Расчетный анализ потерь в стали асинхронных двигателей при питании от преобразователей частоты с несинусоидальным выходным напряжением

Состояние вопроса: В распространенных частотно-регулируемых электроприводах питание асинхронных двигателей осуществляется от преобразователей частоты с несинусоидальным выходным напряжением. В настоящее время расчет потерь в стали асинхронных двигателей при питании от источников несинусоидального напряжения производится по упрощенным методикам, не предполагающим разделение потерь в стали на составляющие, что не позволяет наиболее полно учесть потери в стали от высших гармоник питающего напряжения. В связи с этим необходима разработка более полной аналитической методики расчетного определения потерь в стали частотно-регулируемых асинхронных двигателей при питании от полигармонических источников напряжения с подтверждением результатами численного моделирования. Материалы и методы: Спектр и амплитуды гармоник питающего напряжения определяются на основе гармонического анализа формы питающего напряжения. Для проверки предложенной методики использовано конечно-элементное моделирование электромагнитных потерь в асинхронном двигателе с реализацией векторной модели магнитного гистерезиса с учетом перемагничивания стали по частичным циклам. Результаты: Предложена аналитическая методика расчета потерь в стали асинхронных двигателей при питании от полигармонических источников напряжения, включающая выявление спектра и амплитуд гармоник, разделение потерь в стали на потери от вихревых токов и гистерезис и определение потерь для каждой гармоники с учетом эффекта размагничивающего действия вихревых токов. Разработана конечно-элементная модель электромагнитных процессов в асинхронном двигателе при питании несинусоидальным напряжением с реализацией векторной модели магнитного гистерезиса и учетом перемагничивания стали по частичным циклам. Адекватность предложенной аналитической методики подтверждена результатами численного моделирования. Выводы: Использование разработанной методики позволяет повысить точность расчета потерь в стали частотно-регулируемых асинхронных двигателей до 10 %, а также более точно определять электромеханические характеристики электродвигателей и их тепловое состояние.