Email this article 
Development of method to calculate the distribution of the magnetic field, currents and losses in transposed bars of armature winding
- Authors: Kadi-Ogly E.F.1, Korovkin N.V.2, Ilin I.V.2
-
Affiliations:
- AAEM JSC
- Peter the Great St.-Petersburg Polytechnic University
- Issue: No 3 (2024)
- Pages: 81-95
- Section: Articles
- URL: https://transsyst.ru/0002-3310/article/view/660245
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002331024030054
- ID: 660245
Cite item
Open Access
Access granted
Abstract
This paper describes a method to calculate the distribution of the magnetic field, currents and losses in the slot parts of electrical machines armature winding bars. The method is based on finite-element-analysis modelling of the AC magnetic field in 2D formulation with an associated electrical circuit using the ELCUT software suite. The method assumes ideal transposition of the strands along the length of the slot portion of the bar, and considers the features of the machine slot geometry and arrangement of the winding in the armature slots. The electrical circuit simulates the connection of the strands in the armature winding considering their positions along the bar length. A comparative analysis of the results obtained from the dedicated numerical studies allowed to evaluate the impact on the calculation results from different conditions such as the position of transposed strands along the length of the machine and the need to consider the presence of the simulated rotor. The analysis was carried out by comparing the power performances, i.e. the ohmic and stray losses and their ratio. This method could be recommended for calculating of the losses of transposed AC windings in the design and analysis of electrical machines.
Full Text
About the authors
E. F. Kadi-Ogly
AAEM JSC
Email: nikolay.korovkin@gmail.com
Russian Federation, Saint-Petersburg
N. V. Korovkin
Peter the Great St.-Petersburg Polytechnic University
Author for correspondence.
Email: nikolay.korovkin@gmail.com
Russian Federation, Saint-Petersburg
I. V. Ilin
Peter the Great St.-Petersburg Polytechnic University
Email: nikolay.korovkin@gmail.com
Russian Federation, Saint-Petersburg
References
- Haldemann J. Transposition in Stator Bars of Large Turbogenerators, IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 19, Nr 3, Sept., 2004, pp. 555–560.
- Бобков Ю.А. Метод исследования транспозиции проводников стержня обмотки статора по обобщенным схемам. Электричество, 1987. № 8.
- ELCUT: Моделирование электромагнитных, тепловых и упругих полей методом конечных элементов. Версия 6.6. Руководство пользователя / ООО “Тор”. – [б. м.]: Издательские решения, 2023. 290 с.
- Титов В.В., Хуторецкий Г.М. и др. Турбогенераторы. Расчет и конструкция. Л.: Энергия, Ленинградское отделение, 1967. – 895 с.
- Теоретические основы электротехники: В 3-х т. Уч-к для вузов. Том 3. 4-е изд. / К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин. СПб.: Питер, 2003. 377 с.: ил.
- Смирнов А.Ю. Анализ магнитоэлектрических машин с преобразованием энергии на высшей гармонике поля якоря. Электричество, 2014. № 9, с. 60–65.
- Каппес А.Д., Апросин К.И. Исследование процессов в синхронных генераторах при внутренних коротких замыканиях. Электричество, 2020. № 9, с. 45–53.
- Грачев П.Ю., Табачинский А.С. Применение метода конечных элементов для расчета активного сопротивления обмоток электрических машин, Электричество, 2019. № 12, с. 35–41.
- Бутырин П.А., Дубицкий С.Д., Коровкин Н.В. Численное моделирование электромагнитных полей: мультифизические задачи, инструментарий и обучение. Электричество, 2019. № 6, с. 51–58.
Supplementary files
