Характеристики

ISBN/ISSN 978-5-7782-1039-4
Год издания 2008
Автор Литвинов Б.В., Давыденко О.Б.
Вид издания мон.НГТУ
Кафедра ЭЭ
Типография НГТУ
Факультет РЭФ

Изложен порядок синтеза типовых звеньев, эквивалентно аппроксимирующих наиболее характерные зоны активного объема электрических машин, а также рассмотрен принцип построения на их основе каскадных схем замещения электрических машин различных типов с учетом их конструктивных особенностей. Представлена достаточно большая база типовых звеньев, аппроксимирующих основные конструктивные зоны активных объемов электрических машин, позволяющая синтезировать каскадные схемы замещения машин практически любого исполнения. Большое внимание уделено синтезу каскадных схем замещения синхронных реактивных электрических машин перспективных конструкций.
Представленные в работе типовые звенья и каскадные схемы замещения могут быть использованы как в методиках поверочного расчета и оптимального проектирования электрических машин классического исполнения, так и при разработке электрических машин нетрадиционных конструкций.
Работа может найти применение в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по специальности «Электромеханика», а также может быть полезна инженерам-электромеханикам.

Изложен порядок синтеза типовых звеньев, эквивалентно аппроксимирующих наиболее характерные зоны активного объема электрических машин, а также рассмотрен принцип построения на их основе каскадных схем замещения электрических машин различных типов с учетом их конструктивных особенностей. Представлена достаточно большая база типовых звеньев, аппроксимирующих основные конструктивные зоны активных объемов электрических машин, позволяющая синтезировать каскадные схемы замещения машин практически любого исполнения. Большое внимание уделено синтезу каскадных схем замещения синхронных реактивных электрических машин перспективных конструкций.
Представленные в работе типовые звенья и каскадные схемы замещения могут быть использованы как в методиках поверочного расчета и оптимального проектирования электрических машин классического исполнения, так и при разработке электрических машин нетрадиционных конструкций.
Работа может найти применение в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по специальности «Электромеханика», а также может быть полезна инженерам-электромеханикам.



ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение        7
Глава 1. Основы синтеза типовых звеньев        9
1.1. Синтез Е-Н четырехполюсника, моделирующего
неподвижную активную ортотропную среду        9
1.2. Синтез Е-Н четырехполюсника, моделирующего
ортотропную подвижную пассивную среду        15
Глава 2. Типовые Е-Н четырехполюсники, моделирующие
основные конструктивные зоны электрических машин        18
2.1. Типовые Е-Н четырехполюсники в декартовых
координатах        18
2.1.1. Е-Н звено зубцово-пазовой зоны статора        18
2.1.2. Е-Н звено зоны коронок статора        20
2.1.3. Е-Н звено зоны немагнитного зазора        21
2.1.4. Е-Н звено зубцово-пазовой зоны ротора индукционной
машины        22
2.1.5. Е-Н звено зоны коронок ротора индукционной машины        24
2.2. Типовые Е-Н четырехполюсники электрических машин
с радиальным зазором в цилиндрических координатах        25
2.2.1. Е-Н звено зубцово-пазового слоя статора традиционной
конструкции        25
2.2.2. Е-Н звено зубцово-пазовой зоны статора
с распределенной структурой (АРС)        29
2.2.3. Е-Н звено немагнитного проводящего кольцевого слоя        31
2.2.4. Е-Н звено немагнитного зазора        33
2.2.5. Е-Н звено зубцово-пазовой зоны ротора индукционной
машины        34
2.3. Типовые Е-Н звенья торцевых электрических машин        37
2.3.1. Е-Н звено зубцово-пазовой зоны торцевого статора        39
2.3.2. Е-Н звено немагнитного зазора торцевой машины        42
2.3.3. Е-Н звено торцевого короткозамкнутого ротора        44
Глава 3.  Синтез каскадных схем замещения асинхронных
электрических машин на базе типовых Е-Н звеньев        47
3.1. Каскадные схемы замещения электрических машин
в декартовой системе координат        48
3.1.1. Каскадная схема замещения трехфазного асинхронного
двигателя с классическим статором        48
3.1.2. Каскадная схема замещения трехфазного асинхронного
двигателя с распределенным активным слоем (АРС) статора        52
3.2. Каскадные схемы замещения электрических машин
в цилиндрической системе координат        56
3.2.1. Каскадная схема замещения трехфазного асинхронного
двигателя традиционной конструкции        57
3.2.2. Каскадная схема замещения трехфазного асинхронного
двигателя с распределенными структурами на статоре (АРС)        60
3.2.3. Каскадная схема замещения трехфазного асинхронного
двигателя с витым магнитопроводом        61
3.2.4. Каскадная схема замещения трехфазного асинхронного
двигателя с повышенным быстродействием        69
3.2.5. Каскадная схема замещения трехфазного асинхронного
двигателя торцевого исполнения        72
3.3. Каскадная схема замещения однофазной асинхронной
электрической машины        77
3.4. Схема замещения двухфазной индукционной машины
с произвольной несимметрией фаз        83
3.5. Каскадная схема замещения трехфазной индукционной
машины с учетом высших пространственных гармонических НС        91
3.6. Нелинейная каскадная схема замещения электрической
машины        95
3.6.1. Определение величин магнитной проницаемости стали
в конструктивных зонах электрических машин        96
3.6.2. Алгоритм расчета нелинейной схемы замещения АД        100
Глава 4.  Синтез каскадных схем замещения синхронных
электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов        104
4.1. Каскадная схема замещения трехфазного СД с возбуждением
от высокоэнергетических ПМ        104
4.1.1. Типовое Е-Н звено ротора с радиально ориентированными ПМ        104
4.1.2. Типовое Е-Н звено ротора с тангенциально ориентированными ПМ         109
4.1.3. Каскадные схемы замещения трехфазных СД с радиальной
и тангенциальной ориентацией ПМ на роторе        112
4.2. Схема замещения однофазного синхронного генератора
с когтеобразными полюсами и возбуждением от постоянных
магнитов высоких энергий        115
4.2.1. Распределение электромагнитного поля и схема замещения
зоны якорной обмотки        120
4.2.2. Распределение электромагнитного поля и схема замещения
усредненной зоны индуктора (магнит – рабочие зазоры)        124
4.2.3. Схема замещения синхронного генератора с когтеобразными
полюсами        126
4.3. Каскадная схема замещения однофазного СГ двойного вращения
с когтеобразными полюсами и постоянными магнитами высоких энергий        129
4.3.1. Замена реального якоря с неподвижной кольцевой обмоткой
и подвижной когтеобразной магнитной системой классической
зубцово-пазовой активной зоной        133
4.3.2. Каскадная Е-Н схема замещения однофазного генератора
с возбуждением от постоянных магнитов высоких энергий        135
Глава 5. Каскадные схемы замещения синхронных реактивных
электрических машин        143
5.1. Особенности конструкции и перспективы применения синхронных
реактивных электродвигателей        143
5.2. Конструкции СРД со слоистым ротором        150
5.3. Каскадная схема замещения трехфазного СРД со слоистым ротором        166
5.3.1. Представление реальной структуры слоистого ротора
однородной ортотропной средой        167
5.3.2. Каскадная Е-Н схема замещения трехфазного СРД со слоистым
ротором        171
5.3.3. Интегральная схема замещения трехфазного СРД со слоистым
ротором        175
5.4. Каскадная схема замещения трехфазного СРД с повышенным
сопротивлением по поперечной оси  ротора        182
Заключение        193
Библиографический список        194
Приложение         199


CONTENTS
Introduction        7
Chapter 1. Fundamentals of Standard Link Synthesis        9
1.1. Synthesis of an E-H four-terminal circuit simulating
a stationary active orthotropic medium        9
1.2. Synthesis of an E-H four-terminal circuit simulating
a moving passive orthotropic medium        15
Chapter 2. Standard E-H Four-Terminal Circuits Simulating Basic
Design Zones of Electric Machines        18
2.1. Standard E-H four-terminal circuits in the Cartesian coordinates        18
2.1.1. The E-H link of the stator tooth-slot zone        18
2.1.2. The E-H link of the stator crown zone        20
2.1.3. The E-H link of the nonmagnetic gap zone        21
2.1.4. The E-H link of the tooth-slot zone of the induction
machine rotor        22
2.1.5. The E-H link of the crown zone of the induction machine rotor        24
2.2. Standard E-H Four-Terminal Circuits of Electric Machines with
a Radial Gap in the Cylindrical Coordinates        25
2.2.1. The E-H link of the tooth-slot zone of a conventional design
stator        25
2.2.2. The E-H link of the tooth-slot zone of a distributed structure
stator        29
2.2.3. The E-H link of a nonmagnetic conducting circular zone        31
2.2.4. The E-H link of the gap        33
2.2.5. The E-H link of the tooth-slot zone of the induction machine
rotor        34
2.3. Standard E-H Links of End Electric Machines        37
2.3.1. The E-H link of the tooth-slot zone of the end stator        39
2.3.2. The E-H link of the end machine gap        42
2.3.3. The E-H link of the end squirrel-cage rotor        44
Chapter 3. Synthesis of Cascade Equivalent Circuits of Induction
Electric Machines Based on Standard E-H Links        47
3.1. Cascade Equivalent Circuits of Electric Machines in the
Cartesian Coordinates        48
3.1.1. A cascade equivalent circuit of a three-phase induction motor
with a conventional design stator        48
3.1.2. A cascade equivalent circuit of a three-phase induction motor
with a stator distributed active zone        52
3.2. Cascade Equivalent Circuits of Electric Machines in Cylindrica
Coordinates        56
3.2.1. A cascade equivalent circuit of a three-phase induction motor
of a conventional design        57
3.2.2. A cascade equivalent circuit of a three-phase induction motor
with distributed stator structures        60
3.2.3. A cascade equivalent circuit of a three-phase induction motor
with a stranded magnetic conductor        61
3.2.4. A cascade equivalent circuit of a three-phase induction motor
with an increased operating speed        69
3.2.5. A cascade equivalent circuit of an end three-phase induction
motor        72
3.3. A Cascade Equivalent Circuit of a Single-Phase Induction
Electric Machine        77
3.4. An Equivalent Circuit of a Two-Phase Induction Machine with
an Arbitrary Phase Asymmetry        83
3.5. A Cascade Equivalent Circuit of a Three-Phase Induction
Machine with regard to higher space harmonics        91
3.6. A Nonlinear Cascade Equivalent Circuit of an Electric Machine        95
3.6.1. Calculation of magnetic permeability values of steel in design
zones of electric machines        96
3.6.2. A calculation algorithm of  nonlinear equivalent circuits
of induction motors        100
Chapter 4. Synthesis of Cascade Equivalent Circuits of Synchronous
Electric Machines with Permanent Magnet Excitation        104
4.1. A Cascade Equivalent Circuits of a Three-Phase Synchronous
Motor with High-Energy Permanent Magnet Excitation        104
4.1.1. A standard E-H rotor link with a radially oriented permanent
magnets        104
4.1.2. A standard E-H rotor link with a tangentially oriented permanent
magnets        109
4.1.3. Cascade equivalent circuits of three-phase synchronous motors
with rotor radial and tangential orientation of permanent magnets        112
4.2. An Equivalent Circuit of a Single-Phase Synchronous Generator
with Claw-Shaped Poles and High-Energy Permanent Magnets Excitation        115
4.2.1.Electromagnetic field distribution and an equivalent circuit of the
armature winding zone        120
4.2.2. .Electromagnetic field distribution and an equivalent circuit of the
averaged inductor zone        124
4.2.3. An equivalent circuit of a synchronous generator with claw-shaped
poles        126
4.3. A cascade equivalent circuit of a single-phase synchronous generator
with claw-shaped poles and high-energy permanent mag-nets        129
4.3.1. Substitution of a conventional tooth-slot active zone for a rea
armature with a stationary ring winding and a moving claw-shaped
magnetic system        133
4.3.2. A cascade E-H equivalent circuit of a single-phase generator with
high-energy permanent magnet excitation        135
Chapter 5. Cascade Equivalent Circuits of Synchronous Reluctance
Electric Machines        143
5.1. Design features of synchronous reluctance electric motors and
prospects for their use        143
5.2. Design features of synchronous reluctance motors with layered rotors        150
5.3. A cascade equivalent circuit of a three-phase synchronous reluctance
motor with a layered rotor        166
5.3.1. Substitution of a homogeneous orthotropic medium for a real layered
rotor structure        167
5.3.2. An E-H cascade equivalent circuit of a three-phase synchronous
reluctance motor with a layered rotor        171
5.3.3. An integral equivalent circuit of a three-phase synchronous        175
5.4. A cascade equivalent circuit of a three-phase synchronous reluctance
motor with an increased resistance along the lateral axis of the rotor        182
Conclusions        193
References        194
Appendices        199

Данные подготавливаются.

Вернуться к списку