При изучении, проектировании и исследовании электрических машин (ЭМ) важную роль играют их характеристики – взаимосвязи величин, которые описывают состояние и свойства этих машин [1]. Взаимосвязи между электромагнитными величинами обычно получают на основе теории и соответствующих методов расчета магнитных цепей [1, 2]. Этим методам свойственны существенные допущения, которые серьезно влияют на точность представления характеристик.
Современные компьютеры и их программное обеспечение позволяют выполнять расчеты магнитных полей (МП) численными методами, которые достаточно точно отображают геометрические формы ЭМ и магнитные свойства их материалов [3, 4]. Поэтому появилась возможность получать более точные характеристики ЭМ и адекватно прогнозировать их рабочие свойства в эксплуатации.
Организация численных расчетов МП и переход от их результатов к разным характеристикам оказываются, как правило, не совсем простыми и очевидными. Поэтому это требует разработки специальных теоретических основ и соответствующих практических приемов их реализации, в том числе – итерационных методов.
Целью данной работы является разработка теории и методов применения численных расчетов МП для получения ряда характеристик турбогенераторов, которые описывают их электромагнитные свойства.
Конкретно это касается характеристики холостого хода (ХХ), характеристики короткого замыкания (КЗ), характеристик намагничивания обмотки статора, регулировочной характеристики, U-образных характеристик и угловой характеристики. При этом те из них, которые отвечают режимам нагрузки ТГ, рассматриваются применительно к работе на энергосистему большой мощности. Соответственно, общими условиями для этой части характеристик является неизменность величины и частоты напряжения обмотки статора и, значит, частоты вращения ротора.
При реализации отмеченной цели ставилась задача целостной подачи материала, сочетающего уже опубликованные исследования, отмеченные в обзоре авторских работ [3], и новые наши разработки и результаты.