Estimation of the electromagnetic screens efficiency for the compensation of slot leakage fluxes in the pulsed electromechanical generator

Володимир Терентійович Чемерис, Ірина Олексіївна Бородій
2020 Bulletin of NTU "Kharkiv Polytechnic Institute" Series: Electrical Machines and Electromechanical Energy Conversion  
Розглянуто чотири можливих конфігурації електромагнітних екранів для компенсації потоків пазового розсіювання в електромашинному імпульсному генераторі з компресією магнітного потоку. Підкреслюється доцільність зменшення індуктивності пазового розсіювання як засобу збільшення коефіцієнту підсилення магнітної енергії в процесі компресії потоку. Ефективність кожної з конфігурацій екранів оцінюється за величиною зменшення індуктивності пазового розсіювання. Для цього методом скінченних елементів з
more » ... нченних елементів з використанням професійної версії програми QuickField v.6.1 вирішується задача про розподіл імпульсного поля в зубцовій зоні генератора. Було створено також фізичну модель зубцової зони, в пазах якої активний провідник був розподілений на 9 паралельних секцій по висоті пазу. При живлення котушок від джерела змінного струму з частотою 400 Гц проведені вимірювання розподілу струму між секціями активного провідника як за відсутності електромагнітних екранів, так і при їх наявності. Показано, що екранування потоків пазового розсіювання суттєво поліпшує однорідність розподілу струму між секціями активного провідника. Ключові слова: імпульсний електромашинний генератор, компресія магнітного потоку, компенсація потоків пазового розсіювання, чотири типи електромагнітних екранів, оцінка ефективності екранів, математичне моделювання поля, розрахунки індуктивності пазового розсіювання, використання програми QuickField v. 6.1, перевірка результатів на фізичній моделі. Рассмотрены четыре возможных конфигурации электромагнитных экранов для компенсации потоков пазового рассеяния в электромашинном импульсном генераторе с компрессией магнитного потока. Подчеркивается целесообразность уменьшения индуктивности пазового рассеяния как способа увеличения коэффициента усиления магнитной энергии в процессе компрессии потока. Эффективность каждой конфигурации экранов оценивается по величине уменьшения индуктивности пазового рассеяния. Для этого методом конечных элементов с использованием профессиональной версии программы QuickField v. 6.1 решается задача о распределении импульсного поля в зубцовой зоне генератора. Была также создана физическая модель зубцовой зоны, в пазах которой активный проводник был подразделен на 9 параллельных секций по высоте паза. При питании катушек от источника переменного тока с частотой 400 Гц проведены измерения распределения тока между секциями активного проводника как при отсутствии электромагнитных экранов, так и при их наличии. Показано, что экранирование потоков пазового рассеяния существенно улучшает равномерность распределения тока между секциями активного проводника. Ключевые слова: импульсный электромашинный генератор, компрессия магнитного потока, компенсация потоков пазового рассеяния, четыре типа электромагнитных экранов, оценка эффективности экранов, математическое моделирование поля, расчеты индуктивности пазового расcеяния, использование программы QuickField v. 6.1, проверка результатов на физической модели. Purpose. There are considered in the paper the four possible configurations of electromagnetic screens for compensation of the flux leakage of slots in the electromechanical pulse generator with a compression of magnetic flux. It is underlined the expediency of slot leakage inductance reduction as the method for increasing of coefficient of magnetic energy amplification in the process of flux compression. Methodology. Efficiency of each configuration of screens has been evaluated on the reduction of slot leakage inductance magnitude. To realize it the problem of pulsed field distribution in the teeth zone of generator has been solved by the finite elements method with application of professional version of software program QuickField v.6.1. Originality. There was manufactured the physical model of teeth zone in which the active conductor of slots was divided on 9 parallel sections along the height of slot. Results. With current supply from the source of alternating current at frequency 400 Hz that was measured a current distribution between the sections of active conductor both at the absence of electromagnetic screens and at their presence. Practical value. It is shown, that screening of slot leakage flux provides the more uniform distribution of current along the sections of active conductor with a corresponding reduction of slot leakage inductance.. Key words: pulsed electromechanical generator, magnetic flu[ compression, compensation of slot leakage fluxes, four kinds of electromagnetic screens, evaluation of screens efficiency, mathematical simulation of field, calculations of slot leakage inductance, using of program software QuickField v. 6.1, proving results at use of physical model.
doi:10.20998/2409-9295.2020.3.12 fatcat:2qbie3u5rjao7ne4x7eatefgvq