Определение потерь на вихревые токи и на гистерезис в магнитопроводах электрических машин

Журнал «Измерительная техника», №11, 72 стр.
Ноябрь 2020

Определение потерь на вихревые токи и на гистерезис в магнитопроводах электрических машин

DOI: https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-11-54-58
Авторы: С. М. Плотников
Ключевые слова: постоянная Штейнметца, гистерезис, вихревые токи, полные потери в стали, магнитопровод, опыт холостого хода.
Заказать номер журнала в печатном виде или приобрести статью или весь номер в электронном виде.


Аннотация

Рассмотрено разделение полных потерь в электротехнической стали магнитопровода на две составляющие: потери на гистерезис и вихревые токи. Решение этой технической проблемы позволит эффективно проектировать и конструировать электрические машины с магнитопроводами, имеющими низкие магнитные потери. Получены расчётные формулы для гистерезисной и вихретоковой составляющих потерь, в которые входят значения полных потерь, измеренных в опытах холостого хода на двух разных частотах перемагничивания, и отношение данных частот. Показано, что рациональное отношение частот перемагничивания составляет 1,2. Представлены графические зависимости и выражения, позволяющие определить показатель степени частоты перемагничивания в зависимости от измеренных потерь холостого хода и значений частот перемагничивания.

Список литературы

1. Moses A. J., Scripta Materialia, 2012, vol. 67, pp. 560–565. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2012.02.027

2. Ibrahim M., Pillay P., IEEE Transactions on Industry Applications, 2013, vol. 49 (9), pp. 2061–2068, available at: https:// spectrum.library.concordia.ca/977954/ (accessed: 25.06.2019).

3. Копылов И. П. Электрические машины. Изд. 5-е, стер. М.: Высшая школа, 2006. 606 с.

4. Кацман М. М. Электрические машины. М.: Высшая школа, 1983. 432 с.

5. Рогинская Л. Э., Горбунов А. С. К вопросу влияния мощности силового масляного трансформатора на параметры его холостого хода // Научно-практические исследования: сетевой журнал. 2020. № 1-2 (24). С. 106–109. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41865795 (дата обращения: 25.06.2019).

6. Третьяков Е. А. Снижение потерь холостого хода силовых трансформаторов при малых нагрузках // Современные тенденции развития науки и технологий. 2015. № 5-2. С. 68–72.

7. Чайковский В. П., Насыпаная Е. П., Мартынюк А. И. Определение потерь в стали трансформатора при различных частотах и несинусоидальности магнитного потока с учетом соотношения гистерезисных и вихревых потерь // Электромашиностроение и электрооборудование. 2008. № 71. С. 61–63.

8. Казаков Ю. Б., Швецов Н. К. Расчётный анализ потерь в стали асинхронных двигателей при питании от преобразователей частоты с несинусоидальным выходным напряжением // Вестник ИГЭУ. 2015. Вып. 5. С. 1–5.

9. Petkov R., IEEE Transactions on Power Electronics, 1996, vol. 11, pp. 33–42. https://doi.org/10.1109/63.484414

10. Данилов П. Е., Барышников В. А., Рожков В. В. Теория электропривода: Учебное пособие. М., Берлин: ДиректМедиа, 2018. 416 с.

11. Тихомиров П. М. Расчёт трансформаторов: Учебное пособие для вузов. Изд. 5-е, перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1986. 528 с.

12. Чечерников В. И. Магнитные измерения: Учеб. пособие для университетов / Под ред. проф. Е. И. Кондорского. Изд. 2-е, доп. и перераб. М.: Изд-во МГУ, 1969. 387 с.

13. Дружинин В. В. Магнитные свойства электротехнической стали. Изд. 2-е, доп. и перераб. М.: Энергия, 1974. 238 с.

14. Ковальский Е. М., Янко Ю. И. Испытания электрических машин. М.: Энергатомиздат, 1990. 320 с.

15. Plotnikov S. M., Kolmakov V. O., Journal of Advanced Research in Technical Science, 2020, no. 19, pp. 39–42. https://doi.org/10.26160/2474-5901-2020-19-39-42

16. Popescu M. et al., IEEE Industry Applications Annual Meeting, 2007. https://doi.org/10.1109/07IAS.2007.14

Determination of eddy current losses and hysteresis losses in magnetic circuits of electrical machines

DOI: https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-11-54-58
Аuthors: S. M. Plotnikov
Keywords: Steinmetz constant, hysteresis, eddy currents, total core losses, magnetic circuit, idling experiment.

Annotation

The division of the total core losses in the electrical steel of the magnetic circuit into two components – losses dueto hysteresis and eddy currents – is a serious technical problem, the solution of which will effectively design and construct electrical machines with magnetic circuits having low magnetic losses. In this regard, an important parameter is the exponent α, with which the frequency of magnetization reversal is included in the total losses in steel. Theoretically, this indicator can take values from 1 to 2. Most authors take α equal to 1.3, which corresponds to the special case when the eddy current losses are three times higher than the hysteresis losses. In fact, for modern electrical steels, the opposite is true. To refine the index α, an attempt was made to separate the total core losses on the basis that the hysteresis component is proportional to the first degree of the magnetization reversal frequency, and the eddy current component is proportional to the second degree. In the article, the calculation formulas of these components are obtained, containing the values of the total losses measured in idling experiments at two different frequencies, and the ratio of these frequencies. It is shown that the rational frequency ratio is within 1.2. Presented the graphs and expressions to determine the exponent α depending on the measured no-load losses and the frequency of magnetization reversal.



Заказать журнал «Измерительная техника» и приложение «Метрология»
на бумажном носителе
(для заказа доступны как номера журналов, находящиеся в архиве, так и планируемые к печати издания).

Журнал «Измерительная техника»

Приложение «Метрология»

Наши контакты

Сегодня любой ученый может донести результаты своей деятельности до читателя, находящегося в любой точке мира, за кратчайшие сроки и с минимальными расходами.

  • Адрес: 119361 Москва, ул. Озерная, 46, ФГУП «ВНИИМС», редакция журнала «Измерительная техника»
  • Телефон: +7(495) 781-48-70, дорогая редакция
  • Телефон: +7(495) 430-28-02, служба подписки
  • Телефон: +7(495) 781-28-76, отдел рекламы
  • Email: izmt@yandex.ru
  • Website: www.izmt.ru

Как к нам проехать:
м. Юго-западная, выход из последнего вагона из центра и направо. Далее автобусами 720, 718 или 752 до остановки «14 автобусный парк». Сразу за остановкой будет высокое 22-х этажное здание. Это и есть ул. Озерная д.46