Показано перевагу запропонованих нестандартних скінченно-різницевих схем розв'язання крайової задачі Неймана, що описує намагнічування провідного листа від джерела напруги, над числовими схемами, написаними в рамках методу скінченних елементів. Для ров'язання суттєво нелінійних задач рекомендовано скінченно-різницеву схему другого порядку, використання якої проілюстровано на прикладі розрахунку перехідного процесу в гістерезисному середовищі.

Розглянуто нестандартні скінченнорізницеві схеми розв'язання крайової задачі Неймана, що описує намагнічування провідного феромагнітного листа від джерела напруги. Особливостями запропонованих схем є розподіл часової похідної по декількох суміжних вузлах і спосіб апроксимації граничних умов.

Запропоновано підхід до моделювання статичного скалярного гістерезису, заснований на побудові ділянок шуканої траєкторії шляхом трансплантації певних відрізків існуючих кривих намагнічування даного матеріалу. Описано алгоритм побудови моделей із стабільними циклами, а також модель з керованою акомодацією.

Розглянуто експериментальні закономірності (правила Маделунга), що описують поведінку феромагнетику при його перемагнічуванні. Сформульовано задачу моделювання гістерезису й описано можливості її розв'язання за допомогою моделей різної точності та складності.

Індекс рубрикатора НБУВ: В334 + З291.634

Рубрики:

Магнетизм

Асинхронний привід з магнітними підсилювачами

Шифр НБУВ: Ж14164 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Описано алгоритм моделювання перехідних і сталих процесів у трансформаторі струму (ТС). Обидва розрахунки виконано на єдиній методологічній основі та використано модель гістерезису з пам'яттю. Ефективність розроблених алгоритмів проілюстровано розрахунком складних перехідних процесів у ТС за умов короткого замикання в первинному колі та в разі відновлення номінального режиму роботи. Проведено порівняння числових й аналітичних методів розрахунку похибок ТС.

Описано модель гістерезису, що відтворює магнітну акомодацію. Сутність методу, на якому базується модель, полягає в комбінації моделі без пам'яті, акомодація якої завжди завищена, і моделі з пам'яттю, акомодація якої дорівнює нулю. Ефективність моделі проілюстровано частковими циклами, що починаються на межовій петлі гістерезису, а також складним безперервним процесом, що складається з ряду послідовних циклів.

Предложен метод учета дополнительных потерь при перемагничивании электротехнической стали, основанный на концепции магнитной вязкости (МВ). Разработана численная схема совместного решения уравнения Максвелла с уравнением, описывающим МВ, пригодная для описания любых режимов перемагничивания. Эта схема легко объединяется с моделью внешней электрической цепи. На примере нетекстурованной электротехнической стали показана эффективность предложенной динамической модели: правильная настройка параметров МВ в одном из режимов синусоидального намагничивания позволяет с высокой точностью воспроизводить динамические петли и предсказывать величину потерь в широком диапазоне частот и амплитуд синусоидальной индукции, а также в режимах перемагничивания, отличных от синусоидального.

Предложен способ построения модели магнитного гистерезиса, реализующей возврат кривой намагничивания в предыдущую точку поворота. Инверсный характер модели, то есть построение кривых намагничивания в виде зависимостей Н(В), обеспечивает отсутствие участков с отрицательными наклонами и облегчает включение модели гистерезиса в программы расчета переходных процессов в электрических и магнитных цепях.

Предложен способ учета гистерезиса и динамических свойств холоднокатаной электротехнической стали при произвольном законе изменения индукции в участках магнитной системы трансформатора. Описана модель однофазного трансформатора, позволяющая проанализировать его работу в сложных переходных режимах и допускающая объединение с моделью внешней электрической цепи.

Предложены алгоритм определения параметров схемы замещения и модель пятистержневого трехфазного трансформатора, учитывающие гистерезисные и динамические свойства материала магнитопровода, а также магнитные потоки в немагнитной среде. Показана пригодность модели для анализа основных режимов работы трансформатора.

Предложена упрощенная модель проводящего ферромагнитного листа, предназначенная для описания процесса перемагничивания изотропных электротехнических сталей. Повышение качества модели достигнуто путем определения вихретоковой составляющей магнитного поля на поверхности листа методом Вольмана и Кадена, описывающим динамическое перемагничивание материала с прямоугольной петлей гистерезиса. Описан алгоритм настройки модели и проведено сравнение результатов расчета с экспериментом.

Предложена топологическая гистерезисная модель трехфазного трехстержневого трансформатора. Влияние бака трансформатора как элемента с распределенными параметрами воспроизводится путем решения уравнения проникновения электромагнитной волны в стенку бака. Описана имплементация модели в программный комплекс ЕМТР-АТР.

Цель работы - показать неадекватность традиционной Т-образной схемы замещения трансформатора в режимах с насыщением магнитопровода; указать на необоснованность разделения индуктивности рассеяния трансформатора на компоненты; объяснить необходимость применения П-образной схемы замещения и ее структуру в случае трансформатора с двумя и тремя обмотками конечной радиальной толщины. Проведены анализ магнитных полей в окне трансформатора и моделирование переходных процессов в схемах замещения трансформатора посредством препроцессора ATPDraw программы ATP. Показана необоснованность широко известной Т-образной схемы замещения трансформатора. Отмечены отличия процессов в стержнях и ярмах трансформатора при его включении на сеть и при коротких замыканиях обмоток. Предложены схемы замещения трансформатора с двумя и тремя обмотками конечной толщины, воспроизводящие эти отличия. Констатировано отсутствие физического смысла в разделении индуктивности рассеяния трансформатора на компоненты. Показаны преимущества П-образной схемы замещения при расчете бросков тока намагничивания, сопровождающих включение трансформатора со стороны внутренней и внешней обмоток. Отмечена теоретическая несостоятельность и практическая непригодность Т-образной схемы замещения для расчета режимов, сопровождаемых насыщение магнитопровода. Показаны преимущества Т-образной схемы замещения.