Аннотация
В статье представлены конструктивные особенности двигателей с электромагнитной редукцией частоты вращения с вентильным подмагничиванием. Рассмотрен гармонический состав магнитного поля данных двигателей при использовании дробных зубцовых обмоток. Приведены аналитические выражения для магнитодвижущей силы обмотки и представлены данные рабочих гармоник для реактивных двигателей и двигателей с вентильным подмагничиванием при различном числе фаз. Описан принцип действия этих машин. Для расчета магнитного поля в воздушном зазоре использован метод гармонических проводимостей. В результате получены аналитические соотношения для распределения магнитного поля в воздушном зазоре и электромагнитного момента. После анализа полученных выражений в статье приведены условия, при выполнении которых происходит образование электромагнитного момента. Описание конструкции, принципа действия двигателей с электромагнитной редукцией частоты вращения с вентильным подмагничиванием проводится в наглядном сравнении с двигателями реактивного типа. При этом иллюстрируется лучшее использование активного объема машин с вентильным подмагничиванием. Помимо этого приведено сравнение двигателей с вентильным подмагничиванием по коэффициенту использования активного объема с классическими электрическими машинами (синхронными, асинхронными и машинами постоянного тока) для различных значений мощностей.
Ключевые слова: двигатели с электромагнитной редукцией частоты вращения, двигатели с вентильным подмагничиванием, дробные зубцовые обмотки, электромагнитный момент, магнитное поле, электрические двигатели
Шевченко Александр Федорович
родился в 1948 году, д-р техн. наук, профессор, профессор и заведующий кафедрой «Электромеханика» Новосибирского государственного технического университета. Область научных интересов: электрические машины с дробными зубцовыми обмотками (с постоянными магнитами, с электромагнитной редукцией
частоты вращения, индукторные). Опубликовано более 120 научных работ. (Адрес: Адрес: 630073, Россия, г. Новосибирск, пр. К. Маркса,
•
E-mail: ).
a.shevchenko@corp.nstu.ru
Orcid: 0000-0001-6537-5928
Честюнина Татьяна Викторовна
канд. техн. наук, доцент кафедры «Электромеханика» Новосибирского государственного технического университета. Область научных интересов: электрические машины с дробными зубцовыми обмотками, с постоянными магнитами. Опубликовано 16 научных работ. (Адрес: Адрес: 630073, Россия, г. Новосибирск, пр. К. Маркса,
• E-mail: ).
chestyunina@corp.nstu.ru
Orcid: 0000-0001-8512-6830
Топорков Дмитрий Михайлович
родился в 1988 году, канд. техн. наук, доцент кафедры «Электромеханика» Новосибирского государственного технического университета. Область научных интересов: расчет и моделирование электрических машин. Опубликовано более 20 научных работ. (Адрес: 630073, Россия, г. Новосибирск, пр. К. Маркса,
• E-mail: ).
toporkov@corp.nstu.ru
Orcid: 0000-0002-4763-0275
Вяльцев Георгий Бенцианович
родился в 1986, канд. техн. наук, доцент кафедры «Электромеханика» Новосибирского государственного технического университета. Область научных интересов: электромеханика, численные методы моделирования электрических машин. Опубликовано более 20 научных работ. (Адрес: 630073, Россия, г. Новосибирск, пр. К. Маркса,
• E-mail: ).
vyalcev@corp.nstu.ru
Orcid: 0000-0003-1707-1625
Список литературы
- Шевченко А.Ф. Синхронные двигатели с переменным магнитным сопротивлением с дробными (q<1) однозубцовыми обмотками // Научный вестник НГТУ. – 1997. – № 3. – С. 177–188.
- Жуловян В.В., Шевченко А.Ф., Панарин А.Н. Синхронный редукторный двигатель с вентильным подмагничиванием для исполнительных электромеханизмов // Системы и устройства автоматики. – Красноярск, 1980. – С. 53–58.
- Патент 4035680 США. Двигатель с переменным магнитным сопротивлением / C.R. Maeder. – Опубл. 1978, Бюл. № 6.
- Патент 2272519 Франция. Синхронный двигатель с магнитной редукцией / C. Maeder. – Опубл. 19.12.75; публ. СССР 1977 г., Бюл. № 3.
- French I.R. Switched reluctance motor drives for rail traction: relative assessment // IEE Proceedings B. – 1984. – Vol. 131, N 5. – P. 209–219.
- Krishnan R., Arumugan R., Lindsay J.F. Design procedure for switched-relactance motors // IEEE Transactions on Industry Applications. – 1988. – Vol. 24, N 3. – P. 456–461.
- Miles A.R. Design of a 5 MW, 9000 V switched reluctance motor // IEEE Transactions on Energy Conversion. – 1991. – Vol. 6, N 3. – P. 484–491.
- Птах Г.К. Вентильно-индукторный реактивный электропривод средней и большой мощности: зарубежный и отечественный опыт // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. – 2015. – Т. 2, № 3. – С. 23–33. – URL: http://electrical-engineering.ru/issues/2015/2015-3-5.pdf (дата обращения: 29.09.2021).
- Шевченко А.Ф. Магнитодвижущие силы однозубцовых дробных обмоток с q<1 // Научный вестник НГТУ. – 1996. – № 2. – С. 99–110.
- Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. – М.: Энергия, 1980. – 928 с.
- Вольдек А.И. Исследование магнитного поля в воздушном зазоре явно-полюсных синхронных машин методом гармонических проводимостей // Электричество. – 1966. – № 7. – С. 46–52.
Просмотров аннотации: 423
Скачиваний полного текста: 458
Просмотров интерактивной версии: 0
Для цитирования: Шевченко А.Ф., Честюнина Т.В., Топорков Д.М., Вяльцев Г.Б. Двигатели с электромагнитной редукцией частоты вращения с вентильным подмагничиванием // Доклады АН ВШ РФ. – 2021. – № 4 (53). – C. 49–61 – doi: 10.17212/1727-2769-2021-4-49-61
For citation: Shevchenko A.F., Chestyunina T.V., Toporkov D.M., Vyaltcev G.B. Dvigateli s elektromagnitnoi reduktsiei chastoty vrashcheniya s ventil'nym podmagnichivaniem [Motors with electromagnetic reduction of rotation frequency with switched magnetization]. Doklady Akademii nauk vysshei shkoly Rossiiskoi Federatsii = Proceedings of the Russian higher school Academy of sciences, 2021, no. 4(53), pp. 49–61. DOI: 10.17212/1727-2769-2021-4-49-61.
