ВТРАТИ ПОТУЖНОСТІ ВІД ВИХРОВИХ СТРУМІВ У РОТОРІ ВИСОКОШВИДКІСНОГО ГЕНЕРАТОРА ЗІ ЗБУДЖЕННЯМ ВІД ПОСТІЙНИХ МАГНІТІВ
Design aspects of the high-speed generator with permanent magnet excitation are considered. These aspects are connected with calculation of superficial and pulsating losses in rotor poles. The algorithm of the calculation of a part of these losses conditioned by eddy currents, using FEM-analysis, is...
Gespeichert in:
| Datum: | 2012 |
|---|---|
| Автори та афіліації: |
|
| Ключові слова: | keywords |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ
2012
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1141 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Technical Electrodynamics |
| Завантажити файл: |
|
Institution
Technical Electrodynamics| _version_ | 1870203856615374848 |
|---|---|
| author | Макарчук, О.В. |
| author_facet | Макарчук, О.В. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "О.В. Макарчук",
"institution": "Національний університет «Львівська політехніка», вул. С.Бандери, 12, Львів, 79005, Україна"
}
] |
| author_sort | Макарчук, О.В. |
| baseUrl_str | https://techned.org.ua/index.php/techned/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-01-12T10:30:35Z |
| description | Design aspects of the high-speed generator with permanent magnet excitation are considered. These aspects are connected with calculation of superficial and pulsating losses in rotor poles. The algorithm of the calculation of a part of these losses conditioned by eddy currents, using FEM-analysis, is given. It is demonstrated an application of this algorithm on example of a 97 kVA generator, 24000 rpm. An influence on the sizes of an active zone on value of these losses, particularly the sizes of the air gap and “opening” slot, is discovered. As it turned out, when a configuration of an active zone of the generator is incorrect, value of such losses can reach a prohibitive amount. It is recommended to apply half-closed slots to decrease these losses on stator. And to make rotor poles segmented, both in axial and in tangential directions. References 7, fіgures 6. |
| first_indexed | 2026-06-16T01:21:55Z |
| format | Article |
| fulltext |
56 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 1
УДК 621.313.292
ВТРАТИ ПОТУЖНОСТІ ВІД ВИХРОВИХ СТРУМІВ У РОТОРІ ВИСОКОШВИДКІСНОГО
ГЕНЕРАТОРА ЗІ ЗБУДЖЕННЯМ ВІД ПОСТІЙНИХ МАГНІТІВ
О.В.Макарчук, канд.техн.наук
Національний університет „Львівська політехніка”,
вул. С. Бандери, 12, Львів, 79013, Україна.
e-mail: makar_lp@rambler.ru
Розглядається спосіб розрахунку магнітних втрат в полюсах ротора високошвидкісного генератора, що виго-
товлені з рідкоземельних постійних магнітів. Проведено аналіз впливу конструкційних факторів на величину
цих втрат. Бібл. 7, рис. 6.
Ключові слова: високошвидкісний генератор, втрати від вихрових струмів, FEM-аналіз.
У випадках, коли технічні об’єкти, які обслуговують газорозподільні системи, знаходяться на
значному віддаленні від центральної електромережі, економічно доцільно живити їх від автономного
джерела на базі відносно невеликої газової турбіни, що сполучена з високошвидкісним електричним
генератором − так званим турбодетандер-електрогенераторним агрегатом або турбодетандером. До-
свідом проектування елементів генератора такого призначення хочеться поділитися в даній роботі.
Постановка задачі. Наявність високоефективних магнітотвердих матеріалів спонукає проек-
тантів використовувати їх у подібних розробках з метою покращення масо-габаритних показників та
показників надійності. Однак, проектування високошвидкісних машин зі збудженням від постійних
магнітів (ПМ) пов’язане з чималими складнощами технічного та технологічного характеру. Зокрема,
такими проблемними частинами конструкції є опóри, у яких обертатиметься ротор. Підбір магніто-
провідних матеріалів для осердя статора, конструкційних − для ротора, розробка способів кріплення
полюсів теж не тривіальні.
У даному дослідженні акцентується увага на труднощах у розрахунках загального бюджету
втрат високошвидкісної машини для подальшого оцінювання її теплового стану. За певних розмірів
активної зони втрати у роторі складають значну частку від загальних втрат, спричиняючи його над-
мірний нагрів, та, як наслідок, теплове розмагнічування полюсів індуктора.
Відсутність відповідних методик проектування таких машин призвела до необхідності ство-
рення власних та проведення численних експериментальних досліджень.
Аналіз останніх досліджень. Огляд та аналіз літературних джерел [1−4] підтвердив нашу
впевненість, що одним із багатьох критичних показників, який може обмежувати можливість реалі-
зації проекту високошвидкісного генератора зі збудженням від ПМ, є величина поверхневих та пуль-
саційних втрат у полюсах індуктора. Це пояснюється відносно невеликим питомим електричним опо-
ром інтерметалічних сполук на основі NdFeB та SmCo, з яких виготовляють ПМ. Зокрема, питомі
опори цих матеріалів, залежно від хімічного складу, знаходяться в межах 810170110 −×÷ Ом·м та
8109070 −×÷ Ом·м відповідно.
Мета дослідження. Метою дослідження є розробка алгоритму розрахунку поверхневих та
пульсаційних втрат у полюсах з ПМ у комплексному взаємозв’язку з іншими чинниками, що вплива-
ють на перебіг електромагнітних процесів у машині, − насиченням магнітопроводу, реальним прос-
торовим розподілом магнітного потоку індуктора, зубчастістю статора.
Основний матеріал. Зрозуміло, що для вирішення подібної задачі необхідно мати динамічне
(у часі), принаймні 2-вимірне квазістаціонарне наближення магнітного поля B та поля густини стру-
му J в розрахунковій області. Пізніше, за відомим полем J можливо визначити втрати в об’ємі ін-
дуктора. Теоретичні засади таких розрахунків відомі давно, однак їхня практична реалізація потребує
використання спеціалізованого програмного забезпечення. Втім, навіть за умови використання потуж-
них CAE-систем (англ. Computer-Aided Engineering) складність даної задачі закладена у її некласич-
ності. Так, поле J необхідно визначати в області, яка, по-перше, є першопричиною його виникнення,
по-друге, ця область обертається, по-третє, має доволі складну форму й безпосередньо контактує з
іншими струмопровідними областями − валом, що одночасно виконує функцію ярма.
© Макарчук О.В., 2013
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 1 57
Загальновідомо, що розрахунок магнітного поля нелінійної в магнітному відношенні системи
S, що задана в нормованому базисі розподілом координат z) y, xS ,( та густин струмів z) y, xJ ,( , зво-
диться до розв’язування рівнянь [5]:
− рівняння Максвела (закону повного струму)
JH =×∇ , (1)
де ∇ – диференційний оператор Гамільтона, для декартової системи координат він набуває виду
z
k
y
j
x
i
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
=∇ ; k j i ,, – одиничні орти, відповідно, по координатних осях z y x ,, декартової
системи (зауважимо, що символами ×∇ позначатимемо оператор rot , ⋅∇ – оператор div , а ∇ –
оператор grad ); H – вектор напруженості магнітного поля; J – вектор повної густини струму в об-
ласті розрахунку S;
– рівняння неперервності магнітного поля
0=⋅∇ B , (2)
– рівняння зв’язку між напруженістю та індукцією магнітного поля (характеристика намагні-
чування середовища)
][BHH = . (3)
У нелінійних системах –
00MHB μμ += , (4)
де
rz
ry
rx
r
μ
μ
μ
μμμμ
00
00
00
00 == – матриця магнітної проникності середовища, що залежить від на-
пруженості поля;
*0 zyx MMMM = – вектор залишкового внутрішнього намагнічування.
Використовуючи поняття векторного магнітного потенціалу A , рівняння (2), за потреби, за-
міняють залежністю
A B ×∇= . (5)
Однак розв’язання задачі динаміки, а саме така задача постає перед проектувальником, який-
намагатиметься обчислити поверхневі та пульсаційні втрати в полюсах, потребує визначення невідо-
мих складових вектора J . Скористаємося для цього узагальненим законом Ома у вигляді
[ ]( )BvEJ ×+= σ , (6)
де
zz
yy
xx
σ
σ
σ
σ
00
00
00
= – матриця електричної провідності середовища; zzyyxx σσσ ,, – електропро-
відності у напрямах z yx ,, відповідно;
*zyx vvvv = – вектор швидкості руху середовища; E –
напруженість електричного поля, яка пов’язана з магнітним полем законом електромагнітної індукції
t
BE
∂
∂
=×∇ . (7)
Враховуючи (5), отримуємо рівняння
V
t
AE ∇−
∂
∂
−= , (8)
де V – скалярний електричний потенціал зовнішнього поля, яке автоматично задовольняє двом рів-
нянням Максвела (1) та (2).
Отже, для будь-якої струмопровідної області з електричною провідністю σ , магнітною про-
никністю μ , враховуючи (6), (8), вектор повної густини струму
[ ]⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
×+
∂
∂
−∇−= Bv
t
AVJ σ . (9)
58 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 1
Таким чином, можна стверджувати, що повна густина струму J містить три складових, а саме:
− складову, обумовлену стороннім електричним полем
V Js ∇−= σ , (10)
− складову, обумовлену зміною магнітного поля в часі — так званий «вихровий струм»
t
AJe ∂
∂
−= σ , (11)
− складову, обумовлену рухом середовища в магнітному полі, з урахуванням (5)
[ ] [ ][ ]Av Bv Jv ×∇×=×= σσ . (12)
Враховуючи (1), (4) та (5), а також властивість подвійного векторного добутку
[ ] ( ) ( )AAA ∇⋅∇−⋅∇∇=×∇×∇ та вимогу 0=⋅∇ A , перетворимо ліву частину (1)
[ ] AAH 211 ∇−=×∇×∇=×∇ −− μμ . (13)
Рівняння (1) тепер виглядатиме так:
[ ][ ]Av
t
AVA ×∇×−
∂
∂
+∇=∇− σσσμ 21 . (14)
Візьмемо дивергенцію від обох частин (14)
[ ][ ] 0=⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
×∇×−
∂
∂
+∇⋅∇ Av
t
AV σσσ . (15)
Це рівняння, яке свідчить що в будь-якій точці поля немає ні витоку, ні стоку ліній повного
струму, разом з (5) та граничними умовами складає зміст математичного формулювання задачі роз-
рахунку нестаціонарного магнітного поля з урахуванням навантажень електромагнітного та механіч-
ного походжень. Поле густини струму вираховується за формулою (9).
Зрозуміло, що аналітичні методи розв’язування краєвих задач для нелінійних середовищ не
прийнятні, тому використано метод скінченних елементів (СЕ) − як один з найбільш ефективних для
задач даного класу [6]. Розроблено алгоритм розв’язання цієї задачі, який реалізовано на мові APDL
(ANSYS Parametric Design Language) в середовищі ANSYS. Інтегрування за часом здійснюється не-
явним методом Ейлера.
На рис. 1 показано рівень дискретизації розрахункової області для моделі генератора, техніч-
не завдання на проектування якого окреслює наступні показники: повна потужність 97 кВА, фазна
напруга 220 В, частота обертання 24000 об/хв. Основні розміри генератора: розрахункова довжина
осердя – 200 мм, діаметр розточки статора – 91 мм, зовнішній діаметр осердя – 190 мм. Тут показано
також величини повітряного проміжку та «відкриття» паза для цього варіанту конструкції.
Отримавши поле густини струму, втрати потужності на одиницю довжини у 2-вимірних стру-
мопровідних областях знаходитимемо як
∫−=
S
n dSJP
0
21σ , (16)
де dS – площа елементарної ділянки.
Рис. 1
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 1 59
Після алгебризації (16) вираз для знаходження втрат потужності в полюсах індуктора, обумо-
влених дією вихрових струмів, виглядатиме так:
∑ ∑
= =
−
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
K
k
kk
N
n
znп lSJ
N
P
1 1
21 1σ , (17)
де znJ – модуль вузлового значення проекції на вісь z вектора густини струму; Nn ,1= – біжучий
номер вузла в межах одного СЕ; Kk ,1= – біжучий номер СЕ, що належить струмопровідній області
S ; kklS – об’єм k-го СЕ площею kS та довжиною kl .
На рис. 2 у вигляді растрового зображення показано поле вектора густини струму в полюсах
та валу індуктора вищезгаданого генератора. Пази відкриті, повітряний проміжок становив 2 мм, час-
тота обертання ≈18000 об/хв. Як видно
з рисунку, на поверхні полюсів в зонах
А та В, де найбільшою є пульсація ін-
дукції в повітряному проміжку, густи-
на струму теж досягає максимального
значення. В зоні А ≈−14 А/мм2, а в зоні
В ≈+12 А/мм2. Зона С відповідає ну-
льовому рівню znJ .
Поле вектора J та відповідні
магнітні втрати розраховувалися в за-
лежності від частоти обертання. Ре-
зультати розрахунків середніх значень
втрат пP в одному з полюсів за повіт-
ряних проміжків у 2 мм та 6 мм пока-
зано на рис. 3.
За проміжку 2 мм та регламен-
тованої частоти обертання вони ся-
гають ≈3 кВт, тобто в 4-полюсному
роторі виділятиметься ≈12 кВт тепло-
вих втрат! Поверхня охолодження
проектованої машини з активною до-
вжиною 200 мм (навіть за умови при-
мусового охолодження) не здатна від-
дати таку кількість тепла. Одним із
шляхів зменшення втрат є збільшен-
ня величини повітряного проміжку.
Розрахунки показують, що за промі-
жку в 6 мм втрати у полюсі зменшу-
ються майже в 10 разів. Причиною
зменшення є падіння амплітуди пуль-
сації індукції в проміжку та зменшен-
ня робочого магнітного потоку.
За рахунок зменшення зовнішнього діаметра ротора та відповідних розмірів магнітів площа його
нейтрального перерізу зменшилася на ≈10%, висота в середній частині полюса не змінювалася, магніт-
ний потік машини знизився на 29%. Це підтверджує просторовий розподіл радіальної складової rB век-
тора B , зображений на рис. 4, а − за різних повітряних проміжків, на рис. 4, б − за різної ширини шліца.
Для моделі генератора з відкритим пазом ( 13 ммшb = ) та проміжком 2 ммδ = , на рис. 5, а по-
казано залежності від кутового положення ротора миттєвих значень втрат у полюсі за різних частот
обертання.
Для цієї ж машини рис. 5, б відображає зміну густини струму в одному з поверхневих вузлів
сітки СЕ, розташованому під серединою полюса. Очевидним стає вплив зубцевої гармоніки поля.
Подальші дослідження проводилися у напрямі аналізу співвідношень розмірів паза.
Рис. 2
____ Pп, δ=2мм; _ _ _ Pп, δ=6мм
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 5000 10000 15000 20000 25000
n, об/хв
P, Вт
Рис. 3
60 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 1
Тип обмотки статора та технологія її виготовлення вимагали застосування повністю відкрито-
го паза та зубців з паралельними стінками, що забезпечувало технологічне вкладання такої обмотки.
Однак проведені дослідження показали, що визначальним, з погляду втрат в полюсі, є ширина шліца
між коронками зубців шb , або, іншими словами, «відкриття» паза. Саме цей розмір істотно змінює
амплітуду пульсації поля в проміжку. На рис. 4, б представлено розподіл радіальної складової поля
B для пазів з різним «відкриттям».
У зв’язку з необхідністю зменшення «відкриття» паза вирішено застосувати клини спеціальної
форми, виготовлені з порошкового магнітопровідного матеріалу Somaloy® 700 1Р [7], які, з одного бо-
ку, забезпечують прийнятний рівень потоку пазового розсіювання (на початку кривої намагнічування
цей матеріал має 530=rμ ), а з іншого − виконують функцію фіксації котушок обмотки в пазах.
Залежності магнітних втрат у полюсі від частоти обертання за різного «відкриття» паза пока-
зано на рис. 6. Повітряний проміжок у цих дослідах становив 5 мм, а ширина шліца 13 ммшb = від-
повідала «відкритому» пазу.
Висновки. Розроблено мате-
матичну модель високошвидкісного
генератора зі збудженням від постій-
них магнітів, яка дозволяє визначати
поверхневі та пульсаційні втрати в
роторі на підставі розрахунку поля
густини струму у 2-вимірному фор-
мулюванні з урахуванням найважли-
віших чинників, що впливають на пе-
ребіг процесу перетворення енергії:
насичення магнітопроводу, конфігу-
рації зубцевої зони, просторового
розподілу потоку індуктора у відпо-
-1,2
-0,9
-0,6
-0,3
0,0
0,3
0,6
0,9
1,2
0 30 60 90 120 150 180
γ,°гм.
B, Тл Br, δ=2мм Br, δ=6мм
Рис. 4, а, б
-1,2
-0,9
-0,6
-0,3
0,0
0,3
0,6
0,9
1,2
0 30 60 90 120 150 180
γ,°гм.
B, Тл Br, bш=3мм Br, bш=7мм Br, bш=13мм
0
500
1000
1500
2000
2500
-180 -120 -60 0 60 120 180
γ,°гм.
P,Вт Pп 7000 об/хв Pп 14000 об/хв Pп 20000 об/хв
-20
-15
-10
-5
0
5
10
-180 -120 -60 0 60 120 180
γ,°гм.
J,А/кв.мм Jт 7000 об/хв Jт 14000 об/хв Jт 20000 об/хв
Рис. 5, а, б
____ Pп, bш=3 мм; _ _ _ Pп, bш=7 мм; . . . . . Pп, bш=13 мм
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 5000 10000 15000 20000 25000
n, об/хв
P, Вт
Рис. 6
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 1 61
відності до форми його полюсів та їхнього розташування. З’ясовано, що при визначенні величини по-
вітряного проміжку у генераторах зі збудженням від висококоерцитивних постійних магнітів необ-
хідно брати до уваги не лише розмагнічуючу дію реакції якоря, а й величину поверхневих та пульса-
ційних втрат у роторі. У високошвидкісних машинах зі збудженням від ПМ зубцева зона на статорі
повинна мати напівзакриті пази, ширина шліца повинна забезпечувати потік розсіювання, що замика-
ється через коронку зубця, не більше 5% від повного потоку машини. Враховуючи характерний роз-
поділ густини струму «вихрового» походження в роторі (рис. 2), з метою зменшення магнітних втрат
можемо рекомендувати аксіальну та радіальну розбивку полюсів індуктора на окремі, ізольовані одна
від одної частини (сегменти).
1. Aglen O. Loss calculation and thermal analysis of a high-speed generator. Proc. of IEMDC, 2003. − Рp. 1117−1125.
2. Aglen O. Back-to-back tests of a high-speed generator. Proc. of IEMDC, 2003. − Pp. 1084−1090.
3. Kano M., Noguchi T. Efficiency Improvement and Loss Analysis of Ultra-High Speed Permanent-Magnet Motor. The
International Workshop on Mechatronics, 2006, Thailand.
4. Perryman R., M C Mhango L. High Efficiency High Speed PM Motors for the More Electric Aircraft. Proc. of the 6th
WSEAS International Conference on Power Systems, Portugal, 2006. − Pp. 368−375.
5. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные поля и процессы в электрических машинах и их физическое моде-
лирование. – М.: Энергия, 1969. − 304 с.
6. Сильвестер П., Феррари Р. Метод конечных элементов (для радиоинженеров и инженеров-электриков).: Пер. с
англ. − М.: Мир, 1986. − 229 с.
7. http://www. hoganas.com.
УДК 621.313.292
ПОТЕРИ МОЩНОСТИ ОТ ВИХРЕВЫХ ТОКОВ В РОТОРЕ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ГЕНЕРАТОРА
С ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ
А.В.Макарчук, канд.техн.наук, e-mail: makar_lp@rambler.ru
Национальный университет „Львовская политехника”, ул. С. Бандеры, 12, Львов, 79013, Украина.
Рассматривается способ расчета магнитных потерь в полюсах ротора высокоскоростного генератора, которые изго-
товлены из редкоземельных постоянных магнитов. Проведен анализ влияния конструкционных фак-торов на величину этих
потерь. Библ. 7, рис. 6.
Ключевые слова: высокоскоростной генератор, потери от вихревых токов, FEM-анализ.
EDDY CURRENTS LOSSES IN A ROTOR OF THE HIGH-SPEED GENERATOR WITH THE
PERMANENT MAGNET EXCITATION
Makarchuk О. e-mail: makar_lp@rambler.ru
Lviv Polytechnic National University, str. S.Bandery, 12, Lviv, 79013, Ukraine.
Design aspects of the high-speed generator with permanent magnet excitation are considered. These aspects are con-
nected with calculation of superficial and pulsating losses in rotor poles. The algorithm of the calculation of a part of
these losses conditioned by eddy currents, using FEM-analysis, is given. It is demonstrated an application of this algo-
rithm on example of a 97 kVA generator, 24000 rpm. An influence on the sizes of an active zone on value of these
losses, particularly the sizes of the air gap and “opening” slot, is discovered. As it turned out, when a configuration of
an active zone of the generator is incorrect, value of such losses can reach a prohibitive amount. It is recommended to
apply half-closed slots to decrease these losses on stator. And to make rotor poles segmented, both in axial and in tan-
gential directions. References 7, fіgures 6.
Key words: high-speed generator, eddy currents losses, FEM-analysis.
1. Aglen O. Loss calculation and thermal analysis of a high-speed generator, Proc. of IEMDC, 2003. − Pp.
1117−1125.
2. Aglen O. Back-to-back tests of a high-speed generator, Proc. of IEMDC, 2003. − Pp. 1084−1090.
3. Kano M., Noguchi T. Efficiency Improvement and Loss Analysis of Ultra-High Speed Permanent-Magnet
Motor. − The International Workshop on Mechatronics, 2006, Thailand.
4. Perryman R., M C Mhango L. High Efficiency High Speed PM Motors for the More Electric Aircraft. −
Proc. of the 6th WSEAS International Conference on Power Systems, Portugal, 2006. − Pp. 368−375.
5. Ivanov-Smolenskii А. Electromagnetic fields and processes in electric machines and their physical model-
ling. – Moskva: Energiia, 1969. − 304 p. (Rus)
6. Silvester P., Ferrari R. Finite element method (for radio engineers and engineers-electricians). – Moskva:
Mir, 1986. − 229 p. (Rus)
7. http://www. hoganas.com.
Надійшла 25.01.2012
Received 25.01.2012
|
| id | techned_org_ua-article-1141 |
| institution | Technical Electrodynamics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-06-16T01:21:55Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут електродинаміки НАН України, Київ |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | technedorgua/f4/46cb1c3d1ce81482d955498e6a625ef4.pdf |
| spelling | techned_org_ua-article-11412023-01-12T10:30:35Z EDDY CURRENTS LOSSES IN A ROTOR OF THE HIGH-SPEED GENERATOR WITH THE PERMANENT MAGNET EXCITATION ВТРАТИ ПОТУЖНОСТІ ВІД ВИХРОВИХ СТРУМІВ У РОТОРІ ВИСОКОШВИДКІСНОГО ГЕНЕРАТОРА ЗІ ЗБУДЖЕННЯМ ВІД ПОСТІЙНИХ МАГНІТІВ Макарчук, О.В. high-speed generator eddy currents losses FEM-analysis високошвидкісний генератор втрати від вихрових струмів FEM-аналіз Design aspects of the high-speed generator with permanent magnet excitation are considered. These aspects are connected with calculation of superficial and pulsating losses in rotor poles. The algorithm of the calculation of a part of these losses conditioned by eddy currents, using FEM-analysis, is given. It is demonstrated an application of this algorithm on example of a 97 kVA generator, 24000 rpm. An influence on the sizes of an active zone on value of these losses, particularly the sizes of the air gap and “opening” slot, is discovered. As it turned out, when a configuration of an active zone of the generator is incorrect, value of such losses can reach a prohibitive amount. It is recommended to apply half-closed slots to decrease these losses on stator. And to make rotor poles segmented, both in axial and in tangential directions. References 7, fіgures 6. Розглядається спосіб розрахунку магнітних втрат в полюсах ротора високошвидкісного генератора, що виготовлені з рідкоземельних постійних магнітів. Проведено аналіз впливу конструкційних факторів на величину цих втрат. Бібл. 7, рис. 6. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2012-12-28 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1141 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 1 (2013): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 056 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 1 (2013): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 056 2218-1903 1607-7970 uk https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1141/1015 Авторське право (c) 2023 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | високошвидкісний генератор втрати від вихрових струмів FEM-аналіз Макарчук, О.В. ВТРАТИ ПОТУЖНОСТІ ВІД ВИХРОВИХ СТРУМІВ У РОТОРІ ВИСОКОШВИДКІСНОГО ГЕНЕРАТОРА ЗІ ЗБУДЖЕННЯМ ВІД ПОСТІЙНИХ МАГНІТІВ |
| title | ВТРАТИ ПОТУЖНОСТІ ВІД ВИХРОВИХ СТРУМІВ У РОТОРІ ВИСОКОШВИДКІСНОГО ГЕНЕРАТОРА ЗІ ЗБУДЖЕННЯМ ВІД ПОСТІЙНИХ МАГНІТІВ |
| title_alt | EDDY CURRENTS LOSSES IN A ROTOR OF THE HIGH-SPEED GENERATOR WITH THE PERMANENT MAGNET EXCITATION |
| title_full | ВТРАТИ ПОТУЖНОСТІ ВІД ВИХРОВИХ СТРУМІВ У РОТОРІ ВИСОКОШВИДКІСНОГО ГЕНЕРАТОРА ЗІ ЗБУДЖЕННЯМ ВІД ПОСТІЙНИХ МАГНІТІВ |
| title_fullStr | ВТРАТИ ПОТУЖНОСТІ ВІД ВИХРОВИХ СТРУМІВ У РОТОРІ ВИСОКОШВИДКІСНОГО ГЕНЕРАТОРА ЗІ ЗБУДЖЕННЯМ ВІД ПОСТІЙНИХ МАГНІТІВ |
| title_full_unstemmed | ВТРАТИ ПОТУЖНОСТІ ВІД ВИХРОВИХ СТРУМІВ У РОТОРІ ВИСОКОШВИДКІСНОГО ГЕНЕРАТОРА ЗІ ЗБУДЖЕННЯМ ВІД ПОСТІЙНИХ МАГНІТІВ |
| title_short | ВТРАТИ ПОТУЖНОСТІ ВІД ВИХРОВИХ СТРУМІВ У РОТОРІ ВИСОКОШВИДКІСНОГО ГЕНЕРАТОРА ЗІ ЗБУДЖЕННЯМ ВІД ПОСТІЙНИХ МАГНІТІВ |
| title_sort | втрати потужності від вихрових струмів у роторі високошвидкісного генератора зі збудженням від постійних магнітів |
| topic | високошвидкісний генератор втрати від вихрових струмів FEM-аналіз |
| topic_facet | high-speed generator eddy currents losses FEM-analysis високошвидкісний генератор втрати від вихрових струмів FEM-аналіз |
| url | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1141 |
| work_keys_str_mv | AT makarčukov eddycurrentslossesinarotorofthehighspeedgeneratorwiththepermanentmagnetexcitation AT makarčukov vtratipotužnostívídvihrovihstrumívurotorívisokošvidkísnogogeneratorazízbudžennâmvídpostíjnihmagnítív |