Исследование влияния насыщения стали на пространственные гармонические поля статора в воздушном зазоре машины

Аннотация

Актуальность: работа электрических машин переменного тока во многом зависит от характеристик магнитного поля в воздушном зазоре, включая его спектральный состав. Одним из факторов, влияющих на распределение поля, является насыщение стали в магнитопроводе. Хотя этот эффект ранее изучался в контексте интегральных параметров машин, его влияние на пространственные гармоники поля, особенно в машинах с дробным числом пазов на полюс и фазу, остается недостаточно исследованным. Учет насыщения при анализе гармоник позволяет уточнить расчеты пульсаций момента, уровней шума и нагрева. Поэтому разработка моделей, отражающих влияние насыщения на спектр магнитного поля, представляет интерес для более точного проектирования и моделирования электрических машин.

Цель: исследовать влияние насыщения стальных участков магнитопровода на пространственные гармонические составляющие магнитного поля в воздушном зазоре электрических машин переменного тока с учетом конструкции обмоток и свойств магнитных материалов.

Методы: в настоящей работе применяются аналитические и численные методы моделирования распределения магнитного поля в воздушном зазоре электрических машин переменного тока с учётом насыщения стальных участков магнитопровода статора и ротора.

Результаты: установлено, что насыщение стали статора и ротора существенно снижает амплитуду основной гармонической составляющей магнитного поля в воздушном зазоре машины. При снижении эквивалентной магнитной проницаемости с μ = 4000 до μ = 100, основная гармоника уменьшается в 1,5 раза.