ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Print ISSN: 1727-2769    Online ISSN: 2658-3747
English | Русский

Последний выпуск
№1-2(46-47) Январь-Июнь 2020

Условия реализации предельного КПД электромагнитного двигателя

Выпуск № 1-2 (46-47) Январь-Июнь 2020
Авторы:

Нейман Владимир Юрьевич
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1727-2769-2020-1-2-45-59
Аннотация

Для случая линейной среды установлена предпочтительность в режимах энергопреобразования, характеризующих процесс ускорения якоря электромагнитного двигателя из условия достижения предельных значений коэффициента полезного действия (КПД). В качестве объекта исследования рассматривается ненасыщенный электромагнитный двигатель, характеризующийся однократным процессом ускорения якоря, в магнитном поле, созданном индуктором. В результате проведенных исследований получены новые соотношения для анализа условий реализации предельных значений КПД, соответствующие режиму энергопреобразования и конфигурации элементарного магнитного цикла. Показано, что теоретически реализация режимов с КПД близких к 100 % возможна только при условии использования специальных средств автоматического управления. Для случая прямого включения, при отсутствии специальных средств контроля и управления, значения КПД не могут превышать его теоретического предела 50 %. Полученные результаты по отдельным режимам энергопреобразования и выводы хорошо согласуются с результатами исследований других авторов, выполненных в разное время.


Ключевые слова: электромагнитный двигатель, коэффициент полезного действия, режим энергопреобразования, элементарные магнитные циклы, коэффициент восстановления магнитной энергии

Список литературы
  1. Ивашин В.В., Кудинов А.К., Певчев В.П. Электромагнитные привода для импульсных и виброимпульсных технологий // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2012. – № 1. – С. 72–75.
  2. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Низкочастотные ударные электромагнитные машины и технологии // Актуальные проблемы в машиностроении. – 2014. – № 1. – С. 256–259.
  3. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Исследование двухкатушечной синхронной электромагнитной машины с инерционным реверсом бойка // Современные проблемы теории машин. – 2014. – № 2. – С. 109–110.
  4. Симонов Б.Ф., Нейман В.Ю., Шабанов А.С. Импульсный линейный электромагнитный привод для скважинного виброисточника // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2017. – № 1. – С. 118–126.
  5. Угаров Г.Г., Мошкин В.И. Перспективы развития силовых электромагнитных импульсных систем // Вестник Курганского государственного университета. Серия: Технические науки. – 2013. – № 29. – С. 88–90.
  6. Певчев В.П., Ивашин В.В. Проектирование мощных короткоходовых импульсных электромагнитных двигателей. – Тольятти: Изд-во Тольят. гос. ун-та, 2012. – 142 c.
  7. Нейман Л.А., Скотников А.А., Нейман В.Ю. Структурный анализ синхронных электромагнитных машин ударного действия // Автоматизированные электромеханические системы: сборник научных трудов / под общ ред. В.Н. Аносова. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. – С. 106–120.
  8. Усанов К.М., Каргин В.А. Силовая электромагнитная импульсная система для погружения стержневых элементов в грунт // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. – 2005. – № 3. – С. 59–61.
  9. Ряшенцев Н.П., Ряшенцев В.Н. Электромагнитный привод линейных машин. – Новосибирск: Наука, 1985. – 153 с.
  10. Саттаров Р.Р., Исмагилов Ф.Р. Периодические режимы в электромагнитных вибрационных преобразователях // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. – 2010. – Т. 14, № 1 (36). – С. 50–55.
  11. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Моделирование процессов в электромагнитном вибрационном преобразователе с потерями энергии в магнитопроводе // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2016. – Т. 19, № 1. – С. 73–78.
  12. Нейман Л.А., Петрова А.А., Нейман В.Ю. К оценке выбора типа электромагнита по значению конструктивного фактора // Известия вузов. Электромеханика. – 2012. – № 6. – С. 62–64.
  13. Нейман В.Ю., Нейман Л.А., Петрова А.А. Влияние соотношений главных размеров электромагнитов на значения конструктивного фактора и показателя экономичности // Автоматизированные электромеханические системы: сборник научных трудов / под общ. ред. В.Н. Аносова. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. – С. 177–187.
  14. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Применение метода проводимостей для учета силы одностороннего магнитного притяжения асимметричного электромагнита // Вестник Иркутского государственного технического университета. – 2015. – № 2 (97). – С. 214–218.
  15. Нейман В.Ю., Нейман Л.А., Петрова А.А. Расчет показателя экономичности силового электромагнита постоянного тока с помощью моделирования магнитного поля // Транспорт: наука, техника, управление. – 2008. – № 6. – С. 21–24.
  16. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Рабочий цикл двухкатушечной синхронной электромагнитной машины со свободным выбегом бойка // Известия вузов. Электромеханика. – 2013. – № 6. – C. 48–52.
  17. Нейман В.Ю. Петрова А.А. Сравнение способов форсировки импульсных линейных электромагнитных двигателей // Электротехника. – 2007. – № 9. – С. 47a–50.
  18. Усанов К.М., Каргин В.А., Волгин A.B. Оценка эффективности энергопреобразований в электромагнитной ударной машине с упругим возвратным элементом // Труды Кубанского государственного аграрного университета. – 2008. – № 1. – С. 86–87.
  19. Манжосов В.К., Лукутина Н.О., Невенчанная Т.О. Динамика и синтез электромагнитных генераторов силовых импульсов. – Фрунзе: Илим, 1985. – 119 с.
  20. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Расчет динамики электромагнитного привода колебательного движения с однополупериодным выпрямителем // Вестник МЭИ. – 2016. – № 6. – С. 64–71.
  21. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Математическая модель динамики двухкатушечной синхронной электромагнитной машины ударного действия с инерционным реверсом бойка // Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации. – 2016. – № 4 (33). – С. 61–79.
  22. Ряшенцев Н.П., Угаров Г.Г., Львицин А.В. Электромагнитные прессы. – Новосибирск: Наука, 1989. – 216 с.
  23. Способы повышения энергетических показателей однообмоточных импульсных устройств с электромагнитным возбуждением / В.Ю. Нейман, Д.М. Евреинов, Л.А. Нейман, А.А. Скотников, Ю.Б. Смирнова // Транспорт: наука, техника, управление. – 2010. – № 8. – С. 29–31.
  24. Прессовое оборудование с линейным электромагнитным приводом для механизации технологических процессов ударной сборки и штамповки мелких изделий / В.А. Аксютин, Л.А. Нейман, В.Ю. Нейман, А.А. Скотников // Актуальные проблемы в машиностроении. – 2015. – № 2. – С. 220–224.
  25. Нейман В.Ю. Энергопреобразование ненасыщенного электромагнитного двигателя при отрыве якоря внешними силами // Научный вестник НГТУ. – 2019. – № 3 (76). – С. 135–148.
  26. Ряшенцев Н.П., Тимошенко Е.М., Фролов А.В. Теория, расчет и конструирование электромагнитных машин ударного действия. – Новосибирск: Наука, 1970. – 260 с.
  27. Родштейн Л.А. Электрические аппараты: учебник для техникумов. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Энергоиздат, 1981. – 304 с.
  28. Малинин В.И., Ряшенцев А.Н., Толстик А.И. Оценка динамического КПД электромагнита с ненасыщенной магнитной системой // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 1989. – № 9. – С. 86–90.
  29. Ряшенцев Н.П., Мирошниченко А.Н. Введение в теорию энергопреобразования электромагнитных машин. – Новосибирск: Наука, 1987. – 160 с.
  30. Мошкин В.И., Угаров Г.Г. Исследование комбинированных магнитных циклов электромеханических преобразователей электромагнитного типа // Импульсный электромагнитный привод / под общ. ред. Н.П. Ряшенцева. – Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1988. – С. 38–44.
  31. Ивашин В.В. Об оптимальном режиме работы электромагнитов с точки зрения увеличения их удельной импульсной мощности // Силовые полупроводниковые и импульсные электромеханические преобразовательные устройства / под общ. ред. В.В. Ивашина. – Куйбышев: Изд-во КАИ, 1976. – С. 24–28.
  32. Бондалетов В.Н. Определение электромагнитных сил, их работы и электромеханического к.п.д. в контурах с токами // Электричество. – 1966. – № 1. – С. 57–60.
  33. Угаров Г.Г. Импульсные линейные электромагнитные двигатели с повышенными силовыми и энергетическими показателями: автореф. дис. …д-ра техн. наук. – Новосибирск, 1992. – 46 с.
Для цитирования:

Нейман В.Ю. Условия реализации предельного КПД электромагнитного двигателя  // Доклады АН ВШ РФ. – 2020. – № 1-2 (46-47). – C. 45–59 – doi: 10.17212/1727-2769-2020-1-2-45-59

For citation:

Neyman V.Yu. Usloviya realizatsii predel'nogo KPD elektromagnitnogo dvigatelya [Сonditions of achieving electromagnetic motor maximal efficiency]. Doklady Akademii nauk vysshei shkoly Rossiiskoi Federatsii = Proceedings of the Russian higher school Academy of sciences, 2020, no. 1-2 (46-47), pp. 45–59. DOI: 10.17212/1727-2769-2020-1-2-45-59.

Просмотров: 47