НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК


НОВОСИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

ISSN (печатн.): 1814-1196          ISSN (онлайн): 2658-3275
English | Русский

Последний выпуск
№3(76) Июль - Сентябрь 2019

Энергопреобразование ненасыщенного электромагнитного двигателя при отрыве якоря внешними силами

Выпуск № 3 (76) Июль - Сентябрь 2019
Авторы:

Нейман Владимир Юрьевич
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1814-1196-2019-3-135-148
Аннотация

Для оценки эффективности преобразования энергии механических колебаний в системах с автономным энергоснабжением рассматривается возможность применения линейных генераторов, созданных на основе электромагнитных двигателей возвратно-поступательного действия. В качестве объекта для исследований выступает однокатушечный электромагнитный двигатель постоянного тока, функционирующий в генераторном режиме. В работе рассмотрены вопросы энергопреобразования ненасыщенного электромагнитного двигателя при отрыве якоря внешними силами. В основу анализа при получении энергетических соотношений положен закон сохранения энергии с возможностью получения формул для энергии и сил, присущих статическим режимам. Получены расчетные соотношения, характеризующие процесс движения якоря под действием внешней механической силы, сопровождаемый генераторным эффектом и частичной передачей энергии источнику. Для случая линейной среды установлена предпочтительность в использовании элементарных магнитных циклов, характеризующих режимы энергопреобразования и передачу энергии при движении якоря под действием вынуждающей внешней силы. Полученные результаты необходимо учитывать при проектировании линейных генераторов с электромагнитным возбуждением для повышения эффективности их использования в системах с автономным энергоснабжением.


Ключевые слова: автономное энергоснабжение, линейный генератор, электромагнитный двигатель, закон сохранения энергии, энергопреобразование, элементарный магнитный цикл

Список литературы

1. Духанин В.И., Кецарис А.А. Анализ рабочего процесса линейного генератора с возвратно-поступательным движением // Известия МГТУ МАМИ. – 2012. – Т. 1, № 2 (14). – С. 104–110.



2. Автономные системы электропитания на основе синхронных генераторов возвратно-поступательного движения / В. Климов, А. Демьянов, И. Царьков, С. Климова // Силовая электроника. – 2016. – Т. 4, № 61. – С. 49–54.



3. Сафонов В.А., Белецкий И.Л., Кузнецов П.Н. Термомеханический двигатель с линейным генератором, работающий по циклу Стирлинга // Авиационно-космическая техника и технология. – 2014. – № 4. – С. 60–62.



4. Нгуен Ф.Т., Крамаров А.С. Линейные электрические генераторы возвратно-поступательного движения для энергосиловых установок на основе двигателя внутреннего сгорания со свободным поршнем. Состояние вопроса // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2017. – Т. 60, № 2. – С. 27–37.



5. Антипов В.Н., Грозов А.Д., Иванова А.В. Линейный синхронный генератор мощностью 30 кВт для волновой энергетики // Электротехника. – 2017. – № 2. – С. 8–14.



6. Линейные магнитокоммутационные генераторы для систем электропитания автономных объектов / В.Е. Высоцкий, А.П. Синицин, В.С. Пенетов, Е.С. Юзефпольская // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2014. – № 5. – С. 26–31.



7. Соколова Е.М., Мощинский Ю.А. Линейные генераторы с постоянными магнитами возвратно-поступательного движения // Электротехника. – 2018. – № 9. – С. 68–73.



8. Перспективы применения синхронных генераторов с постоянными магнитами и возвратно-поступательным движением индуктора / Г.С. Тамоян, М.В. Афонин, Е.М. Соколова, Тет Ту Мью // Электричество. – 2007. – № 11. – С. 54–56.



9. Кондратенко И.П., Ращепкин А.П., Ващишин Д.Д. Динамическая модель линейного генератора с постоянными магнитами для преобразования энергии волн // Технiчна електродинамiка. – 2012. – № 2. – С. 113–114.



10. Бартеньев О.В., Морозкина М.В. Исследование эффективности линейного генератора, работающего на зарядное устройство // Электротехника. – 1992. – № 8–9. – С. 61–63.



11. Соколова Е.М., Мощинский Ю.А., Шумов К.В. Линейный генератор с постоянными магнитами в схеме электрического амортизатора // Электротехнические системы и комплексы. – 2018. – № 2 (39). – С. 70–74.



12. Хитерер М.Я., Овчинников И.Е. Синхронные электрические машины возвратно-поступательного движения. – СПб.: Корона принт, 2004. – 368 с.



13. Сергеенкова Е.В., Федин М.А. Исследование линейного синхронного генератора с постоянными магнитами, преобразующего энергию колебаний в электрическую // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2011. – № 3. – С. 13–16.



14. Менжинский А.Б., Малашин А.Н., Суходолов Ю.В. Разработка и анализ математических моделей генераторов линейного и возвратно-поступательного типов с электромагнитным возбуждением // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. – 2018. – Т. 61, № 2. – С. 118–128.



15. Ивашин В.В., Плотников С.Б. Энергетические соотношения электромагнита постоянного тока при отрыве якоря внешними силами // Силовые полупроводниковые и импульсные электромеханические преобразовательные устройства / под общ. ред. В.В. Ивашина. – Куйбышев, 1976. – С. 12–16.



16. 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.



17. Нейман В.Ю., Петрова А.А. Сравнение способов форсировки импульсных линейных электромагнитных двигателей // Электротехника. – 2007. – № 9. – С. 47a–50.



18. 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.



19. Нейман В.Ю. Режимы форсированного аккумулирования магнитной энергии в импульсных линейных электромагнитных двигателях // Научный вестник НГТУ. – 2003. – № 1. – С. 105–112.



20. 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.



21. Нейман В.Ю., Нейман Л.А., Петрова А.А. О методике к выбору типа электромагнита по значениям конструктивного фактора // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. – 2011. – № 2. – С. 310–313.



22. Малинин Л.И., Нейман В.Ю. Определение напряжения преобразования энергии и электромагнитных сил в электромеханических системах // Электричество. – 2008. – № 6. – С. 57–62.



23. Нейман В.Ю., Нейман Л.А., Петрова А.А. Влияние соотношений главных размеров электромагнитов на значения конструктивного фактора и показателя экономичности // Автоматизированные электромеханические системы. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. – С. 177–187.



24. 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.



25. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Исследование двухкатушечной синхронной электромагнитной машины с инерционным реверсом бойка // Современные проблемы теории машин. – 2014. – № 2. – С. 109–110.



26. 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.



27. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Моделирование динамических процессов в электромагнитных преобразователях энергии для систем генерирования силовых воздействий и низкочастотных вибраций // Известия Томского политехнического университета. – 2015. – Т. 326, № 4. – С. 154–162.



28. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Повышение точности аналитического расчета радиальных сил одностороннего магнитного притяжения некоаксиальных элементов магнитопровода // Научный вестник НГТУ. – 2015. – № 1 (58). – С. 246–256.



29. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Математическая модель электромеханической системы колебательного движения с упругими связями // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. – 2015. – № 6. – С. 35–40.



30. Ряшенцев Н.П., Тимошенко Е.М., Фролов А.В. Теория, расчет и конструирование электромагнитных машин ударного действия. – Новосибирск: Наука, 1970. – 260 с.



31. 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.



32. Ряшенцев Н.П., Мирошниченко А.Н. Введение в теорию энергопреобразования электромагнитных машин. – Новосибирск: Наука, 1987. – 160 с.



33. Шмитц Н., Новотный Д. Введение в электромеханику. – М.: Энергия, 1969. – 336 с.



34. Чунихин А.А. Электрические аппараты. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 720 с.



35. 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.



36. Малинин В.И., Ряшенцев А.Н., Толстик А.И. Предельный КПД электромагнита с линейной магнитной системой // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 1991. – № 4. – С. 72–76.

Для цитирования:

Нейман В.Ю. Энергопреобразование ненасыщенного электромагнитного двигателя при отрыве якоря внешними силами // Научный вестник НГТУ. – 2019. – № 3 (76). – С. 135–148. – DOI: 10.17212/1814-1196-2019-3-135-148.

 

For citation:

Neyman V.Yu. Energopreobrazovanie nenasyshchennogo elektromagnitnogo dvigatelya pri otryve yakorya vneshnimi silami [Energy conversion in a non-saturated electromagnetic motor with the armature detached by external forces]. Nauchnyi vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universitetaScience bulletin of the Novosibirsk state technical university, 2019, no. 3 (76), pp. 135–148. DOI: 10.17212/1814-1196-2019-3-135-148.

Просмотров: 20