Моделирование электромагнитного поля стержней обмотки статора электрических машин с различными типами транспозиции проводников

Аннотация

Значительное количество отечественных и зарубежных работ в области электрических машин посвящено электромагнитному полю в пазовой части крупных машин переменного тока, которое определяет распределение потерь, нагрева, области допустимых режимов работы оборудования, энергетические и эксплуатационные показатели машины. Причём практически все работы были основаны либо на применении аналитических методов расчёта, либо на основе анализа численного расчёта поля в двухмерной постановке задачи. Оценка эффективности транспозиции стержней проводилась приближённым образом ввиду отсутствия возможности точного пространственного отображения особенностей конструкции и физических процессов. В настоящее время, в связи с активным развитием численных методов расчёта, автоматизированных конечно-элементных пакетов и значительным ростом производительности компьютерной техники представляется возможным и актуальным моделирование указанной задачи в пакетах, позволяющих реализовать её в пространственной системе координат (3D). В этой работе моделирование было выполнено в конечно-элементном пакете Ansoft Maxwell.

Приведены особенности исполнения четырёхстолбиковых стержней обмотки с транспозицией в пазовой части статора по типу «два по два» и перекрёстной транспозицией, рассмотрены основы постановки задачи магнитного поля переменных токов для анализа процессов в элементарных проводниках стержней обмотки статора методом конечных элементов, представлены результаты анализа магнитного поля переменных токов в пространственной постановке в стержнях статора рассматриваемого типа, выполнен количественный анализ эффективности стержней рассматриваемых типов с точки зрения потерь в пазовой части статора.