Підвищення ефективності зниження зовнішніх магнітних полів електричних машин змінного струму - Автореферат

Одним із шляхів вирішення цієї проблеми є зниження рівня електромагнітних завад, що створюються силовим електрообладнанням, у тому числі його найбільш масовим представником - електричними машинами змінного струму. Аналіз просторових характеристик зовнішнього магнітного поля, яке створюється електричними машинами змінного струму, проведений на базі рівнянь теоретичної фізики, зокрема, методів просторового гармонійного аналізу з використанням теорії сферичних функцій. Запропонований у роботі метод модельних груп для створення імовірнісних моделей електричних машин змінного струму як джерел зовнішнього магнітного поля розвиває методи фізичного моделювання. Вперше отримані імовірнісні моделі електричних машин змінного струму як джерел зовнішнього магнітного поля на базі розробленого статистичного методу модельних груп, що враховує конструктивні особливості електричних машин і технологію їх виготовлення. В спільних наукових працях за темою дисертації здобувачеві належить: в [1] - розробка імовірнісних моделей електричних машин змінного струму як джерел зовнішнього магнітного поля; в [2] - обчислення магнітного поля кабелів електричних машин для його урахування при настроюванні системи компенсації зовнішнього магнітного поля; в [3] - розробка математичної моделі та проведення обчислення по урахуванню впливу мас активних матеріалів на проведення вимірювань магнітного поля електричних машин; в [5] - ідея настроювання системи автоматичної компенсації в непрямих режимах роботи; в [7] - формулювання відмітних ознак в частині добору відповідних співвідношень кількості проводів в струмопроводі для зниження магнітного поля електричної машини; в [8] - аналіз особливостей зниження зовнішніх магнітних полів електричних машин змінного струму; в [9, 10] - розробка структурної схеми та вибір параметрів регулювання системи автоматичної компенсації зовнішніх магнітних полів електричних машин змінного струму; в [11] - оцінка ефективності засобів зниження зовнішніх магнітних полів електричних машин змінного струму.В основу концепції зниження ЗМП електричних машин покладено дипольну модель їх магнітного поля. Встановлено, що нині діючі методи та засоби для зниження зовнішнього магнітного поля електричних машин (конструктивно-технологічні заходи, екранування, розмагнічування, активна компенсація) побудовані на дипольній моделі і тому спрямовані на зниження в основному дипольного магнітного моменту. У другому розділі дисертаційної роботи проведено просторово-гармонійний аналіз зовнішнього магнітного поля багатополюсної електричної машини, згідно з яким величину скалярного магнітного потенціалу U зовнішнього магнітного поля електричної машини на відстані r можна представити у вигляді суми збіжного ряду сферичних гармонік (ряду Гауса): де - координати точки спостереження; З урахуванням цього величина компонент напруженості ЗМП електричної машини в сферичній системі координат Hr, Hj, Hq має вигляд: Тут r, j, q - координати точки, де визначається напруженість, в вибраній сферичній системі координат; - коефіцієнти ряду Гауса, які визначають компоненти дипольного магнітного моменту машини. У третьому розділі розроблені статистично-імовірнісні моделі електричних машин змінного струму, які доповнюють уточнену математичну модель, в першу чергу для опису ЗМП електричних машин в “близькій” V1 та суміжній з нею “проміжній” V2 зонах, а також дозволяють визначити зумовлений існуючими відхиленнями від симетрії дипольний магнітний момент.У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми, яка полягає в підвищенні ефективності зниження зовнішніх магнітних полів електричних машин змінного струму, що досягається за рахунок розробки високоефективної системи автоматичної компенсації, введення якої в конструкцію запропонованої багатополюсної електричної машини дозволяє забезпечити високу ефективність зниження її зовнішнього магнітного поля як на далекій, так і на близькій відстанях від корпуса. На основі теоретичного і експериментального аналізу просторово-гармонійного складу зовнішнього магнітного поля електричної машини змінного струму створено уточнену математичну модель електричної машини як джерела зовнішнього магнітного поля. Пропонується зовнішнє магнітне поле багатополюсної електричної машини у просторі за межами машини представляти у вигляді суми дипольного і “власного” магнітних моментів. При цьому величина дипольного магнітного моменту визначається існуючими конструктивними і технологічними відхиленнями від симетрії машини, а величина “власного” магнітного моменту - порядком симетрії активного ядра електричної машини (числом пар полюсів). За цим методом, в доповнення до уточненої математичної моделі в частині урахування різного роду відхилень від симетрії, розроблені статистично-імовірнісні моделі електричних машин змінного струму як джерел змінного магнітного поля струмів, індуктивного і залишкового магнітних полів, у тому числі поблизу поверхні електричних машин, де описування магнітного поля традиційними методам

2. Основний зміст