М. А. Коваленко

УДК 621.313.821
С. 53-60
Мова Рос.
Бібл. 10назв.

МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ГЕНЕРАТОРА З КОМБІНОВАНИМ ЗБУДЖЕННЯМ АВТОНОМНОЇ ЕНЕРГОУСТАНОВКИ

В. В. Чумак, М. А. Коваленко, О. І. Пономарьов
Товариство з обмеженою відповідальністю «ВІПСЕРВІСПЛЮС»
просп. Повітрофлотський, 72, Київ, 03151, Україна.
Розробки постійних магнітів, що володіють високою енергією й невеликими габаритами, спонукають до розвитку та активного використання автономних високоефективних генераторів із постійними магнітами. Актуальним є застосування безконтактних генераторів такого типу з підмагнічувальною обмоткою, застосування якої дозволяє в широкому діапазоні навантаження стабілізувати робочу напругу. Метою дослідження є розробка польової математичної моделі генератора та оптимізація робочої зони його ротора. Чисельне рішення поставленої задачі вироблялося в програмному пакеті COMSOL Multiphysics. Статор досліджуваного генератора виконаний на базі серійного асинхронного двигуна типу АІР100L4. Розроблена модель дозволяє отримати розподіл електромагнітного поля в розрахунковій області генератора, оцінити якість індукованої електрорушійної сили й величину потоків розсіювання генератора, а також розраховувати характеристики генератора при його обертанні, при цьому всі залежні величини є функцією часу. За допомогою розробленої моделі виконано параметричну оптимізацію робочої зони ротора з метою мінімізації потоків розсіювання машини, збільшення ККД і підвищення питомої потужності. Це підвищить ефективність і знизить вартість безконтактної системи підмагнічування й стабілізації вихідної напруги генератора. У процесі дослідження отримано розподіл сумарного електромагнітного поля для двох крайніх режимів: холостого ходу й номінального навантаження. Уроботі запропоновано методику відділення поля розсіювання генератора від основного потоку й повного. Це дозволило визначити оптимальне співвідношення між розмірами полюсного наконечника й постійних магнітів. Доцільно вибирати висоту магніту якомога більше, виходячи з вимог до конструкції, заданої механічної міцності й швидкості обертання магнітоелектричного генератора.
Ключові слова: постійні магніти, магнітоелектричний генератор, математична модель, оптимізація, комбіноване збудження.