ПІДВИЩЕННЯ МАКСИМАЛЬНОГО МОМЕНТУ СПЕЦІАЛЬНИХ ЕЛЕКТРОДВИГУНІВ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ З ПОСТІЙНИМИ МАГНІТАМИ

Автор(и)

  • Георгій Лазарєв Державне підприємство «Науково-дослідний інститут «Квант», Київ, Україна, Україна
  • Яків Рибка Державне підприємство «Науково-дослідний інститут «Квант», Київ, Україна, Україна
  • Микола Реуцький Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», м. Київ, Україна, Україна
  • Олександр Крячок Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», м. Київ, Україна, Україна
  • Анна Шиманська Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», м. Київ, Україна, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20998/2413-4295.2023.02.04

Ключові слова:

моментний електродвигун, безпазовий якір, схема обмотки, магнітна система, магнітний потік

Анотація

У роботі запропоновані методи підвищення максимального крутного моменту вбудованих моментних електродвигунів постійного струму шляхом варіювання їх конструкції (діаметра дроту обмотки якоря; розмірів якоря з метою збільшення кількості провідників, розташованих на його зовнішній поверхні; зміною схеми обмотки) при збереженні приєднувальних розмірів, що є актуальною задачею при проєктуванні або модернізації електродвигунів для пристроїв автономного транспорту. Проведено низку розрахунків та експериментів, аналіз яких показав, що при збільшенні діаметра обмотувального дроту опір якірної обмотки зменшується і, як наслідок, пусковий момент збільшується, також зменшується споживана потужність та втрати в обмотці якоря. Але при цьому пусковий струм при сталій напрузі збільшується більш ніж у два рази, що вимагає збільшення встановленої потужності джерела живлення. Збільшення діаметра якоря дозволяє збільшити кількість провідників і поперечний переріз міді якоря при одночасному зменшенні ширини магніту і зменшенні магнітного потоку. В результаті відбувається зниження пускового моменту електродвигуна. Показано, що зміна схеми обмотки може призвести до значного ускладнення технологічного процесу виготовлення простої петлевої обмотки і складної багатопрохідної хвильової обмотки з більшою кількістю паралельних гілок та може створити проблеми з комутацією обмотки якоря. У роботі підтверджено, що збільшення діаметра обмотувального дроту є найефективнішим і найменш витратним способом збільшення максимального моменту вбудованих моментних електродвигунів постійного струму із збудженням від постійних магнітів і безпазовою конструкцією якоря, які знайшли своє застосування в пристроях автономних об’єктів (платформ). При цьому зміни вносяться тільки до конструкції якоря – зменшується діаметр якірного заліза і зменшується кількість витків у секції. Магнітна система, вузол щітка-колектор, підшипникові щити (за наявності) залишаються конструктивно без змін.

Посилання

Lazarev G., Reutsky N. Electric DC machines for special purpose electric drives. Electrical Engineering and Electromechanics, 2002, no. 1, рр. 104-108.

Chorny O., Zachepa Yu., Mazurenko L., Buryakovsky, S., Chencheva V., Zachepa N. Local autonomous energy sources for emergencies. Technical electrodynamics, 2020, no. 5, pp. 45-48, doi: 10.15407/techned2020.05.045

Grebenikov V., Gamalia R., Dadichin S. Comparative analysis of magnetic systems of electric motors with permanent magnets for the tram. Technical Electrodynamics, 2021, no. 5, pp. 27-37, doi: 10.15407/techned2018.05.065

Grebenikov V., Priymak M. Design of electric motor with permanent magnets for electric cars, taking into account the driving cycle. Technical Electrodynamics, 2018, no. 5, pp. 65-68, doi: 10.15407/techned2021.05.027

Huynh T. A., Hsieh M-F. Performance Analysis of Permanent Magnet Motors for Electric Vehicles (EV) Traction Considering Driving Cycles. Energies, 2018, vol. 11(6), pp. 13-85, doi: 10.3390/en110613859

Zhang S., Xiong R., Zhou X. Comparison of the topologies for a hybrid energy-storage system of electric vehicles via a novel optimization method. Sci. China Technological Sci., 2015, vol. 58, no. 7, pp. 1173-1185, doi: 10.1007/s11431-015-5843-y

Wu J., Yang Z., Wu D. Impedance control of secondary regulated hydraulic crane in the water entry phase. Ocean Engineering, 2018, no. 169, pp. 134-143, doi: 10.1016/j.oceaneng.2018.09.025

Sayed E., Yang R., Liang J., Bakr M. H., Bilgin B., Emadi A. Design of unscrewed interior permanent magnet traction motor with asymmetric flux barriers and shifted magnets for electric vehicles. Electric Power Components and Systems, 2020, vol. 48, no. 6-7, pp. 652-657, doi: 10.1080/15325008.2020.1797938

Akar F., Tavlasoglu Y., Vural B. An energy management strategy for a concept battery/ultracapacitor electric vehicle with improved battery life. IEEE Transactions on Transportation Electrification, 2017, vol. 3, no 1, pp. 191-200, doi: 10.1109/TTE.2016.2638640

Johansen T. A., Fossen T. I., Sagatun S. I., Nielsen F. G. Wave synchronizing crane control during water entry in offshore moonpool operations-experimental results. IEEE Journal of Oceanic Engineering, 2003, vol. 28 (4), pp. 720-728, doi: 10.1109/JOE.2003.819155

Kryachok O., Reutsky M., Sushko D. On the question of calculating the characteristics of special devices with a magnetic system based on permanent magnets. Bulletin of the National Technical University “KhPI”. Series: New solutions in modern technology, 2021, no. 2 (8). pp. 77-82, doi: 10.20998/2413-4295.2021.02.11

Kriachok O. S., Sushko D. A. Kompiuterna prohrama «Electro-Magnetic Laboratory»: Svidotstvo pro reiestratsiiu avtorskoho prava na tvir № 111491 [Computer program “Electro-Magnetic Laboratory”: Certificate of copyright registration for the work no. 111491]. Ukraine, 01.02.2022, 1 p.

Kriachok O., Sushko D. Simulation of electromagnetic processes in the working area of special devices considering the influence of the magnetic screen. Bulletin of the National Technical University “KhPI”. Series: New solutions in modern technology, 2022, no. 3 (13), pp. 18-23, doi: 10.20998/2413-4295.2022.03.03.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-07-04

Як цитувати

Лазарєв , Г. ., Рибка , Я. ., Реуцький , М. ., Крячок , О. ., & Шиманська , А. . (2023). ПІДВИЩЕННЯ МАКСИМАЛЬНОГО МОМЕНТУ СПЕЦІАЛЬНИХ ЕЛЕКТРОДВИГУНІВ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ З ПОСТІЙНИМИ МАГНІТАМИ. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях, (2(16), 26–32. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2023.02.04

Номер

Розділ

Енергетика, машинобудування та технології конструкційних матеріалів