СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ЧИСЛЕННО-ПОЛЕВОЙ АНАЛИЗ МАГНИТНЫХ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ В ДВИГАТЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

В.И. Милых, докт. техн. наук, С.Е. Дзенис.(V.I. Milykh, S.E. Dzenis)
 COMPARATIVE NUMERICAL-FIELD ANALYSIS OF MAGNETIC POWER LOSSES IN A DC  MOTOR.
Представлены принципы и тестовые результаты численно-полевого расчета магнитных потерь мощности (МПМ) в электрических машинах. Разработанный уточненный метод основан на поиске максимумов значений магнитной индукции во множестве миниэлементов в зубцах и ярме сердечника якоря, достигаемых в процессе его вращения. По распределению найденных максимумов определяются среднеквадратичные значения магнитной индукции на указанных участках сердечника в целом и по ним вычисляются МПМ.  Метод позволяет отображать расчетные модели сердечников любой формы и практически не требует упрощения их геометрической структуры. Тестовая реализация метода сделана на примере двигателя постоянного тока и опирается на экспериментальные данные  по МПМ в нем. Проведен сравнительный анализ распределений магнитной индукции и МПМ в режимах холостого хода и нагрузки для вариантов сердечника якоря с одним и двумя рядами аксиальных вентиляционных каналов и без них.
Ключевые слова: двигатель постоянного тока, сердечник якоря, вентиляционные каналы, магнитная индукция, магнитные потери мощности, численно-полевые расчеты, сравнительный анализ,энергоэффективные электродвигатели, энергоэффективность.  Key words: DC motor, armature core, ventilation ducts, magnetic induction, magnetic power losses, numerical-field calculations, comparative analysis,energy efficiency,efficiency motors.

The principles and test results of the numerical-field calculation of the magnetic power losses (MPL) in electric machines are presented. The elaborated refined method is based on the search for the maxima of the values of magnetic
induction in a set of mini-elements in the teeth and the yoke of the armature core, achieved during its rotation. The root-mean-square values of the magnetic induction at the indicated sections of the core as a whole are determined from the distribution of the found maxima and the MPL are calculated from them. The method allows to display the calculated models of cores of any shape and practically doesn’t require simplification of their geometric structure. The test implementation of the method is done on the DC motor example and relies on experimental data on the MPL in it. A comparative analysis of the distributions of magnetic induction and MPL in idling and load modes for armature core variants with one and two rows of axial ventilation ducts and without them is carried out.