Введение
Глава 1. Особенности конструкции и обзор методов исследования синхронных электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов 17
1.1. Особенности конструкции синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов и дробными зубцовыми обмотками 19
1.1.1. Особенности конструкции статора 19
1.1.2. Особенности конструкции ротора 24
1.1.3. Особенности конструкции дробной зубцовой обмотки 26
1.2. Влияние конструктивных особенностей синхронных машин с постоянными магнитами и дробной зубцовой обмоткой на характеристики и режимы работы 28
1.2.1. Пульсации электромагнитного момента, вызванные особенностями конструкции магнитопровода и обмотки 29
1.2.2. Искажение реактивных сопротивлений и гармонического состава ЭДС в установившихся и переходных режимах. 31
1.3. Обзор существующих и обоснование предлагаемого метода исследования синхронных машин с постоянными магнитами. 32
1.3.1. Аналитические методы 32
1.3.2. Численные методы 38
1.3.3. Обоснование предлагаемого метода 43
1.4. Вывод 46
Глава 2. Математическая модель синхронной электрической машины с возбуждением от постоянных магнитов. Принципы и алгоритмы, использованные в модели
2.1. Базовая система уравнений модели 47
2.2. Система уравнений электромеханического равновесия для синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов 50
2.3. Получение динамически определяемых дифференциальных индуктивностей
2.3.1. Допущения при расчете состояния магнитной системы 54
2.3.2. Введение понятия «известные точки» 56
2.3.3. Интерполяция «известных точек» для получения динамических индуктивностей 56
2.3.4. Рекомендации по построению матрицы известных точек 60
2.4. Решение для статической задачи 63
2.5. Распространение решения на динамические задачи 64
2.6. Алгоритм моделирования
2.6.1. Рекомендации по выбору At 66
2.6.2. Алгоритм моделирования работы электрической машины при питании от источника ЭДС при незаданной частоте вращения ротора
2.6.3. Цикл моделирования работы электрической машины при питании от источника тока при незаданной частоте вращения ротора 72
2.6.4. Цикл моделирования работы электрической машины при заданной частоте вращения ротора 75
2.7. Программная реализация 78
Глава 3. Экспериментальная проверка модели и оценка практической погрешности моделирования
3.1. Экспериментальная проверка корректности моделирования рабочих режимов электрической машины 81
3.1.1. Моделирование холостого хода синхронного генератора Оценка точности определения ЭДС . 81
3.1.2. Моделирование работы синхронного генератора при работе на автономную активную нагрузку. 84
3.1.3. Моделирования режимов холостого хода и работы генератора на автономную нагрузку классическими методами. 87
3.1.4. Оценка погрешности моделирования кривой фазного напряжения. 89
3.1.5. Оценка погрешности определения электромагнитного момента 94
3.2. Использование модели для исследования пульсаций электромагнитного момента 98
3.2.1. Объект исследования 98
3.2.2. Исследуемая система 99
3.2.3. Исследование момента залипання. 100
3.2.4. Компенсация момента залипання сдвигом пакета ротора. 101
3.3. Исследование несимметричного короткого замыкания в синхронном генераторе с постоянными магнитами 103
3.3.1. Постановка натурного эксперимента 105
3.3.2. Постановка виртуального эксперимента 107
3.3.3. Сравнение виртуального и натурного эксперимента 109
3.3.4. Исследование процесса однофазного короткого замыкания путем решения системы уравнений в системе координат dq 112
3.4. Выводы 116
Глава 4. Исследование особых режимов работы электрических машин с постоянными магнитами и дробными зубцовыми обмотками по разработанной модели 118
4.1. Исследование пульсаций момента двигателя, вызванных уравнительными токами в параллельных ветвях дробной зубцовой обмотки 118
4.1.1. Постановка задачи 118
4.1.2. Исследование пульсаций момента без учета уравнительных токов 124
4.1.2.1. Исследование пульсаций момента залипання 124
4.1.3. Уровень уравнительных токов 128
4.1.4. Пульсации момента с учетом воздействия уравнительного тока 129
4.1.5. Исследование пульсаций момента на валу двигателя при отсутствии уравнительных токов . 135
4.2. Исследование влияния переключения схем соединения обмотки со звезды в треугольник на пульсации момента. 137
4.2.1. Постановка задачи 137
4.2.2. Метод исследования 140
4.2.3. Постановка виртуального эксперимента 141
4.3. Выводы 146
Список литературы
