Análisis exhaustivo de los factores que influyen en la pérdida de cobre en corriente alterna para máquinas de imán permanente de alta velocidad con bobinados de alambre de cobre redondo
Autores: Du, Guanghui; Ye, Weilin; Zhang, Yufeng; Wang, Lu; Pu, Tao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis exhaustivo de los factores que influyen en la pérdida de cobre en corriente alterna para máquinas de imán permanente de alta velocidad con bobinados de alambre de cobre redondo
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Pérdida de cobre en CA
Bobinado del estator
Máquinas de imán permanente de alta velocidad
Frecuencia
Diámetro del conductor
Rendimiento a temperatura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
La pérdida de cobre en corriente alterna del devanado del estator es una de las principales pérdidas de las máquinas de imán permanente de alta velocidad (HSPMM) y afecta directamente el rendimiento de las máquinas. Las pérdidas de cobre en corriente alterna están influenciadas por muchos factores, incluyendo la frecuencia, el diámetro del conductor, el rendimiento térmico, etc. Estos factores hacen que las pérdidas de corriente alterna aumenten significativamente a altas frecuencias debido al efecto de piel y al efecto de proximidad. En este artículo, se presenta un análisis exhaustivo de las pérdidas de cobre en corriente alterna de las HSPMM con devanados de alambre de cobre redondo. En primer lugar, se proporcionan la estructura y los parámetros de una máquina de imán permanente de 60 kW y 30,000 rpm. Luego, con base en este parámetro, se establece un modelo de elementos finitos en 2D (2D-FEM) para obtener la pérdida de cobre en corriente alterna. A través del análisis del campo de corrientes de Foucault, se observa la distribución de la densidad de corriente del devanado del estator y las tendencias de variación de las pérdidas de cobre en corriente alterna bajo diferentes frecuencias. Además, al comparar la distribución de la densidad de corriente del devanado y el valor de la pérdida de cobre en corriente alterna bajo diferentes condiciones, se analizan de manera integral los factores que influyen en las pérdidas de devanado en corriente alterna, incluyendo la frecuencia, el diámetro del conductor, el número de conductores por ranura, la altura de la muesca de la ranura del estator y la temperatura de trabajo. Finalmente, se fabrican cuatro casos de bobinas de estator, que tienen diferentes diámetros de conductor y hebras de alambre. Se prueban las pérdidas de corriente alterna de los cuatro casos a diferentes frecuencias, y los resultados teóricos se verifican midiendo las relaciones de pérdida AC/DC de diferentes casos de conductores a varias frecuencias.
Descripción
La pérdida de cobre en corriente alterna del devanado del estator es una de las principales pérdidas de las máquinas de imán permanente de alta velocidad (HSPMM) y afecta directamente el rendimiento de las máquinas. Las pérdidas de cobre en corriente alterna están influenciadas por muchos factores, incluyendo la frecuencia, el diámetro del conductor, el rendimiento térmico, etc. Estos factores hacen que las pérdidas de corriente alterna aumenten significativamente a altas frecuencias debido al efecto de piel y al efecto de proximidad. En este artículo, se presenta un análisis exhaustivo de las pérdidas de cobre en corriente alterna de las HSPMM con devanados de alambre de cobre redondo. En primer lugar, se proporcionan la estructura y los parámetros de una máquina de imán permanente de 60 kW y 30,000 rpm. Luego, con base en este parámetro, se establece un modelo de elementos finitos en 2D (2D-FEM) para obtener la pérdida de cobre en corriente alterna. A través del análisis del campo de corrientes de Foucault, se observa la distribución de la densidad de corriente del devanado del estator y las tendencias de variación de las pérdidas de cobre en corriente alterna bajo diferentes frecuencias. Además, al comparar la distribución de la densidad de corriente del devanado y el valor de la pérdida de cobre en corriente alterna bajo diferentes condiciones, se analizan de manera integral los factores que influyen en las pérdidas de devanado en corriente alterna, incluyendo la frecuencia, el diámetro del conductor, el número de conductores por ranura, la altura de la muesca de la ranura del estator y la temperatura de trabajo. Finalmente, se fabrican cuatro casos de bobinas de estator, que tienen diferentes diámetros de conductor y hebras de alambre. Se prueban las pérdidas de corriente alterna de los cuatro casos a diferentes frecuencias, y los resultados teóricos se verifican midiendo las relaciones de pérdida AC/DC de diferentes casos de conductores a varias frecuencias.