Исследование взаимосвязи электромагнитного момента вентильно-индукторного двигателя и геометрических элементов его магнитной системы

Abstract

Вентильно-индукторные машины, являющиеся главной составляющей вентильно-индукторного электропривода, – перспективный и недостаточно исследованный электромеханический преобразователь энергии. Данный тип электрических машин имеет возможность расширения своей области применения практически во всех отраслях промышленности. Для создания вентильно-индукторного электро- привода, конкурентоспособного на мировом рынке, имеющего высокие технико-экономические показатели, необходимо иметь достоверную, научно обоснованную информацию о взаимосвязи и степени влияния геометрических переменных магнитной системы и среднего значения электромагнитного момента. Цель данной статьи состоит в определении силы и направления связи среднего значения электромагнитного момента и варьирующихся значений геометрических размеров элементов активной части исследуемой машины. По результатам корреляционного анализа установлена степень влияния рассматриваемых конструктивных параметров активной части на среднее значение электромагнитного момента. Расчет численной величины момента осуществлялся посредством пакета прикладных программ MATLAB, взаимодействующей с программой по расчету и визуализации магнитных полей FEMM версии 4.2. Также для получения числовых значений момента был использован стохастический метод, основанный на алгоритме Монте-Карло. Проведенные в статье исследования позволяют судить о наличии соответствующей связи между исследуемыми конструктивными элементами магнитной системы и значением электромагнитного момента, а также об определенной степени их воздействия на формирование его величины. A switched-reluctance machine, being the primary component of a switched-reluctance drive, is a promising yet understudied electromechanical energy converter. Any industry can potentially expand its use of these machines. Creating a globally competitive, high-performance, and costeffective switched-reluctance drive requires scientifically solid data on how the geometric variables of the magnetic system correlate with, and affect, the average electromagnetic torque. The goal hereof is to find how strongly this average value correlates with the geometric variables of the active machine components, and whether this correlation is positive or negative. Correlation analysis identified how strongly the structural parameters under consideration affected the average electromagnetic torque. The numerical value of the latter was calculated in MATLAB interfacing with the magnetic field calculation and visualization software FEMM 4.2. A Monte Carlo algorithm-based stochastic method was applied to find the numerical values of torque. Research effort described herein does demonstrate a correlation between the structural elements of the magnetic system and the values of the electromagnetic torque; it also shows the strength of such correlation.