В. В. Чумак

УДК 621.313.8
С. 83-89
Мова Англ.
Бібл. 15 назв.

ТОРЦЕВА МАГНІТОЕЛЕКТРИЧНА МАШИНА ЗІ ЗНИЖЕНИМИ ВИТРАТАМИ АКТИВНИХ МАТЕРІАЛІВ 

Є. А. Монахов, В. В. Чумак
Розглянуто конструкцію торцевої односторонньої магнітоелектричної машини зі зниженими витратами активних матеріалів, зокрема, постійних магнітів. Дослідження проводилось із застосуванням польової тривимірної моделі. Проведено порівняння машини традиційної конструкції з числом магнітів, що дорівнює кількості пар полюсів, і машини запропонованої конструкції, але із заміною половини постійних магнітів на стальні осердя. Порівняння проводилось на основі тривимірних польових моделей, побудованих на базі програмного забезпечення ANSYSMaxwell. Достовірність моделі підтверджено випробуваннями, й похибка складає порядку 10 %, що є задовільним за умови відсутності вхідного контролю активних матеріалів. Експерименти проводились на виготовленому торцевому магнітоелектричному генераторі. Запропонована конструкція була оптимізована за допомогою параметричної оптимізації з метою усунення нерівномірності індукції у повітряному проміжку. Надано рекомендації щодо запропонованої конструкції.
Ключові слова: торцевий, генератор, постійні магніти, активні матеріали, моделювання.

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.

УДК 621.313.8

ТОРЦЕВАЯ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С УМЕНЬШЕННЫМ РАСХОДОМ АКТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Е. А. Монахов, В. В. Чумак

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт»

просп. Победы, 37, г. Киев, 03056, Украина. E-mail: emonachov@gmail.com; chumack_kpi@ukr.net

Рассмотрена конструкция торцевой односторонней магнитоэлектрической машины со сниженным расходом активных материалов, в частности, постоянных магнитов призматической формы, с применением полевых трехмерных моделей. В данном исследовании было произведено сравнение машины традиционной конструкции с числом магнитов, равным числу пар полюсов, и машины предложенной конструкции с таким же числом пар полюсов, но с заменой половины постоянных магнитов на магнитомягкие сердечники. Сравнение производилось с помощью трехмерных полевых моделей, построенных на базе программного обеспечения Maxwell. Достоверность модели подтверждена опытными испытаниями, и погрешность составляет порядка 10 %, что является удовлетворительным по причине отсутствия входного контроля активных материалов.

Ключевые слова: торцевой, генератор, постоянные магниты, активные материалы.

 

УДК 621.382

УПРАВЛІННЯ МАГНІТОЕЛЕКТРИЧНИМИ ГЕНЕРАТОРАМИ

А. І. Пономарьов, В. В. Чумак

Київський національний технічний університет «Київський політехнічний інститут»

просп. Перемоги, 37, м. Київ, 03056, Україна. Е-mail: aiponom@ukr.net

Створення високоенергетичних і порівняно дешевих магнітних матеріалів типу NeFeB дозволяє різко підвищити економічні й технічні показники магнітоелектричних машин із збудженням від постійних магнітів. Їх застосування дозволяє поліпшити масові та габаритні показники машин, підвищується коефіцієнт корисної дії за рахунок відсутності втрат на збудження, підвищується надійність і зменшуються витрати на обслуговування за рахунок безконтактності. Розглянуто сучасний стан розвитку генераторів із постійними магнітами й особливі способи управління ними. Основне завдання роботи – дати аналіз існуючих методів стабілізації напруги магнітоелектричних генеруючих систем, таких як системи електромагнітного підмагнічування; системи підвантаження якорів генераторів реактивним ємнісним або індуктивним регульованим навантаженням (зовнішнє регулювання); системи регулювання потоку збудження шляхом зміни магнітного опору елемента (ділянки) ланцюга збудження; використання зовнішніх стабілізаторів напруги. Запропоновано підхід до регулювання напруги генератора за допомогою магнітного шунтування. Описано конструкцію магнітоелектричного генератора з магнітним шунтуванням двох видів.

Ключові слова: магнітоелектричний генератор, регулювання напруги, магнітне шунтування.