Реактивный момент вентильного двигателя с магнитами в закрытых пазах ротора
Аннотация
Рассмотрена математическая модель вентильного двигателя с утопленными в тело ротора постоянными магнитами, основанная на разбиении активной области на однородные участки цилиндрического вида, границы которых – обесточенные магнитные листы. В качестве расчётных инструментов модели выступают технологии метода разделения переменных Фурье и намагниченности магнитотвёрдых и магнитомягких сред. Показано на основе расчётных и опытных данных, что у вентильного двигателя с магнитами, расположенными в закрытых пазах ротора, дискретный скос магнитов на зубцовое деление статора не позволяет устранить реактивный момент. Его можно только минимизировать до значения порядка 2 % номинального момента. При отсутствии скоса реактивный момент будет иметь амплитуду, равную уже одной десятой номинального момента. Найдено, что при наружном расположении магнитов рассмотренный дискретный скос обеспечивает практически полное отсутствие реактивного момента. Сделан вывод, что у вентильных двигателей с закрытыми магнитами ротора целесообразно иметь непрерывный скос пазов статорного сердечника на одно зубцовое деление.
Литература
2. Лузин М.И. Магнитоэлектрический вентильный двигатель с улучшенными массогабаритными показателями и малым значением момента залипания ротора. – Электричество, 2010, № 6, с. 45–48.
3. Афанасьев А.А. и др. Аналитическое и численное моделирование магнитоэлектрических вентильных двигателей. – Электричество, 2021, № 6, с. 72–78.
4. Merritt B.T., et al. Halbach Array Motor/Generators: A Novel Generalized Electric Machine. – Halbach Festschrift Symposium Lawrence Livermore National Laboratory, 1994, No. 3, DOI:10.2172/88777.
5. Сан Ю., Сеньков А.П. Сравнение массогабаритных показателей вентильных двигателей с распределённой и зубцовой обмотками статора. – Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова, 2016, № 3 (87), c. 174–180.
6. Пат. RU 2081496 C1. Многополюсный ротор электрической машины / И.П. Стадник, И.Ю. Горская, 1997.
7. Афанасьев А.А., Ефимов В.В., Токмаков Д.А. Применение магнитных клиньев в пазах магнитоэлектрических вентильных двигателей. – Электротехника, 2018, № 7, c. 54–58.
8. Пат. SU 1399861 A1. Способ сборки ротора синхронного двигателя с постоянными магнитами / В.Е. Никифоров и др., 1988.
9. Поливанов К.М. Теоретические основы электротехники, ч. 3. Теория электромагнитного поля. М.: Энергия, 1969, 352 с..
10. Полянин А.Д. Справочник по линейным уравнениям математической физики. М.: Физматлит, 2001, 576 с.
11. Боголюбов А.Н., Кравцов В.В. Задачи по математической физике. М.: Изд-во МГУ, 1998, 350 с.
12. Поливанов К.М. Ферромагнетики. М.; Л.: ГЭИ, 1957, 256 с.
13. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах. М.: Высшая школа, 1989, 312 с.
14. Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств. М.: Высшая школа, 1988, 479 с.
#
1. Zhukov V.P., Nesterin V.А. Elektrotekhnika – in Russ. (Electrical Engineering), 2000, No. 6, pp. 19–21.
2. Luzin М.I. Elektrichestvo – in Russ. (Electrisity), 2010, No. 6, pp. 45–48.
3. Afanas'ev А.А., et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electrisity), 2021, No. 6, pp. 72–78.
4. Merritt B.T., et al. Halbach Array Motor/Generators: A Novel Generalized Electric Machine. – Halbach Festschrift Symposium Lawrence Livermore National Laboratory, 1994, No. 3, DOI:10.2172/88777.
5. San Yu., Sen'kov A.P. Vestnik gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S.O. Makarova – in Russ. (Bulletin of the Admiral S.O. Makarov State University of Marine and River Fleet), 2016, №. 3 (87), c. 174–180.
6. Pаt. RU 2081496 C1. Mnogopolyusnyy rotor elektricheskoy mashiny (Multi-Pole Rotor of an Electric Machine) / I.P. Stadnik, I.Yu. Gorskaya, 1997.
7. Afanas'ev А.А., Efimov V.V., Tokmakov D.А. Elektrotekhnika – in Russ. (Electrical Engineering), 2018, No. 7, pp. 54–58.
8. Pat. SU 1399861 A1. Sposob sborki rotora sinhronnogo dviga-telya s postoyannymi magnitami (Method of Assembling the Rotor of a Synchronous Motor with Permanent Magnets) / V.Е. Nikiforov, et al, 1988.
9. Polivanov К.М. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki, ch. 3. Teoriya elektromagnitnogo polya (Theoretical foundations of electrical engineering, part 3. Theory of the electromagnetic field). М.: Energiya, 1969, 352 p.
10. Polyanin А.D. Spravochnik po lineynym uravneniyam matematicheskoy fiziki (Handbook of Linear Equations of Mathematical Physics). М.: Fizmatlit, 2001, 576 p.
11. Bogolyubov A.N., Kravtsov V.V. Zadachi po matematicheskoy fizike (Problems in Mathematical Physics). М.: Izd-vо MGU, 1998, 350 p.
12. Polivanov К.М. Ferromagnetiki (Ferromagnets). М.; L.: GEI, 1957, 256 p.
13. Ivanov-Smolenskiy А.V. Elektromagnitnye sily i preobrazovanie energii v elektricheskih mashinah (Electromagnetic Forces and Energy Conversion in Electric Machines). М.: Vysshaya shkola, 1989, 312 p.
14. Yuferov F.М. Elektricheskie mashiny avtomaticheskih ustroystv (Electric Machines of Automatic Devices). М.: Vysshaya shkola, 1988, 479 p.
