Modelare MCC

Modelul Numeric 2D al Modelul Numeric 2D al

Motorului de Curent Continuu Motorului de Curent Continuu

cu Magnei Permanenicu Magnei Permaneni

University POLITEHNICA Bucharest

Faculty of Electrical Engineering

CuprinsCuprins

Model Model magnetmagnetic ic stastaionarionar ((permite calculul permite calculul tensiunii electromotoare si analiza reaciei tensiunii electromotoare si analiza reaciei indusuluiindusului).).

Model de regim tranzitoriu obinut prin cuplarea Model de regim tranzitoriu obinut prin cuplarea problemei de cmp cu una de circuit cu problemei de cmp cu una de circuit cu considerarea micrii rotorului considerarea micrii rotorului ((pentru studiul pentru studiul fenomenelor specifice comutaieifenomenelor specifice comutaiei).).

Se prezint dou modele numerice Se prezint dou modele numerice 2D 2D pentru pentru calculul cmpului magnetic pentru un motor calculul cmpului magnetic pentru un motor de c.c. cu magnei permaneni din ferit:de c.c. cu magnei permaneni din ferit:

DDatele motoruluiatele motorului

Motor de c.c. cu magnei Motor de c.c. cu magnei permaneni din ferit fixai permaneni din ferit fixai prin lipire cu rina prin lipire cu rina epoxidic de carcasa epoxidic de carcasa exterioarexterioar

PPNN == 145145 W, MW, MNN == 0,40,4 Nm,Nm, nnNN == 34503450 rot/min, rot/min, UUNN == 12,512,5 V and IV and INN == 19,719,7 A. A.

Motorul a fost fabricat deMotorul a fost fabricat de S.C. Ana IMEP S.A.S.C. Ana IMEP S.A. PitetiPiteti, , folosit pentru n instalaia de climatizare a unui folosit pentru n instalaia de climatizare a unui automobil.automobil.

Rotorul are Rotorul are 12 12 crestturi cu seciile bobinelor crestturi cu seciile bobinelor conectate la cele 12 lamele ale colectoruluiconectate la cele 12 lamele ale colectorului..

ModelModelul magnetic staionarul magnetic staionar Ecuaia de cmpEcuaia de cmp Proprieti de materialProprieti de material::

Miezuri magneticeMiezuri magnetice::

Magnet permanent Magnet permanent Ferit CeramicFerit Ceramic

H/m104 70

T37.0

kA/cm 2.46=

19.1/

r

c

0

B

H

mrm

ntrefierntrefier, , crestturicrestturi::

p0

/rotrotrot MBJAB

A=0

A=0

A=0

x

z

y

Ecuaia de cmpEcuaia de cmp

Sursele cmpuluiSursele cmpului::

Densitatea curenilor din indusDensitatea curenilor din indus

lJJAB rotrot

Densitatea curenilor superficiali echivaleni de pe Densitatea curenilor superficiali echivaleni de pe

suprafaa magneilor suprafaa magneilor

P1(xP1, yP1)

P3(xP3, yP3)

P2(xP2, yP2)

(e)

x

y

3

1 2

1,

k

e

kP

e

kP

e

kP

e

kPe

e AycxbayxA

bK A

1kk,k1,k s1kk,sk1,kk 2

1

lJlJb

kkmckk HJ ,1,1 cos

Sistemul de ecuaiiSistemul de ecuaii:: 3

el

ek

e

b

J

ModelModelul magnetic staionarul magnetic staionar

p0

/rotrotrot MBJAB

k-1 k

k+1

y

O x

M

M

M

M

M

M

M

M

m

sk-1,k

Jk-1,k

Jk,k+1

ModelModelul magnetic staionarul magnetic staionar

Rezolvarea sistemului de ecuaii neliniar se face prin NewtonRezolvarea sistemului de ecuaii neliniar se face prin Newton--RaphsonRaphson

Dependena reluctivitii miezului

cu inducia magnetic

Evoluia variaiei relative a soluiei

n algoritmul Newton-Raphson

22

22

x

A

y

ABBB

eeey

ex

e

bK A)A(

impus

k

k

k

A

A

500

1rFe

Reluctivitatea iniial a miezului:

Noua valoare a reluctivitii se determin din:

pe baza:

Procesul iterativ continua pn:

Rezultatele modelului magnetic staionarRezultatele modelului magnetic staionar Liniile cmpului magnetic inductor i harta de inducieLiniile cmpului magnetic inductor i harta de inducie

Rezultatele modelului magnetic staionarRezultatele modelului magnetic staionar

Componenta normal a induciei la Componenta normal a induciei la

nivelul ntrefieruluinivelul ntrefierului

Ne

e

e

mALw

1

Fluxul magnetic corespunztor Fluxul magnetic corespunztor

unei laturi de bobin n funcie de unei laturi de bobin n funcie de

poziia rotoruluipoziia rotorului


2)( 11 kk

kkptee

Variaia T.E.M. indus n latura unei Variaia T.E.M. indus n latura unei

bobine la n=3000 rot/minbobine la n=3000 rot/min

T.E.M. la borneT.E.M. la borne

Fluxul magnetic corespunztor Fluxul magnetic corespunztor

unei laturi de bobin n funcie de unei laturi de bobin n funcie de

poziia rotoruluipoziia rotorului


2)( 11 kk

kkptee

Variaia T.E.M. indus n latura unei Variaia T.E.M. indus n latura unei

bobine la n=3000 rot/minbobine la n=3000 rot/min

T.E.M. la borneT.E.M. la borne

12 9 101 2 73 6 811 54

121 63 4 52 7 8 9 10 11

A1 A2


Liniile cmpului magnetic inductor i Liniile cmpului magnetic inductor i

harta de inducie pentru un curent de harta de inducie pentru un curent de

sarcina I=19,5Asarcina I=19,5A


Liniile cmpului magnetic inductor i Liniile cmpului magnetic inductor i

harta de inducie pentru un curent de harta de inducie pentru un curent de

sarcina I=19,5Asarcina I=19,5A

Componenta normal a Componenta normal a

induciei la nivelul ntrefierului in induciei la nivelul ntrefierului in

gol i n sarcin gol i n sarcin

Rezolvarea numeric a acestei probleme se face prin Rezolvarea numeric a acestei probleme se face prin discretizarea n timp a micrii, i considerarea la fiecare moment discretizarea n timp a micrii, i considerarea la fiecare moment de timp unei probleme de regim magnetic staionar. de timp unei probleme de regim magnetic staionar.

FMMdt

dJ semr

12 9 101 2 73 6 811 54

121 63 4 52 7 8 9 10 11

A1 A2

Modelul de regim tranzitoriuModelul de regim tranzitoriu

Ecuaia de micare a rotoruluiEcuaia de micare a rotorului

Valorile curenilor din seciile nfurrii indusului se determin Valorile curenilor din seciile nfurrii indusului se determin la fiecare pas prin rezolvarea problemei de circuit asociat.la fiecare pas prin rezolvarea problemei de circuit asociat.

12 9 101 2 73 6 811 54

121 63 4 52 7 8 9 10 11

A1 A2

Modelul de regim tranzitoriuModelul de regim tranzitoriu Schema electric asociat problemei de cmpSchema electric asociat problemei de cmp

Rezultatele modelului de regim tranzitoriuRezultatele modelului de regim tranzitoriu

Curentul din indus pentru un cuplu Curentul din indus pentru un cuplu

de sarcina Ms=0,31 Nmde sarcina Ms=0,31 Nm

Cuplul electromagneticCuplul electromagnetic


Curentul i tensiunea indus Curentul i tensiunea indus

ntrntr--o latur de bobino latur de bobin Curenii prin dou lamele succesive Curenii prin dou lamele succesive

i printri printr--o perieo perie


Evoluia curenilor prin lamela 1 i Evoluia curenilor prin lamela 1 i

prin laturile de bobin asociateprin laturile de bobin asociate

Evoluia curenilor prin lamela 2 i Evoluia curenilor prin lamela 2 i prin laturile de bobin asociateprin laturile de bobin asociate

Modelare MCC

Documents

Transcript of Modelare MCC