УДК 621.313.33

МОДЕЛЮВАННЯ ТА РОЗПОДІЛ ВІБРОЗБУДЖУЮЧИХ СИЛ ПРИ ВИТКОВИХ ЗАМИКАННЯХ ОБМОТКИ СТАТОРА АСИНХРОННОГО ДВИГУНА

Розроблено польову математичну модель для аналізу розподілу віброзбуджуючих сил електромагнітного походження в асинхронних двигунах з короткозамкненим ротором при наявності виткових замикань обмотки статора. Комп’ютерне моделювання виконано методом скінченних елементів. Дослідження проведено на прикладі серійного двигуна типу А62 потужністю 1,7 кВт. Показано, що при появі виткових замикань у спектрі сигналу з’являються додаткові гармоніки, кратні обертовій частоті. Порівняння результатів математичного моделювання з експериментальним показало розбіжність 5…10 %. Запропоновано діагностичні параметри, які характеризують відношення амплітуд спектрів розподілу ТМН залежно від кількості замкнених витків обмотки статора. Бібл. 8, рис. 7, табл. 1.
Ключові слова: математичне моделювання, метод скінченних елементів, тензор магнітного натягу, виткові замикання, електромагнітні сили, вібрація.

МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВИБРОВОЗМУЩАЮЩИХ СИЛ ПРИ ВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЯХ ОБМОТКИ СТАТОРА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Разработана полевая математическая модель для анализа распределения вибровозмущающих сил электромагнитного происхождения в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором при наличии витковых замыканий обмотки статора. Компьютерное моделирование выполнено методом конечных элементов. Исследование проведено на примере серийного двигателя типа А62 мощностью 1,7 кВт. Показано, что при возникновении витковых замыканий в спектре сигнала появляются дополнительные гармоники, кратные частоте вращения. Сравнение результатов математического моделирования с экспериментальным показало расхождение 5…10 %. Предложены диагностические параметры, которые характеризуют отношение амплитуд спектров распределения тензора магнитного натяжения в зависимости от количества закороченных витков обмотки статора. Библ. 8, рис. 7, табл. 1.
Ключевые слова: математическое моделирование, метод конечных элементов, тензор магнитного натяжения, витковые замыкания, электромагнитные силы, вибрация.

SIMULATION AND DISTRIBUTION OF VIBRATION DISTURBING FORCES AT TURN-FAULT OF INDUCTION MOTORS STATOR WINDING

A mathematical model of electromagnetic field for the analysis of distribution of electromagnetic vibration disturbing forces in induction-squirrel-cage motor at turn-fault of stator winding is developed. Computer simulation is executed by a finite element method. Investigation is spent on an example of the production machine of type А62 by power of Pn = 1,7 kW. If there are of turn-fault in spectrum of signal to appear additional harmonics multiple to a rotation frequency are shown. Comparison of result of mathematical simulation with the experimental has shown a discrepancy 5…10 %. Diagnostic variables described of amplitude ratio of distributing spectrum of Maxwell stress tensor depending on quantity of the short-circuited turns of a stator winding is proposed. References 8, figures 7, table 1.
Key words: mathematical simulation, a finite element method, Maxwell stress tensor, turn-fault, electromagnetic forces, vibration.