ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ПАРАМЕТРІВ ТА ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАШИНИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ НА ОСНОВІ МЕТОДУ КІНЦЕВИХ ЕЛЕМЕНТІВ

Анотація

Проведено перевірочний розрахунок серійної машини постійного струму (МПС) МУН-2 з модифікованою системою збудження на основі методу скінченних елементів, що дозволяє досліджувати характеристики та електромагнітні параметри МПС з урахуванням нових конструктивних рішень у статиці, квазістатичний і динамічний режими роботи. Скінченно-елементну модель можна поєднати з ланцюговою моделлю джерела живлення на основі спільного розв’язку рівнянь поля та схеми, що дає змогу досліджувати характеристики двигуна в різних режимах, коли обмотка якоря подає сигнали будь-якої форми. На підставі отриманих результатів перевірочний розрахунок ДКМ МУН-2 з модифікованою системою збудження на основі МСЭ дозволяє досліджувати характеристики та електромагнітні параметри ДКМ, враховуючи нові конструктивні рішення в динамічних режимах роботи. Отриману модель поля DCM можна комбінувати з моделлю схеми джерела живлення на основі спільного розв’язку рівнянь поля та схеми, що дає можливість досліджувати характеристики двигуна в різних режимах за живлення обмотки якоря сигналами будь-якої форми. У роботі встановлено, що двигун досягає максимальної швидкості обертання через 300 мс за напруги 120В на обмотці якоря. При цьому спостерігається сплеск пускового струму якоря до 2,0А з подальшою стабілізацією на рівні 0,08А. Пусковий момент сягає 1,2Нм. МУН-2 досягає номінальної частоти обертання за номінального навантаження, що супроводжується збільшенням струму обмотки якоря до 0,7А. Під час роботи двигуна в обмотці якоря виникає електрорушійна сила, яка в разі досягнення двигуном номінальної швидкості обертання стабілізується на рівні 20В і має піковий характер. Для розв’язування задач використано систему електромагнітних полів Максвелла та аналітичні й математичні методи рівнянь у частинних похідних. Для розв’язування диференціальних рівнянь магнітного поля використовується метод скінченних елементів.