. - 2016. - № 4. - С. 62-66.

14. Горин, Н. В. Атомная энергетика как основа устойчивого развития / Н. В. Горин, Б. К. Водолага, В. П. Кучинов, В. В. Шидловский - Текст : электронный // Государственное управление. Электронный вестник. - 2023. - № 95. - С. 7-19.

15. ГОСТ Р 7.0.100-2018. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 декабря 2018 г. № 1050-ст : введен впервые : дата введения : 2019-07-01 / разработан Федеральным государственным унитарным предприятием

«Информационное телеграфное агентство России (ИТАР-ТАСС)» филиал «Российская книжная палата», Федеральным государственным бюджетным учреждением «Российская государственная библиотека», Федеральным государственным бюджетным учреждением «Российская национальная библиотека». - Москва : Стандартинформ, 2018. - V, 128 c. ; 29 см. - Текст : непосредственный.

16. ГОСТ Р 7.0.11-2011. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Диссертация и автореферат диссертации. Структура и правила оформления = System of standards on information, librarianship and publishing. Dissertation and dissertation abstract. Structure and rules of presentation : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. № 811-ст : введен впервые : дата введения : 2012-09-01 / разработан Федеральным государственным бюджетным учреждением «Российская государственная библиотека». - Москва : Стандартинформ, 2018. - IV, 12 c. ; 29 см. - Текст : непосредственный.

17. ГОСТ 27471-87. Машины электрические вращающиеся. Термины и определения = Electrical rotation machinery. Terms and definitions : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : утвержден и введен в действие Госстандартом СССР : дата введения : 01.07.1988 : дата редакции : 01.01.2005. - М. : ИПК Издательство стандартов, 2005. - 64 с. - Текст : непосредственный.

18. Гуменюк, В. И. Атомная отрасль в России: развитие в ногу со временем / В. И. Гуменюк, А. Ю. Туманов, Г. Л. Атоян. - Текст : электронный. // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. - 2019 г. - № 1. С. 28-46.

19. Данилевич, Я. Б. Параметры электрических машин переменного тока / Я. Б. Данилевич, В. В. Домбровский, Е. Я. Казовский. - Ленинград : Наука, 1965. -340 с. : ил. - Текст : непосредственный.

20. Демирчян, К. С. Теоретические основы электротехники / К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровкин, В. Л. Чечурин. - СПб.: Питер, 2003.— 463 е.: ил. -Текст : непосредственный.

21. Домбровский, В. В. Основы проектирования электрических машин переменного тока / В. В. Домбровский, Г. М. Хуторецкий. - Л. : Энергия, 1974. -504 с. : ил. - Текст : непосредственный.

22. Домбровский, В. В. Справочное пособие по расчету электромагнитного поля в электрических машинах / В. В. Домбровский. - Л. : Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1983. - 256 с. : ил. - Текст : непосредственный.

23. Дубровский, В. Б. Радиационная стойкость материалов / В. Б. Дубровский, П. А. Лавданский, Б. К. Пергаменщик, В. Н. Соловьев; под ред. В. Б. Дубровского. - М. : Атомиздат, 1973. - 264 с. - Текст : непосредственный.

24. Еремочкин, С. Е. К вопросу достоверного метода расчета параметров схемы замещения асинхронного двигателя / С. Е. Еремочкин, Д. В. Дорохов, А. А. Жуков // Вестник НГИЭИ. - 2022. - № 12. - С. 43-53. - Текст : электронный.

25. Железняков, А. В. Определение электромагнитных параметров асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором по результатам численных исследований его электромагнитных полей и процессов / А. В. Железняков // Сборник научных трудов ДОНИЖТ. - 2022. - № 67. - С. 4-10. - Текст : электронный.

26. Жерве, Г. К. Промышленные испытания электрических машин / Г. К. Жерве. - 4-е изд. - Ленинград : Энергоатомиздат, 1984. - 408 с. - Текст : непосредственный.

27. Иванов-Смоленский, А. В. Универсальный метод расчета электромагнитных процессов в электрических машинах / А. В. Иванов-Смоленский, Ю. В. Абрамкин, А. И. Власов, В. А. Кузнецов : под ред. А. В. Иванова-Смоленского. - М. : Энергоатомиздат, 1986. - 216 с. : ил. - Текст : непосредственный.

28. Иванов-Смоленский, А. В. Электрические машины: учебник для вузов / А. В. Иванов-Смоленский - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : МЭИ, 2006. - 652 с. : ил. -1000 экз. - ISBN 5-903072-52-6. - Текст : непосредственный.

29. Ильин, А. Н. Полимерцемент как электроизоляционный материал для электротехнических систем / А. Н. Ильин // Электротехнические системы и комплексы. - 2015. - № 1. - С. 25-27. - Текст : электронный.

30. Книпенберг, Э. А. Особенности расчета реактивных сопротивлений рассеяния асинхронных электродвигателей с электромагнитной вставкой на роторе / Э. А. Книпенберг, Э. М. Гусельников // Известия Томского ордена октябрьской революции и ордена трудового красного знамени политехнического института имени С. М. Кирова. - 1972. - С. 145-150. - Текст : электронный.

31. Копылов, И. П. Проектирование электрических машин: учебник для вузов / И. П. Копылов, Б. К. Клоков, В. П. Морозкин, Б. Ф. Токарев ; под ред. И. П. Копылова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. : Юрайт, 2011. - 767 с. - 1000 экз. -ISBN978 5-9916-0904-3.- Текст : непосредственный.

32. Котенев, В. И. Метод расчета сопротивлений асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором по паспортным данным и оценка его погрешности /

B. И. Котенев, А. Д. Стулов // Вестник Самарского государственного университета. Серия: Технические науки. - 2021. - С. 98-110. - Текст : электронный.

33. Круминь, Ю. К. Основы теории и расчета устройств с бегущим магнитным полем / Ю. К. Круминь. - Рига : Зинатне, 1983. - 278 с. - Текст : непосредственный.

34. Кузнецов, М. И. Основы электротехники / М. И. Кузнецов. - Издательство: Высшая школа, 1964. - 560 с. - Текст : непосредственный.

35. Леонов, С. В. Вопросы исследования трехмерного магнитного поля электрических машин с аксиальным магнитным потоком / С. В. Леонов, А. Г. Каранкевич, О. П. Муравлев // Известия вузов. Электромеханика. - 2004. - № 5. -

C. 8-13. - Текст : электронный.

36. Малыгин, И. В. Исследование возможности применения трехфазного якоря с кольцевыми обмотками в электрических машинах малой мощности в условиях воздействия радиационных полей : специальность : 13.06.01 «Электро- и теплотехника» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Малыгин Игорь Вячеславович ; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина. - Екатеринбург, 2019. - 179 с. -Библиогр.: с. 126-131. - Текст : непосредственный.

37. Метельков, В. П. Оценка ресурса изоляции обмотки статора асинхронного двигателя при работе в циклических режимах / В. П. Метельков. - Текст : электронный // Вестник Южно-уральского государственного университета. Серия «Энергетика». - 2013 г. - № 2. - С. 96-100.

38. Милинчук, В. К. Радиационная стойкость органических материалов: Справочник / В. К. Милинчук, В. И. Тупиков, Б. А. Брискман и др.; под ред. В. К. Милинчука, В. И. Туликова. - М. : Энергоатомиздат, 1986. - 272 с. - 3500 экз. -Текст : непосредственный.

39. Недзельский, В. Е. Повышение технико-экономических показателей машин переменного тока при применении композиционного материала «Нитрид алюминия - кремнийорганический лак КО-916К» / В. Е. Недзельский, А. И. Ягупов, М. В. Баранов, А. Р. Бекетов, В. И. Денисенко, А. Т. Пластун, О. В. Стоянов // Вестник Казанского технологического университета. - 2013 г. - С. 133137. - Текст : непосредственный.

40. Осипов, В. С. Электрические потери в статоре трехфазных асинхронных двигателей серии АИР / В. С. Осипов, Е. И. Тиминская // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». -2017. - № 4 (56). - С. 89-97. - Текст : электронный.

41. Патент № 2051458 Российская Федерация, МПК6 Н02К 17/16.

Асинхронный двигатель с кольцевой обмоткой : № 5054535/07 : заявл. 20.07.1992 ; опубл. 27.12.1995 / Дартау В. А. ; заявитель Дартау В. А. - 6 с. : ил. - Текст : электронный.

42. Патент № 1787305 Союз Советских Социалистических Республик,

Н02К 1/16. Асинхронный двигатель с тороидальной обмоткой : № 4802553/07 : заявл. 05.02.1990 ; опубл. 07.01.1993 / Перевалов А. И. ; заявитель Перевалов А. И. - 3 с. : ил. - Текст : электронный.

43. Патент № 2496213 Российская Федерация, МПК Н02К 29/00. Машина с поперечным магнитным потоком (варианты) : № 2011109113/07 : заявл. 20.09.2012 ; опубл. 20.10.2013 / Гиерас Я. Ф., Розман Г. И. ; патентообладатель Хамильтон Сандстранд Корпорейшн (Ш). - 12 с. : ил. - Текст : электронный.

44. Патент № 2190291 Российская Федерация, МПК7 Н02К 21/12. Многофазная электрическая машина с поперечным потоком : № 99123365/09 : заявл. 25.03.1998 ; опубл. 27.09.2002 / Шэфер Увэ ; заявитель ДаймлерКрайслер Рэйл Сюстемс ГМБХ ; патентообладатель ДаймлерКрайслер Рэйл Сюстемс ГМБХ (БЕ). - 8 с. : ил. - Текст : электронный.

45. Патент № 2327272 Российская Федерация, МПК Н02К 19/00. Модульная торцевая электрическая машина с поперечным магнитным потоком : № 2006113918/09 : заявл. 20.11.2007 ; опубл. 20.06.2008 / Архутич Д. П. ; патентообладатель Архутич Д. П. - 10 с. : ил. - Текст : электронный.

46. Патент № 2306657 Российская Федерация, МПК Н02К 21/24. Электрическая машина : № 2005137249/09 : заявл. 30.11.2005 ; опубл. 20.09.2007 / Свиридов Г. М., Сеньков А. П. ; патентообладатель ФГУП «Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А. Н. Крылова». - 6 с. : ил. - Текст : электронный.

47. Патент № 2121207 Российская Федерация, МПК6 Н02К 1/16. Якорь многофазной электрической машины : № 96111144/09 : заявл. 09.06.1996 ; опубл. 27.10.1998 / Пластун А. Т. ; заявитель Пластун А. Т. - 10 с. : ил. - Текст : непосредственный.

48. Патент № 2684898 Российская Федерация, МПК6 Н02К 1/16, Н02К 3/238.

Якорь многофазной электрической машины : № 2018111892 : заявл. 02.04.2018 ; опубл. 16.04.2019 / Бердичевский А. С., Пластун А. Т., Тихонова О. В. и др. ;

заявитель УрФУ им. первого Президента России Б. Н. Ельцина. - 38 с. : ил. -Текст : непосредственный.

49. Петров, В. В. Радиационная стойкость изоляционных материалов магнитных систем ускорителей / В. В. Петров, Ю. А. Пупков // Журнал технической физики. - 2016. - Т. 86. - С. 65-68. - Текст : непосредственный.

50. Пиотровский, Л. М. Электрические машины / Л. М. Пиотровский. - М.-Л. : Госэнергоиздат. - 1963 г. - 504 с. : ил. - Текст : непосредственный.

51. Письменный, Д. Т. Конспект лекций по высшей математике: полный курс / Д. Т. Письменный. - 4-е изд. - М. : Айрис-пресс, 2006. - 608 с. : ил. - (Высшее образование). - Текст : непосредственный.

52. Пластун, А. Т. Расчет магнитной цепи асинхронного двигателя с асимметричным магнитопроводом / А. Т. Пластун - Текст : непосредственный // Электрические машины и электромашинные системы: сб. науч. трудов. - Пермь : Пермский ГТУ. - 2003. - С. 218 - 224.

53. Постников, В. П. Многослойные электромагнитные модели электрических машин / В. И. Постников, Л. Б. Остапчук, И. В. Химюк. - АН УССР. Ин-т электродинамики. - Киев : Наук. думка, 1988. - Текст : непосредственный.

54. Постников, П. С. Обобщенная теория и переходные процессы электрических машин : учебник для вузов / П. С. Постников. - 2-изд, перераб. и доп. - М. : Высш. школа, 1975. - 319 с. : ил. - Текст : непосредственный.

55. Проскурина, В. Е. Синтез гибридных полимер-неорганических наносистем и их флокурирующие свойства / В. Е. Проскурина, Р. 3. Тухватуллина, Р. Р. Фаизова, Е. Ю. Громова, Ю. Г. Галяметдинов // Вестник Казанского технологического университета. - 2012. - № 22. - С. 55-57.

56. Расчет трехфазных асинхронных двигателей : программа-методика электромагнитных расчетов трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором : 0БП.208.001. - ПО «Уралэлектротяжмаш», 1980 г. -168 с.

57. Рябов, Е. С. К вопросу определения электромагнитного момента реактивного индукторного двигателя с аксиальным магнитным потоком / Е. С.

Рябов, Б. Г. Любарский, Д. Ю. Зюзин, В. Л. Емельянов // Електротехшка 1 Електромехашка. - 2010 г. - № 5. - С. 27-29. - Текст : электронный.

58. Сидельников, Б. В. Модифицированная схема замещения асинхронного двигателя / Б. В. Сидельников, М. А. Беляев, А. И. Поташов // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2014. - С. 186-189. -Текст : электронный.

59. Сметании, В. В. К анализу рабочих характеристик асинхронного двигателя с асимметричным магнитопроводом специального назначения / В. В. Сметанин, С. А. Саврулин, Т. С. Атаев, В. И. Денисенко, В. В. Лыткин - Текст : электронный // Материалы конференции молодых ученых УралЭНИН УрФУ. - 2018. - С. 1-4.

60. Стрельбицкий, Э. К. Износ изоляции асинхронных двигателей при стационарных режимах работы / Э. К. Стрельбицкий, А. С. Гитман // Известия Томского ордена трудового красного знамени политехнического института имени С. М. Кирова. - 1966 г. - С. 115-118.

61. Титова, С. М. Получение керамических волокон на основе диоксида циркония с использованием вискозного материала / С. М. Титова, Н. В. Обабков, А. Ф. Закирова, В. С. Докучаев, И. Ф. Закиров - Текст : непосредственный // Вестник Концерна ВКО «Алмаз - Антей». - 2019, (№ 1). - С. 85-89.

62. Тихонова, О. В. Расчет потокосцеплений в зубцовых наконечниках и зубцовых сердечниках АДКО с керамической изоляцией / О. В. Тихонова, Б. С. Саидов, А. Т. Пластун - Текст : непосредственный // Труды международной конференция «Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Атомная энергетика.» / Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина. - Екатеринбург, 10-14 декабря, 2018 г.

63. Тихонова, О. В. Исследование влияния слоистой структуры якоря асинхронного двигателя с кольцевыми обмотками на распределение магнитного потока / О. В. Тихонова, И. В. Малыгин, А. Т. Пластун. - Текст : электронный // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического

университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления - 2021, декабрь (№ 40). - С. 5-26.

64. Тихонова, О. В. Определение параметров схемы замещения асинхронного двигателя с кольцевыми обмотками / О. В. Тихонова, И. В. Малыгин, А. Т. Пластун. - Текст : электронный // Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. - 2022. - № 1. - С. 21-35.

65. Усольцев, А. А. Определение параметров модели асинхронного двигателя по справочным данным / А. А. Усольцев, Д. В. Лукичев // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2008. - № 10. - С. 35-41. Текст : электронный.

66. Хвалин, Д. И. Моделирование электромагнитного поля мощной электрической машины / Д. И. Хвалин, О. Г. Кенсицкий, К. А. Кобзарь. - Текст : электронный // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. - 2021. - № 2. - С. 130-142.

67. Хомутов, О. И. Параметры теплового режима асинхронного электродвигателя для прогнозирования остаточного ресурса работы / О. И. Хомутов, С. О. Хомутов, В. И. Сташко, А. А. Грибанов. - Текст : электронный // Ползуновский вестник. - 2004 г. - № 1. - С. 279-284.

68. Шавнев, А. А. Непрерывные волокна оксида алюминия (обзор) / А. А. Шавнев, В. Г. Бабашов, Н. М. Варрик. - Текст : электронный // Авиационные материалы и технологии. - 2020 г. - № 4 (61). - С. 27-34.

69. Шелехова, О. Г. Расчет коэффициента мощности асинхронного двигателя при отклонении питающего напряжения безитерационным методом / О. Г. Шелехова // Сборник научных трудов Донецкого института железнодорожного транспорта. - 2022. - № 66. - С. 4-11. - Текст : электронный.

70. Шубин, С. С. Определение параметров схемы замещения погружного электродвигателя на основании данных испытаний / С. С. Шубин, В. У. Ямалиев, А. С. Глазырин, Д. С. Буньков, С. Н. Кладиев // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2021. - С. 204-214.

71. Шуйский, В. П. Расчет электрических машин / В. П. Шуйский : перевод с немецкого. - Л. : Энергия. - 1968 г. - 732 с. : ил. - Текст : непосредственный.

72. Юферов, Ю. В. Композиционное неорганическое покрытие с напористой матрицей из оксида алюминия / Ю. В. Юферов, М. В. Баранов, О. В. Стоянов, А. Р. Бекетов. - Текст : электронный // Вестник Казанского технологического университета. - 2017 г. - № 12. - С. 35-37.

73. Яковлев, Р. М. Перспективы атомной энергетики в обеспечении энергетической и экологической безопасности России / Р. М. Яковлев, И. А. Обухова - Текст : электронный // Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера». - 2021. - № 3. - С. 120-137.

74. Яшин А. Н. Моделирование механических характеристик асинхронного двигателя в пакете Matlab Simulink / А. Н. Яшин, Э. А. Гильманов, М. И. Хакимьянов // Электротехнические и информационные комплексы и системы. -2021. - № 2. - С. 67-75.

75. An, L. An All-Ceramic, Anisotropic, and Flexible Aerogel Insulation Material / L. An, J. Wang, D. Petit // Nano Letters, 2020, May, № 5, pp. 3828-3835.

76. Denisenko, V. I. Approach to the Leakage Conductance Calculation Method in Asynchronous Motor with Asymmetric Magnetic Core / V. I. Denisenko // In Proceedings The 10th International Scientific and Practical Conference Modern Techniques and Technology, Tomsk : TPU Press, 2004, pp. 72 - 73.

77. Duan, N. Simulation Calculation of Loss of Induction Traction Motor / N. Duan, X. Ma, S. Lu, S. Wang // Lecture Notes in Electrical Engineering, 2020, pp. 599-606.

78. Marfoli, A. An Analytical-Numerical Approach to Model and Analyse Squirrel Cage Induction Motors / A. Marfoli, L. Papini, P. Bolognesi, C. Gerada // EE Transactions on Energy Conversion, 2021, pp. 421-430.

79. Plastun, A. Non-conventional rule of making a periodically varying different-pole magnetic field in low-power alternating current electrical machines with using ring coils in multiphase armature winding / A. Plastun, O. Tikhonova, I. Malygin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 313, Issue 1, 012002, 19 February 2018.

80. Tikhonova, O. Analysis of the Electromagnetic Parameters of an Induction Motor with Ring Windings with Ceramic Insulation / O. Tikhonova, I. Malygin, S. Kulakov, A. Plastun. // Proceedings of the 2022 Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, ElConRus 2022, pp. 1280-1283.

81. Tikhonova, O. Calculation of Inductive Resistances of Induction Motor with Ring Windings by «ANSYS Maxwell» / O. Tikhonova, I. Malygin, A. Plastun // 2018 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Moscow, Russia, 15-18 May, 2018, 8728767.

82. Tikhonova, O. Electromagnetic calculation for induction motors of various designs by «ANSYS Maxwell» / O. Tikhonova, I. Malygin, A. Plastun // 2017 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), St. Petersburg, Russia, 16-19 May 2017, 8076294.

83. Tikhonova, O. Electromagnetic Torque Calculation of Induction Motor with Ring Windings by dint of «ANSYS Maxwell» / O. Tikhonova, I. Malygin, A. Plastun // 2017 IEEE Russia Section Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conference (EIConRus), St. Petersburg, Russia, 1-3 February 2017, pp. 1600-1605, 7910879.

84. Tikhonova, O. Electromagnetic Calculation of Induction Motor by «ANSYS Maxwell» / O. Tikhonova, A. Plastun // IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus), St. Petersburg, Russia, 29 January-1 February 2018, pp. 822-826.

85. Tikhonova, O. Loss Calculation of Induction Motor with Ring Windings by «ANSYS Maxwell» / O. Tikhonova, I. Malygin, R. Beraya, N. Sokolov, A. Plastun // Сб. трудов международной конференции APEET / Уральский федеральный университет. - Екатеринбург, ноябрь 2017.

86. Tikhonova, O. The methodology of MMF calculation in magnetic circuit of induction motor by «ANSYS Maxwell» / O. Tikhonova, D. Mineeva, A. Plastun // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, Vol. 950, Iss. 1, 012032.

87. Wu, D. Thermal/vibration joint experimental investigation on lightweight ceramic insulating material for hypersonic vehicles in extremely high-temperature

environment up to 1500 degrees C / D. Wu, L. Lin, H. Ren // Ceramics International, 2020, June, № 10, pp. 14439-14447.

88. Yi, J. A fast and accurate loss model of converter-fed induction motor in central air-conditioning system / J. Yi, C. Li, D. Zhang and others // IEEE Transactions on Power Electronics, Volume: 38, Issue: 3, March 2023, pp. 3689-3699.

89. Yixiang, X. A method for improving power factor in inverter-fed induction motors by the use of rotor convex copper bars / X. Yixiang, B. Xiaohua, X. Wei and others // IEEE Transactions on Industry Applications , Volume: 56, Issue: 4, July-Aug. 2020, pp. 3636-3643.

90. Yongming, X. Application of ring winding in induction motor / X. Yongming, X. Ziyi, A. Mengmeng // IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Volume: 31, Issue: 8, November 2021, 0603705.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Таблица П1 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через внутренние поверхности зубцовых наконечников со стороны воздушного зазора (¿мцз, 2,т,1& и Т-Д), при условии однофазного питания обмотки статора, Кзх 1 и рст— 108

Токи Номер поверхности зубцового наконечника со стороны воздушного зазора - Хмз

1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 5.1 5.2 6.1 6.2

1л—5 А, 1в—1с—0 266 262 -243 -253 -245 -244 -250 -244 242 234 252 262

1в—5 А, 1л—1с—0 266 264 255 253 243 243 -221 -251 -243 -245 -249 -264

1с—5 А, 1л—1в—0 -266 -263 -252 -242 240 248 242 250 238 251 -252 -255

Таблица П2 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к зубцовому наконечнику нутР, Хз2внутР и т.д.), при условии однофазного питания обмотки статора, Кзс 1 и рст— 108

Амплитуда тока в фазе Номер внут] ренней поверхности сердечника - Zsieнymp

1 2 3 4 5 6 7

вл м м с 0> 324 -622 -640 -604 586 634 324

лв ii ii с 0> 332 628 604 -594 -611 -643 332

1с—5 А, 1л—1в—0 -283 -622 595 632 623 -617 -283

Таблица П3 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к ярму (Хз1вНеш, Хзввнеш и т.д.) при условии однофазного питания обмотки статора, К3,с=1 и ^сга—108

Амплитуда тока в фазе Номер внешней поверхности сердечника - Zsieнeш

1 2 3 4 5 6 7

1л—5 А, 1в—1с—0 340 -642 -660 -624 610 650 340

лв м м с 0> 355 650 630 -625 -632 -660 355

1с—5 А, 1л—1в—0 -287 -650 620 640 645 -637 -287

Таблица П4 - Полное потокосцепление, 10-6 Вб, каждой катушки

при условии однофазного питания обмотки статора, Кзс. 1 и ^ст— 108

Значение тока Наименование катушки

A Z B X C Y

/л—5 А, 1в—1с—0 48000 -40000 120000 200000 120000 -40000

/в—5 А, 1л—1с—0 -40000 112000 208000 112000 -40000 56000

/с—5 А, 1л—1в—0 40000 128000 40000 40000 128000 40000

Таблица П5 - Потокосцепление рассеяния, 10-6 Вб, каждой катушки при условии однофазного питания обмотки статора, Кзх=1 и ^сга—108, без ротора

Значение тока Наименование катушки

A Z B X C Y

/л—5 А, 1в—1с—0 16000 -16000 24000 48000 24000 -16000

/в—5 А, 1л—1с—0 -16000 24000 48000 24000 -16000 16000

/с—5 А, 1л—1в—0 8000 32000 8000 8000 32000 8000

Таблица П6 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через внутренние поверхности зубцовых наконечников со стороны воздушного зазора 7^1,28, %т,18 и т.д),

при условии трехфазного питания обмотки статора, Кзс. 1 и ^Ст— 108

Токи Номер поверхности зубцового наконечника со стороны воздушного зазора - Ъть

1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 5.1 5.2 6.1 6.2

1л—5 А, 1в—/с—2,5 267 259 -246 -259 -485 -482 -242 -245 253 245 500 511

1в—5 А, 1л—/с—2,5 266 261 506 494 245 245 -222 -253 -485 -500 -244 -262

/с—5 А, /л—/в—2,5 -536 -549 -255 -251 244 251 502 493 253 253 -257 -250

Таблица П7 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к зубцовому наконечнику (Хзшутр, %з2енУтР и т.д.), при условии трехфазного питания обмотки статора, Кзх 1 и ^Ст— 108

Ток Номер внутренней поверхности зубцового сердечника СО стороны зубцовых наконечников- Zsieнymp

1 2 3 4 5 6 7

/л—5 А, /в—/с=2,5 А 328 -637 -1087 -617 618 1011 328

/в—5 А, /л—/с=2,5 А 324 1120 610 -595 -1115 -631 324

/с—5 А, /л—/в=2,5 А -639 -617 626 1217 610 -628 -639

Таблица П8 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к ярму (781внеш, %82внеш и т.д.) при условии трехфазного питания обмотки статора, Кзх=1 и ¡сга—108

Номер внешней поверхности сердечника - Zsieнeш

Ток 1 2 3 4 5 6 7

/л—5 А, /в—/с=2,5 А 350 -660 -1100 -640 640 1030 350

/в—5 А, /л—/с=2,5 А 344 1145 635 -623 -1150 -652 344

/с—5 А, /л—/в=2,5 А -650 -640 644 1228 627 -651 -650

Таблица П9 - Полное потокосцепление, 10-6 Вб, каждой катушки при условии трехфазного питания обмотки статора, Кзх 1 и ^Ст— 108

Значение тока Наименование катушки

А Z В X С Y

/л—5 А, /в—/с—2,5 А 48000 -40000 120000 200000 120000 -40000

/в—5 А, /л—/с—2,5 А -40000 112000 208000 112000 -40000 56000

/с—5 А, /л—/в—2,5 А 40000 128000 40000 40000 128000 40000

Таблица П10 - Потокосцепление рассеяния, 10-6 Вб, каждой катушки при условии трехфазного питания обмотки статора, Кзх 1 и рст— 108, без ротора

Значение тока Наименование катушки

A Z B X C Y

1а—5 А, 1е—1с—2,5 А 12000 -12000 48000 60000 48000 -12000

/в—5 А, 1а—1с—2,5 А -8000 48000 60000 52000 -12000 12000

1с—5 А, 1а—1в—2,5 А 24000 40000 20000 20000 40000 24000

Таблица П11 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через внутренние поверхности зубцовых наконечников со стороны воздушного зазора (Хт,18, Хт,18 и т.д), при условии однофазного питания обмотки статора,

Кзх=1 и стали марки Э 2211

Токи Номер поверхности зубцового наконечника со стороны воздушного зазора - Хмз

1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 5.1 5.2 6.1 6.2

1а—5 А, 1в—1с—0 112 88 -90 -116 -122 -119,4 -118 -98 126,7 99,4 123,4 124,4

м м С ^ 0, 87,5 109 120,3 125 124 97,4 -92,4 -119 -121 -121 -93 -117

1с—5 А, 1а—1в—0 -114 -116 -123 -98,3 93,4 115,7 121 120 93,7 116,7 -121 -100

Таблица П12 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к зубцовому наконечнику Хзввнутр и т.д.), при условии однофазного питания обмотки статора, Кзх=1 и стали марки Э 2211

Амплитуда тока в фазе Номер внутренней поверхности сердечника - Zsieнymp

1 2 3 4 5 6 7

/а—5 А, 1в—1с—0 133,2 -272 -308 -282 293,1 313,8 133,2

1в—5 А, 1а—1с—0 131,3 311,3 287 -277,4 -308 -276 131,3

1с—5 А, 1а—1в—0 -140 -288 275,8 307,7 281,1 -288 -140

Таблица П13 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к ярму (¿зшеш, ¿зввнеш) при условии однофазного питания обмотки статора, Кзх=1 и стали марки Э 2211

Амплитуда тока в фазе Номер внешней поверхности сердечника - Ъ^енеш

1 2 3 4 5 6 7

1а=5 А, 1в=1с=0 142 -289 -325 -299 310 331 142

1в=5 А, 1а=1с=0 138,8 327,3 302 -292,4 -323 -291 138,8

/с=5 А, 1а=1в=0 -170 -318 305,8 337,7 311,1 -318 -170

Таблица П14 - Полное потокосцепление, 10-6 Вб, каждой катушки при условии однофазного питания обмотки статора, К3.С=1 и стали Э 2211

Амплитуда тока е фазе В Наименование катушки

А Z В X С У

1а=5 А, 1в=1с=0 22352 -19096 60956 105080 61740 -21230

1в=5 А, 1а=1с=0 -21280 61504 104768 60892 -19260 22168

1с=5 А, 1а=1в=0 21321 64012 20931 21154 64224 21518

Таблица П15 - Потокосцепление рассеяния, 10-6 Вб, каждой катушки при условии однофазного питания обмотки статора, К3.С=1 и стали Э 2211, без ротора

Амплитуда тока в фазе Наименование катушки

А Z В X С У

1а=5 А, 1в=1с=0 14810 -9114 21753 46852 23491 -12964

1в=5 А, 1а=1с=0 -12908 23444 46756 21711 -9070 14890

!с=5 А, 1а=1в=0 8101 30978,4 6332 6338 31007,6 8137,6

Таблица П16 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через внутренние поверхности зубцовых наконечников со стороны воздушного зазора (Хкцё, %т,18 и т.д), при условии трехфазного питания обмотки статора,

Кзх=1 и стали марки Э 2211

Токи Номер поверхности зубцового наконечника со стороны воздушного зазора - Хмз

1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 5.1 5.2 6.1 6.2

1л=5 А, 1е=1с=2,5 120 88 -95 -121 -139 137 -122 -95 128 100 142 144

1б=5 А, /л=/с=2,5 88 116 142 143 128 98,5 -92 -123 -139 -142 -95 -120

1с=5 А, 1л=1б=2,5 -132 -132 -126 -100 95,5 123 139 138 92,4 120 -132 -101

Таблица П17 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к зубцовому наконечнику Хзввнутр и т.д.), при условии трехфазного питания обмотки статора, Кзх=1 и стали марки Э 2211

Ток Номер внутренней поверхности зубцового сердечника СО стороны зубцовых наконечников- Zsieнуmp

1 2 3 4 5 6 7

1л=5 А, 1б=1с=2,5 А 141 -289,5 -349,5 -290,5 301,5 359,5 141

1б=5 А, 1л=1с=2,5 А 121,3 351,6 293,1 -281,6 -347,2 -281,6 149,3

1с=5 А, 1л=1б=2,5 А -176 -314 306,5 365 300,4 -321 -176

Таблица П18 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к ярму (Х81внеш, Х82внеш и т.д.)при условии трехфазного питания обмотки статора, Кзс=1 и стали марки Э 2211

Ток Номе з внешней поверхности сердечника - Zsieнeш

1 2 3 4 5 6 7

1л=5 А, 1б=1с=2,5 А 162 -310,5 -370,5 -311,5 322,5 380,5 162

1б=5 А, 1л=1с=2,5 А 141,3 371,6 313,1 -301,6 -367,2 -301,6 169,3

1с=5 А, 1л=1б=2,5 А -185 -332 324,5 383 318,4 -339 -185

Таблица П19 - Полные потокосцепления каждой катушки, 10-6 Вб, при условии трехфазного питания обмотки статора, К3. С=1 и стали Э 2211

Ток в фазах Наименование катушек

А Z В X С У

1а=5 А, 1в=1с=2,5 А 22428 -18988 74072 118468 75208 -21177

1в=5 А, /а=/с=2,5 А -21291 74960 118328 74116 -18956 22396

1с=5 А, 1а=1в=2,5 А 29539 71836 27850 28223 71916 29450

Таблица П20 - Потокосцепления рассеяния каждой катушки, 10-6 Вб, при условии трехфазного питания обмотки статора, К3.с=1, при расчете с вынутым ротором и стали Э 2211

Ток в фазах Наименование катушек

А Z В X С У

1а=5 А, /в=/с=2,5 А 12457 -5276 42196 60932 43792 -9192

1в=5 А, /а=/с=2,5 А -9284 43788 61040 42228 -5272 12516,4

1с=5 А, 1а=1в=2,5 А 22275 38259 19007 19048 38282 22368

Таблица П21 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через внутренние поверхности зубцовых наконечников со стороны воздушного зазора (Хт,15, %т,28, %т,18 и т.д), при условии однофазного питания обмотки статора,

Кзх=1 и стали марки Э 2211

Номер поверхности зубцового наконечника

Токи со стороны воздушного зазора -

1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 5.1 5.2 6.1 6.2

1а=5 А, 36,3 33,9 - - - - - - 36,7 35,2 33,5 33,8

1в=1с=0 30,5 33,2 35,4 35,6 36,9 36,3

1в=5 А, 1а=1с=0 34,8 36,6 33 33,7 36,6 34,9 35,6 -38 -35,5 -35,9 -30,6 -33,1

1с=5 А, 1а=1в=0 37,2 36,7 35,2 33,2 34,3 35,7 35,3 36,3 34,6 35,9 -35,8 -34,1

Таблица П22 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к зубцовому наконечнику (ZS1внymp, ZS2внymp и т.д.), при условии однофазного питания обмотки статора,

Кзх=1 и стали марки Э 2211

Ток Номер внутренней поверхности зубцового сердечника со стороны зубцовых наконечников- Zsieнymp

1 2 3 4 5 6 7

¡А=\ А, 1в=1с=0 А 46,5 -84,7 -92 -94,2 92,9 88,3 46,5

/в=1 А, 1а=1с=0 А 46,4 88 92,8 -95 -92,7 -85 46,4

1с=1 А, 1а=1в=0 А -49,8 -94,1 95,7 97,3 96,2 -95,6 -49,8

Таблица П23 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к ярму ^1внеш, Х^внеш и т.д.) при условии однофазного питания обмотки статора, Кзх=1 и стали марки Э 2211

Ток Номе ) внешней поверхности сердечника - Zsiвнeш

1 2 3 4 5 6 7

1а=1 А, 1в=1с=0 А 49,5 -90,7 -98 -100,2 98,9 94,3 49,5

1в=1 А, 1а=1с=0 А 49 93 97,8 -100 -97,7 -90 49

1с=1 А, 1а=1в=0 А -56,8 -100,1 102,7 104,3 102,2 -101,6 -56,8

Таблица П24 - Полные потокосцепления каждой катушки, 10-6 Вб, при условии однофазного питания обмотки статора, К3.с=1 и стали Э 2211

Ток е фазах Наименование катушек

A Z B X C Y

1а=1 А, 1в=1с=0 А 7757,6 -4105,2 15413,2 29083,2 16060,8 -5964,8

1в=1 А, 1а=1с=0 А -5958 16037,6 29038,4 15421,6 -4080,4 7779,6

/с=1 А, 1а=1в=0 А 6214,8 18610,8 5714,8 5752,4 18655,2 6231,2

Таблица П25 - Потокосцепления рассеяния каждой катушки, 10-6 Вб,

при условии однофазного питания обмотки статора, _Кзх=1 и стали Э 2211, без ротора_

Ток в фазах В Наименование катушек

А Z В X С У

1л=1 А, 1в=1а=0 А 3209,6 -1740,4 4256 9390,8 4611,2 -2513,9

1в=1 А, 1л=1с=0 А -253 4625 9440 4270 -1752 3233

1с=1 А, 1л=1в=0 А 1616,2 6299,6 1265,4 1253 6306,4 1613

Таблица П26 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через внутренние поверхности зубцовых наконечников со стороны воздушного зазора 1,28, ¿N2,18 и т.д), при условии трехфазного питания обмотки статора, Кзх=1 и стали марки Э 2211

Токи Номер поверхности зубцового наконечника со стороны воздушного зазора -

1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 5.1 5.2 6.1 6.2

1л=1 А, 1в=1с=0,5 38,2 34,6 29,4 33,1 68 68,8 37,7 35,6 37,7 35,3 65,2 65,1

1в=1 А, 1л=1с=0,5 35,2 37,5 64,6 65,2 37,4 35 35,1 36,7 -68,2 -67,4 -29,5 -33,5

1с=1 А, 1л=1в=0,5 69,1 68,3 37,5 34,3 33,6 35,3 69,2 71,4 34,3 36,1 -36,9 -34,5

Таблица П27 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к зубцовому наконечнику №1внутр, Х^внутр и т.д.), при условии трехфазного питания обмотки статора,

Кзх=1 и стали марки Э 2211

Ток Номер внутренней поверхности зубцового сердечника со стороны зубцовых наконечников- Zsieнymp

1 2 3 4 5 6 7

1л=1 А, 1в=1с=0,5 А 52,9 -95,5 -170 -106,3 106 163,3 52,9

1в=1 А, 1л=1с=0,5 А 50,9 159 101,4 -101 -165 -92 50,9

1с=1 А, 1л=1в=0,5 А -83 -100,5 97,6 169,3 99,1 -100,2 -83

Таблица П28 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к ярму ^1внеш, Zs2внeш и т.д.) при условии трехфазного питания обмотки статора, К3.с=1 и стали марки Э 2211

Ток Номе ) внешней поверхности сердечника - Zsiвнeш

1 2 3 4 5 6 7

1л=1 А, 1в=1а=0,5 А 55,9 -101,5 -176 -112,3 112 169,3 55,9

1в=1 А, 1л=1с=0,5 А 56,9 165 108,4 -107 -171 -98 56,9

1с=1 А, 1л=1в=0,5 А -88,5 -111,5 108,6 180,3 110,1 -111,2 -88,5

Таблица П29 - Полные потокосцепления каждой катушки, 10-6 Вб, при условии трехфазного питания обмотки статора, Кзс=1 и стали Э 2211

Ток е фазах Наименование катушек

A Z B X C Y

1А=1 А, 1в=1с=0,5 А 7903,6 -2893,3 26565,6 39230,4 26958,4 -5192,4

1в=1 А, 1а=1с=0,5 А -5195,2 26917 39189,2 26553,2 -2886,2 7926,4

/с=1 А, 1а=1в=0,5 А 12484,4 24200 12160,8 12166 24264 12508,8

Таблица П30 - Потокосцепления рассеяния каждой катушки, 10-6 Вб, при условии трехфазного питания обмотки статора, Кзх=1 и стали Э 2211, без ротора

Ток е фазах Наименование катушек

A Z B X C Y

1а=1 А, 1в=1с=0,5 А 2768,4 -893 8343,2 12183,6 8663,2 -1706,6

1в=1 А, 1а=1с=0,5 А -1717 8705,6 12252,4 8394 -908 2773,2

/с=1 А, 1а=1в=0,5 А 4503,2 7749,2 3843,6 3839,2 7768,8 4506,8

Таблица П31 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через внутренние поверхности зубцовых наконечников со стороны воздушного зазора (Хтм ¿N1,23, %ж,1ё и т.д), при условии: Цст=\0Р, К3.с=1, однофазное питание обмотки статора, наличие дополнительных зазоров над катушкой

Ток Номер поверхности зубцового наконечника со стороны воздушного зазора - Ъть

1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 5.1 5.2 6.1 6.2

1а=5 А, 1в=1с=0 90 92,2 -90,9 -87,4 -46,3 -46,9 -88,1 -86,4 87,5 83,1 46,6 47,5

1в=5 А, 1а=1с=0 92 93,3 48,6 45,8 90,7 87,4 -88 -86,2 -47,3 -46,9 -89,7 -92,3

1с=5 А, 1а=1в=0 -50 -49,2 -90,1 -87,2 85 89,4 47,2 45,9 86,4 87,3 -89,4 -89

Таблица П32 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к зубцовому наконечнику

и т.д.), при условии: //ст=108, К3.с=1, однофазное питание обмотки статора, наличие дополнительных зазоров над катушкой

Амплитуда тока в фазе Номер внутренней поверхности сердечника - Zsieнymp

1 2 3 4 5 6 7

1а=5 А, 1в=1с=0 115,85 -227,3 -142,2 -223,5 219,6 143,1 115,85

1в=5 А, 1а=1с=0 118,95 147,4 231,1 -227,2 -147,2 -235 118,95

1с=5 А, 1а=1в=0 -77,4 -233,3 230,4 149,1 229,7 -234,4 -77,4

Таблица П33 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к ярму (XЗшеш, XЗввнеш и т.д.) при условии: //сга=108, Кзх=1, однофазное питание обмотки статора, наличие

дополнительных зазоров над катушкой

Амплитуда тока е фазе Номер внешней поверхности сердечника - Ъшнеш

1 2 3 4 5 6 7

1а=5 А, 1в=1с=0 127,35 -250,3 -165,2 -246,5 242,6 166,1 127,35

1в=5 А, 1а=1с=0 130,95 171,4 255,1 -251,2 -171,2 -259 130,95

1с=5 А, 1а=1в=0 -91,9 -262,3 259,4 178,1 258,7 -263,4 -91,9

Таблица П34 - Полное потокосцепление каждой катушки при условии

однофазного питания обмотки статора, Кзх 1 и р ст— 108, _ наличия дополнительных зазоров над катушкой_

Амплитуда тока в фазе Наименование катушки

A Z B X C Y

1 1 м м С ^ 0> 38642,8 5814,4 6617,2 39129,2 7543,2 4148

1 1 ii ii с ^ 0> 4265,2 7381,2 39169,6 6604,8 6030,8 39488

1с—5 А, 1А—1е—0 7104 38930,4 6146,8 6178,4 38836,8 7008,8

Таблица П35 - Потокосцепление рассеяния каждой катушки при условии

однофазного питания обмотки статора, Кзх 1 и р ст— 108, _наличия дополнительных зазоров над катушкой, без ротора_

Амплитуда тока в фазе В Наименование катушки

A Z B X C Y

1 1 м м С ^ 0> 22000 3130,5 3028,3 21673,6 4013,2 1128,2

1е—5 А, 1а—1с—0 1092,3 3975,8 21618,8 2998,7 3182,8 22067,2

1с—5 А, 1а—1е—0 4272,8 22513,2 3221 2999,6 22114,4 4043,2

Таблица П36 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через внутренние поверхности зубцовых наконечников со стороны воздушного зазора (Хт , 18, 28, 18 и т.д) при условии: Кзх=1 и рсга—108, трехфазное питании обмотки статора, наличие дополнительных зазоров над катушкой

Ток Номер поверхности зубцового наконечника со стороны воздушного зазора - Хмз

1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 5.1 5.2 6.1 6.2

1а—5 А, 1е— 1с—2,5 65,8 67,9 68,3 -70,5 -129 -138 -68,4 -64,8 69,6 65,1 139 137

1е—5 А, 1а— 1с—2,5 67,4 68,4 134 138 66,8 65,5 -66,2 -68,3 -134 -135 -67,7 -69,6

1с—5 А, 1а— 1е—2,5 -141 -140 67,4 -65,6 66,4 68,4 134 135 68,3 65,6 -65,5 -66,6

Таблица П37 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к зубцовому наконечнику (Хз1енутР, Хзввнутр и т.д.), при условии: Кзх=1 и рсги=108, трехфазное питание обмотки статора, наличие дополнительных зазоров над катушкой

Амплитуда тока в фазе Номер внутренней поверхности сердечника -

1 2 3 4 5 6 7

1а=5 А, 1в=1с=2,5 А 99,9 -202,8 -330,7 -197,2 198,7 340,4 99,9

1в=5 А, /а=/с=2,5 А 97,4 330,9 191,3 -193,5 -327,6 -196,3 97,4

1с=5 А, /а=/в=2,5 А -172,1 -196 197,8 331,5 196,9 -195,1 -172,1

Таблица П38 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к ярму (Хз1внеш, Хзввнеш и т.д.) при УСЛОВИИ: К3. с 1 И р ст= 108, трехфазное питание обмотки статора, наличие дополнительных зазоров над катушкой

Амплитуда тока в фазе Номер внешней поверхности сердечника - Ъшнеш

1 2 3 4 5 6 7

1а=5 А, 1в=1с=2,5 А 121,4 -245,8 -373,7 -240,2 241,7 383,4 121,4

1в=5 А, 1а=1с=2,5 А 114,9 365,9 226,3 -228,5 -362,6 -231,3 114,9

1с=5 А, /а=/в=2,5 А -185,6 -223 224,8 358,5 223,9 -222,1 -185,6

Таблица П39 - Полное потокосцепление каждой катушки, 10-6 Вб, при условии трехфазного питания обмотки статора, К3, С=1 и р сга=108, при наличии дополнительных зазоров над катушкой

Амплитуда тока е фазе J Чаименоеание катушки

A Z B X C Y

1а=5 А, 1в=1с=2,5 А 43932 21406 23443,6 46032 24304,8 20315,6

1в=5 А, 1а=1с=2,5 А 20463,2 24310,8 45668 23434,8 21810,4 44536

1с=5 А, 1а=1в=2,5 А 24200,4 44792 22387,2 22846,4 45660 25028,4

Таблица П40 - Потокосцепление рассеяния каждой катушки, 10-6 Вб, при условии трехфазного питания обмотки статора, К3.С=1 и цсга=108, наличия дополнительных

зазоров над катушкой, без ротора

Амплитуда тока в фазе J Чаименоеание катушки

А Z В X С У

1л=5 А, 1в=1а=2,5 А 24309,6 11874 12547,6 24942,4 13543,6 10248,4

1в=5 А, 1л=1а=2,5 А 10299,2 13444 24926 12600 12102,8 24692

1с=5 А, /л=/в=2,5 А 14519,2 25154 12393,6 12539,6 25328,8 14758,4

Таблица П41 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через внутренние поверхности зубцовых наконечников со стороны воздушного зазора

¿N1,23, %ж,1ё и т.д), при условии однофазного питания обмотки статора, К3. С=1 и стали марки Э 2211, при наличии дополнительных зазоров над катушкой

Ток Номер поверхности зубцового наконечника со стороны воздушного зазора -

1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 5.1 5.2 6.1 6.2

1л=5 А, 1в=1с=0 51,7 48,2 -47,2 -49 -37,1 -38,3 -71,7 -66 71,5 64,7 34,1 33,9

1в=5 А, 1л=1с=0 48 52,6 32,8 33,6 72,9 68,7 -65,6 -70,6 -37,5 -37,2 -47,1 -49,6

1с=5 А, 1л=1в=0 -49,6 -49,2 -73,6 -65,6 67,2 73,3 46,3 45,2 68,7 72,5 -70,4 -65,7

Таблица П42 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к зубцовому наконечнику (ZS1внymp, ¿зввнутр и т.д.), при условии однофазного питания обмотки статора, к3.С=1 и стали марки Э 2211, при наличии дополнительных зазоров над катушкой

Амплитуда тока в фазе Номер внутренней поверхности сердечника - Zsieнymp

1 2 3 4 5 6 7

1л=5 А, 1в=1с=0 67,45 -131,2 -110,4 -172,7 171,2 103 67,45

1в=5 А, 1л=1с=0 67,3 100,4 175,6 -170,2 -108,7 -130,7 67,3

/с=5 А, 1л=1в=0 -73,9 -188,2 189,5 140,5 190,2 -185,1 -73,9

Таблица П43 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к ярму (Хз1внеш, Хзввнеш и т.д.) при условии однофазного питания обмотки статора, К3.С=1 и стали марки Э 2211, при наличии дополнительных зазоров над катушкой

Амплитуда тока в фазе Номер внешней поверхности сердечника - Ъ^енеш

1 2 3 4 5 6 7

1а=5 А, 1в=1с=0 73,95 -144,2 -123,4 -185,7 184,2 116 73,95

1в=5 А, /а=/с=0 70,8 113,4 188,6 -183,2 -121,7 -143,7 70,8

1с=5 А, 1а=1в=0 -79,4 -199,2 200,5 151,5 201,2 -196,1 -79,4

Таблица П44 - Полное потокосцепление каждой катушки, 10-6, Вб, при условии однофазного питания обмотки статора, К3.с=1, стали марки Э 2211, при наличии дополнительных зазоров над катушкой

Амплитуда тока е фазе J Чаименоеание катушки

A Z B X C Y

1а=5 А, 1в=1с=0 21616 2663,2 8680,4 35857,6 10121,6 -1892,3

1в=5 А, 1а=1с=0 -1920,5 10015,6 35826,4 8779,2 2661,4 21530,4

1с=5 А, 1а=1в= 7723,6 33420 6569,6 6777,6 33746,8 7874,8

Таблица П45 - Потокосцепление рассеяния каждой катушки, 10-6, Вб, при условии однофазного питания обмотки статора, К3.с=1, стали марки Э 2211, при наличии дополнительных зазоров над катушкой, без ротора

Амплитуда тока е фазе J Чаименоеание катушки

A Z B X C Y

1а=5 А, 1в=1с=0 17451,2 2015,4 4301,2 21485,6 5567,2 -1437,6

1в=5 А, 1а=1с=0 -1412 5510,8 21458,8 4265,6 2133,2 17663,2

1с=5 А, 1а=1в=0 4344 20248,4 3273,2 3283,2 20352 4396,4

Таблица П46 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через внутренние поверхности зубцовых наконечников со стороны воздушного зазора

(¿N1,13, ¿N1,23, %ж,13 и т.д), при условии трехфазного питания обмотки статора, К3. С=1 и стали марки Э 2211, при наличии дополнительных зазоров над катушкой

Ток Номер поверхности зубцового наконечника со стороны воздушного зазора -

1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 5.1 5.2 6.1 6.2

1л=5 А, /в=/с=2,5 34,6 25,8 -26,7 -31,1 -97,3 -99,5 -61,1 -55,7 60,6 54 97,3 96,6

1в=5 А, /л=/с=2,5 25,1 36,8 94,2 94,5 59,1 55,2 -54,9 -59,4 -94,5 -97,7 -25,6 -29,4

1с=5 А, /л=/в=2,5 104 -106 -64,2 -56,9 52,9 62,6 109 107 57,8 60,3 -66,7 -58,3

Таблица П47 - Численные значения потоков, 10-6 Вб, проходящих через поверхности примыкания зубцового сердечника к зубцовому наконечнику (ZS1внymp, ¿Звенутр и т.д.), при условии трехфазного питания обмотки статора, ^зс=1 и стали марки Э 2211, при наличии дополнительных зазоров над катушкой

Амплитуда тока в фазе Номер внутренней поверхности сердечника - Zsieнymp

1 2 3 4 5 6 7