Магнитоэлектрические генераторы в режимах переменных скоростей и нагрузок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.01, кандидат технических наук Терегулов, Тагир Рафаэлевич

• Терегулов, Тагир Рафаэлевич
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Терегулов, Тагир Рафаэлевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ГЕНЕРАТОРЫ АВ

ТОНОМНЫХ ОБЪЕКТОВ

1.1. МАГНИТНЫЕ СИСТЕМЫ И ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

1.2 КРАТКИЙ ОБЗОР МАГНИТОТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.3. МЕТОДЫ РАСЧЕТА СИСТЕМ С ПОСТОЯННЫМИ МАГ- 30 НИТАМИ

1.4. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИХРЕВЫХ ТОКОВ 35 В СПЛОШНЫХ СРЕДАХ

1.5. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИОНННОЙ РАБОТЫ 41 ВЫВОДЫ

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРО

ЦЕССОВ В СЕРДЕЧНИКЕ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА

2.1. ОСНОВНЫЕ ДОПУЩЕНИЯ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

2.2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В ПРЯМО- 52 УГОЛЬНОМ СЕРДЕЧНИКЕ

2.3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯ В КРУГЛОМ СЕРДЕЧНИКЕ

2.4. ВИХРЕВЫЕ ТОКИ В ПРЯМОУГОЛЬНОМ И КРУГЛОМ 72 СЕРДЕЧНИКАХ

2.5. МАГНИТНЫЙ ПОТОК В СПЛОШНЫХ И СОСТАВНЫХ 81 СЕРДЕЧНИКАХ МАГНИТОПРОВОДА С УЧЕТОМ ВИХРЕВЫХ ТОКОВ

ВЫВОДЫ

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА 93 РАБОТЫ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА

3.1. СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ ПРИ УЧЕТЕ 93 ВИХРЕВЫХ ТОКОВ В СЕРДЕЧНИКЕ

3.2. УСТАНОВИВШИЙСЯ РЕЖИМ МАГНИТОЭЛЕКТРИ- 107 ЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА

3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕНЕРАТОРА С УЧЕ- 119 ТОМ ДЕЙСТВИЯ ВИХРЕВЫХ ТОКОВ

ВЫВОДЫ

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОСЛАБЛЕ- 130 НИЯ МАГНИТНОГО ПОТОКА В СПЛОШНОМ СЕРДЕЧНИКЕ

4.2. ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕНЕРАТОРА С ПОСТОЯННЫМИ 135 МАГНИТАМИ МД-4.

4.3 ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ БСЗ

ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Магнитоэлектрические генераторы в режимах переменных скоростей и нагрузок»

Быстрое развитие электромеханических систем автоматического регулирования и управления обусловило широкое применение автономных электромашинных источников питания. Усложнение ряда задач, решаемых системами автоматического управления, привело к развитию новых типов синхронных машин с большим разнообразием систем возбуждения, с многоканальным и автономным регулированием выходных напряжений, с качественными характеристиками генерируемой электроэнергии, выполнением разнообразных функциональных задач [1]. По этим причинам синхронные машины широко применяются в электромашинных автономных источниках питания.

Практически на всех транспортных средствах используются автономные источники питания. Основные требования к таким источникам — малый вес и низкое энергопотребление. Этим требованиям в основном удовлетворяют электрические генераторы с возбуждением от постоянных магнитов. Их широкое распространение обусловлено относительной простотой конструкции, низкой себестоимостью, достаточно высокой надежностью и малым потреблением энергии на управление. В данной работе представлен анализ современного состояния проблемы, рассмотрены конструкции и принцип действия однофазных синхронных генераторов с постоянными магнитами (СГПМ). Приведена математическая модель установившегося режима такого генератора и электромагнитных процессов в сплошном сердечнике. Кроме того, создана инженерная методика и произведен расчет конкретной конструкции однофазного генератора с постоянными магнитами.

Целью диссертационной работы является разработка новых технических решений для снижения скорости начала искрообразования систем зажигания, питающихся от магнитоэлектрических генераторов, работающих в широком диапазоне скоростей, а также исследование влияния геометрии, электрических и магнитных свойств материала сердечника на их выходные характеристики с учетом вихревых токов и разработка инженерной методики их расчета.

В соответствии с этой целью, в первой главе рассмотрены основные конструктивные исполнения СГПМ для автономных объектов. Как показано в этой главе, в автономных системах электрооборудования, которые устанавливаются на передвижных электрических станциях, на авиационном и автомобильном транспорте, в автоматике и в бытовой технике в настоящее время находят широкое применение электрические генераторы с постоянными магнитами. В связи с появлением новых материалов постоянных магнитов с высокими магнитными характеристиками были разработаны новые виды электрических генераторов: генераторы комбинированного возбуждения, вентильные генераторы, авиационные генераторы, работающие с преобразователем частоты в системах электроснабжения стабильной частоты. Кроме того, показана перспективность конструктивного выполнения таких автономных генераторов с использованием сплошного сердечника. В таком сердечнике наводятся вихревые токи, что приводит к нагреву сердечника и уменьшению рабочего потока, а также изменению выходных характеристик. В то же время существующие методики расчета ориентированы на расчет генераторов с малыми потерями на вихревые токи. Следовательно, весьма актуальным является исследование влияния вихревых токов в сердечнике на параметры и характеристики СГПМ.

Вторая глава посвящена исследованию распределения вихревых токов в магнитопроводах якоря, с различной толщиной пластин оценке их влияния на поле синхронно генератора. При принятии ряда допущений удается получить аналитические решения задач по расчету плотностей токов, напряженности поля. Решены задачи для прямоугольного сечения и круглого сечения сердечника якоря. Для интегральной оценки влияния вихревых токов на характеристики машины введен коэффициент ослабления потока и эквивалентная магнитная проницаемость.

В третьей главе приводится математическая модель установившихся режимов исследуемого преобразователя. На основе анализа этой модели и использования результатов предыдущей главы исследуется влияние вихревых токов на основные характеристики СГПМ.

В четвертой главе представлены результаты проведенных экспериментальных исследований вихревых токов в различных сердечниках и характеристик СГПМ. Результаты этих исследований подтвердили достоверность математической модели электромагнитных процессов в сплошном сердечнике якоря генератора.

В приложении дана инженерная методика расчета однофазных синхронных генераторов с постоянными магнитами для автономных объектов. Особенностью их расчета является учет влияния вихревых токов с помощью полученных ранее коэффициентов ослабления потока.

Заключение диссертации по теме «Электромеханика и электрические аппараты», Терегулов, Тагир Рафаэлевич

Основные результаты и выводы, полученные в работе:

1 Разработаны и предложены новые технические решения для снижения скорости начала искрообразования систем зажигания транспортных средств, разработана математическая модель и инженерная методика расчета магнитоэлектрического генератора со сплошным сердечником. Увеличена мощность канала освещения генераторной части системы зажигания МД-4 со 100 до 170 Вт. На основе результатов исследования спроектирован, изготовлен и испытан синхронный генератор с постоянными магнитами, мощность которого больше мощности аналога (МД-4) на 200 Вт.

2 Степень влияния размагничивающего действия вихревых токов может быть оценена с помощью коэффициента ослабления потока кф, зависящего от материала и геометрии сердечника, показывающего какую долю первичного потока составляет результирующий поток в сердечнике. Чем меньше этот коэффициент, тем больше ослабление потока и ослабляющее действие вихревых токов. При этом магнитный поток в зависимости от безразмерной частоты £ ослабляется от 10 до 80%.

3 Магнитный поток в прямоугольном сплошном сердечнике в 2 раза меньше, чем магнитный поток в составном сердечнике ( А^ = 4 ).

4 Круглый сердечник по сравнению с квадратным сердечником одинаковой площади ослабляет первичный поток на 5-10% больше. Прямоугольный сердечник по сравнению с круглым сердечником одного периметра ослабляет поток на 25 %.

5 Экспериментальные исследования ослабления магнитного потока в сплошных и составных сердечниках показали, что расхождение между расчетными и опытными данными в пределах 6 - 25 %.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Терегулов, Тагир Рафаэлевич, 2004 год

1. Паластин J1.M. Синхронные машины автономных источников питания. -М.: Энергия, 1980.

2. Иванов Смоленский А. В. Электрические машины. - М.: Энергия, 1980.-980 с.

3. Вольдек А. И. Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: Энергия, 1974.— 840 е.: ил.

4. Специальные электрические машины: (Источники и преобразователи энергии). Учеб. Пособие для вузов / Под ред. Бертинова А.И. М., Энерго-атомиздат, 1982. - 552 с.

5. Паластин Л.М. Электрические машины автономных источников питания. М.: Энергия, 1972. - 464 с.

6. Альпер Н.Я., Терзян А.А. Индукторные генераторы. М.: «Энергия», 1970.-192 с.

7. Чижков Ю.П. Электрооборудование автомобилей. Курс лекций. 4.1. М.: Издательство «Машиностроение» . 2002. 240 с.

8. Акимов С.В., Акимов А.В. Автомобильные генераторные установки-М.: Транспорт, 1995 96с.

9. Справочник по электрооборудованию автомобилей / С.В. Акимов и др.- М.: Машиностроение, 1994 — 544с.: ил.

10. Василевский В.И., Купеев Ю.А. Автомобильные генераторы 2-е изд- М.: Транспорт, 1978 159с.

11. Боровских Ю.И. Электрооборудование автомобилей / Справочник. — М.: Транспорт, 1971 192с.

12. Акимов А.В. Генераторы зарубежных автомобилей. М.: За рулем, 1998-99с.

13. Павлак Милан. Электрооборудование мотоцикла. — М.: Машгиз, 1961- 144с.

14. Барабанов В.Е. Электрооборудование тракторов и автомобилей. М.: Колос, 1974 - 447с.

15. Боровских Ю.И., Гутунев Н.И. Электрооборудование автомобилей. Киев: ВШ, 1988- 167с.

16. Тиминский В.И. Автотракторное электрооборудование. Минск: Ураджай, 1977-256с.

17. Можаев В.Н. Электрооборудование тракторов, автомобилей и комбайнов. -5-е изд. —JI.: Колос, 1976 255с.

18. Шевченко А.Ф., Медведко А.С., Бухгольц А.С. и др. Стартер-генераторное устройство для легковых автомобилей класса ВАЗ-2110./ — Электротехника. 2003., №9. - С.15-19.

19. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами. — М.: Энергоатомиздат, 1988-280с.: ил.

20. Кузнецов В.А., Ширинский С.В. Расчет магнитной цепи синхронного генератора с переменной полюсностью. Электричество, 2003, №7. - С.46-52.

21. Кузнецов В.А., Ширинский С.В. Синхронный генератор с гибридным возбуждением. Электротехника, 2003, №10. - С.2-5.

22. Зечихин Б.С., Куприянов А.Д. Традиционные и компьютерные методы проектирования бесконтактных синхронных машин. Электричество, 2002, № 5. -С.61-72.

23. Балагуров В.А., Кецарис А.А., Лохин В.В. Перспективы развития магнитоэлектрических генераторов с применением высококоэрцетивных постоянных магнитов/ Электричество, 1977, №3 с.46-47.

24. Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока. М.: ВШ, 1982 - 272с., ил.

25. Безрученко В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические машины с постоянными магнитами// Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. Электрические машины и трансформаторы, 1982, т.5.

26. Ледовский А.Н. Электрические машины с высококоэрцитивными постоянными магнитами-М.: Энергоатомиздат, 1985 168с.ил.

27. Синельников А.Х. Электроника в автомобиле.-3-е изд.,перераб.и доп.-М.: Радио и связь, 1985.-96с.:

28. Гизатуллин Ф.А. Емкостные системы зажигания: Монография / Ф.А. Гизатуллин; УГАТУ.-Уфа: Б.и., 2002.-249 е.:

29. А.с. 549590 СССР, МКИ F 02Р 1/00. Устройство для бесконтактной тиристорной системы зажигания / Ю.Ф. Баранов (СССР). Опубл. 05.03.77. Бюл.№9.

30. А.с. 549591 СССР, МКИ F 02Р 1/00. Генератор со стабилизатором для электронной системы зажигания двухтактных двигателей внутреннего сгорания / А.П. Ефремов (СССР). Опубл. 05.03.77. Бюл.№9.

31. А.с. 569742 СССР, МКИ F 02Р 1/02. Бесконтактное магдино / А.К. Старостин, А.Г. Швецов, Ю.Ф. Баранов (СССР). Опубл. 25.08.77. Бюл.№31.

32. А.с. 675201 СССР, МКИ F 02Р 1/00. Бесконтактное магдино для двигателя внутреннего сгорания / Ю.Ф. Баранов, А.К. Старостин (СССР). Опубл. 25.11.76. Бюл.№27.

33. А.с. 708067 СССР, МКИ F 02Р 1/00. Устройство для бесконтактной системы зажигания двигателей внутреннего сгорания / В.А. Исев, JI.A. Тюри-ков (СССР). Опубл. 05.01.80. Бюл.№1.

34. А.с. 767387 СССР, МКИ F 02Р 5/04. Генератор переменного тока для двигателя внутреннего сгорания / Ю.Ф. Баранов, JI.A. Зюзина, А.К. Старостин (СССР). Опубл. 30.09.80. Бюл.№36.

35. А.с. 714585 СССР, МКИ Н 02К 21/48. Генератор переменного тока для двигателя внутреннего сгорания / Ю.Ф. Баранов, А.С. Борзиков, С.А. Григорян, В.Т. Васильченко (СССР). Опубл. 05.02.80. Бюл.№5.

36. А.с. 832105 СССР, МКИ F 02Р 1/00. Комбинированное устройство электропитания / Ю.Ф. Баранов, Л.Ш. Фрумкин, С.А. Григорян, П.Г. Берман (СССР). Опубл. 23.05.81. Бюл.№19.

37. А.с. 1579127 Автономное устройство зажигания

38. А.с. 1087682 Маховик маховичного магнето

39. А.с. 1375850 Устройство электронной системы зажигания для двигателей внутреннего сгорания

40. А.с. 672368 Магнетогенератор

41. А.с. 1768795 Бесконтактное магнето.

42. Хайруллин И.Х., Исмагилов Ф.Р., Порошин Ю.Г., Чигвинцев В.А., Терегулов Т.Р. Магнетогенератор. Патент РФ №2211365. Бюл. №24 от 27.08.2003.

43. Постоянные магниты / справочник под ред. Л.Ш. Казарновского. — М.: ГЭИ, 1963-240с.

44. Несбитт Е. Постоянные магниты на основе редкоземельных элементов / Е.Несбитт, Дж.Верник.Пер. с англ. Л.А.Шубиной и Т.С.Шубиной;Под ред. акад.С.В.Вонсовского.-М.: Мир, 1977.-168с.

45. Постоянные магниты: Справочник / А.Б.Альтман, Э.Е.Верниковский, А.Н.Герберг и др.;Под ред. Ю.М.Пятина.-2-е изд., доп. и перераб.-М.: Энергия, 1980.-486с.

46. Магниты постоянные: Каталог.-М.: ИНФОРМПРИБОР, 1989.-190с.

47. Справочник по электротехническим материалам: В 3-х т. / Под ред. Ю.В.Корицкого,В.В.Пасынкова,Б.М.Тареева. Т.З.-З-е изд.,перераб. и доп-Л.:Энергоатомиздат, 1988.-728 с.

48. Сливинская А.Г. и Гордон А.В. Постоянные магниты. М. - Л.: Энергия, 1965 - 128с.

49. Февралева Н.Е. Магнитотвердые материалы и постоянные магниты. -Киев: Наукова Думка, 1969 232с.

50. Брынский Е.А., Данилевич Я.Б., Яковлев В.И. Электромагнитные поля в электрических машинах.- Л.: Энергия, 1979. 176 с.

51. Домбровский В.В. Справочное пособие по расчету электромагнитного поля в электрических машинах.—Л.: Энергоатомиздат, 1983.—256 с.

52. Коген-Далин В.В. и Комаров Е.В. Расчет и испытание систем с постоянными магнитами. М.: Энергия, 1977 - 248с.: ил.

53. Арнольд P.P. Расчет и проектирование магнитных систем с постоянными магнитами. — М.: Энергия, 1969 184с.: ил.

54. Вольдек А.И. Индукционные магнитогидродинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом. JL: Энергия, 1970. - 272 с.

55. Вольдек А.И. Токи и усилия в слое жидкого металла плоских индукционных насосов // Изв. вузов. Электромеханика. 1959, № 1.

56. Вольдек А.И. Основы унификации методик расчета цилиндрических и плоских индукционных насосов // Магнитная гидродинамика, 1966. № 1.

57. Литовский Е.И., Толмач И.М. МГД генераторы.-М.:Наука,1972.351 с.

58. Роза Р. Магнитогидродинамическое преобразование энергии. -М.: Мир, 1970. 288 с.

59. Калнинь Т.К. Явнополюсные МГД-насосы. Рига.: Зинатне, 1969.171 с.

60. Вилнитис А.Я. Поперечный краевой эффект в плоских индукционных МГД машинах. // Движение проводящих тел в магнитном поле. Рига.: Зинатне, 1966. - С.63-94.

61. Круминь Ю.К. Взаимодействие бегущего магнитного поля с проводящей средой. Рига.: Зинатне, 1969. - 246 с.

62. Ямамура С. Теория линейных асинхронных двигателей/ Пер. с англ. -Л.: Энергоатомиздат, 1983. 180 с.

63. Васьковский Ю.М. Дынник Л.М. Математическое моделирование двухсторонних магнитоэлектрических преобразователей // Техническая электродинамика, 1995. № 3. - С.29-32.

64. Nagaya Kosuke, Se Kiguchi Hajime. Design formulae for a plate type magnetic damper with alternative magnetic poles // Facta Univ/ Ser. Mech., Autom. Contr and Rob. 1993. -1 3. C. 281 - 292.

65. Хайруллин И.Х. Определение токов в тонкой пластине при помощи метода двух реакций. Уфа.: УАИ, 1975, вып.93. - С. 55-58.

66. Веселовский О.Н., Коняев А.Ю., Сарапулов Ф.Н. Линейные асинхронные двигатели. — М.: Энергоатомиздат, 1991. -256 с.

67. Острейко В.Н. Расчет электромагнитных полей в многослойных средах. — JL: Изд-во Ленингр. Ун-та, 1981.-152 с.

68. Огарков Е.М. Теоретические исследование концевого эффекта линейных асинхронных двигателей.-Электрические машины и электромашинные системы. Пермь, ППИ, 1981, С.6-13.

69. Тозони О.В. Аналитический расчет электромагнитного процесса в линейном двигателе // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1974. № 5. -С. 100-114.

70. Свечарник Д.В. Линейный электропривод. М.: Энергия, 1979. - 152 с.

71. Соколов М.М., Сорокин Л.К. Электропривод с линейными асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1974 . - 136 с.

72. Вольдек А.И., Толвинская Е.В. Основы теории и методики расчета характеристик линейных асинхронных машин // Электричество, 1975. № 9. -С.29-36.

73. Очарков Е.М., Василевский С.П. Уточненные методы расчета полей плоских линейных индукционных двигателей // Электротехника, 1977. № 3. -С. 21-23.

74. Потапов Л.А. Математические модели электромеханических устройств с полыми немагнитными роторами для установившихся и переходных режимов работы // Изв. вузов. Электромеханика, 1987. № 4. - С. 24-34.

75. Потапов Л.А. Расчет электромагнитного тормоза с немагнитным ротором // Изв. вузов. Электромеханика, 1988. № 6. - С. 35-44.

76. Грюнер А.И., Собачинский Л.К. Синтез схемы замещения асинхронного двигателя с полым ферромагнитным ротором // Оптимизация режимов работы систем электроприводов. Краснярск, 1990. - С. 121-124.

77. Куцевалов В.М. Вопросы теории и расчета асинхронных машин с массивными роторами. М.: Энергия, 1986.

78. Могильников B.C., Олейников A.M., Стрельников А.Н. Асинхронные двигатели с двухслойным ротором и их применение. М.: Энергоиздат, 1983. -120 с.

79. Лищенко А.И., Лесник В.А. Асинхронные машины с массивным ферромагнитным ротором. Киев: Наук, думка, 1984.-168 с.

80. Власов В.В., Сарапулов Ф.Н., Урмашов Ю.Р. Математическая модель торцевого асинхронного двигателя с биметаллическим ротором // Электричество, 1992. № 7. - С.37-41.

81. Агеев В.Д. Исследование потерь мощности в экранах экранированных асинхронных двигателей // Электричество, 1974. № 12.

82. Иванов-Смоленский А.В., Тамоян Г.Е. Расчет асинхронного экранированного электродвигателя с проводящей жидкостью в зазоре. М.: МЭИ, 1964. Вып.56.

83. Кирюхин В.П. Аналитическое определение интегральных параметров тонкостенных немагнитных экранов электрических машин // Электричество, 1973.-№9.-С. 34-39.

84. Тамоян Г.С., Хайруллин И.Х. К расчету потерь в немагнитном экране статора электродвигателя // Электротехника, 1969. № 4.

85. Тамоян Г.Х., Хайруллин И.Х. Определение мощности потерь в немагнитном экране статора электродвигателя //Электричество, 1969. № 6.

86. Цейтлин Л.А. Потери и вихревые токи в тонких пластинах // Электричество, 1969. № 3.

87. Астахов В.И., Колесников Э.В., Пашковский В.И. Вихревые токи в проводящих пластинах // Изв. вузов. Электротехника, 1972. № 8. - С. 822830.

88. Астахов В.И. Вихревые токи в проводящих оболочках // Изв. вузов. Электромеханика, 1973. № 4. - С.375-382.

89. Исмагилов Ф.Р., Хайруллин И.Х. Вихревые токи в тонких оболочках конической формы. Депонировано «Информэлектро» № 36, 1985, РЖ «Электротехника» 1986 № 3.

90. Bossavit. Complementary formulation in steady-state eddy-current theory. IEE PROCEEDINGS-A, Vol.139, No 6, November 1992, P. 265-272.

91. H. Hairillin, F.R. Ismagilov, R.R. Sattarov Assessment of braking forces, which effect aircraft when landing on magnetic runway//Conference «Aircraft engineering prospects».-Berlin, 1998. C.40.

92. Хайруллин И.Х. Исследование электромагнитных демпфирующих элементов систем управления. Дис. на соиск. учен. степ. докт. техн. наук.— Уфа, 1979.—299 с.

93. Исмагилов Ф.Р. Электромагнитные элементы систем управления со сложной геометрией ротора. Дис. на соиск. учен. степ. докт. техн. наук—Уфа, 1998.—345 с.

94. Султангалеев Р.Ф. Переменнополюсные ферропоршковые электромагнитные демпфирующие элементы автоматики: Дис. на соиск. учен. степ, канд. техн. наук. Уфа, 1987.—182 е.

95. Саттаров P.P. Электромагнитные демпфирующие элементы с аксиальными прорезями в цилиндрической вторичной среде.—Дис. на соиск. учен, степ. канд. техн. наук.—Уфа, 1999.—162 с.

96. Бессонов JI.A. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле: Учеб. для студ. электротехн. энергетич. и приборостроит. спец. вузов. 8-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш.шк., 1986.-263с.

97. Кошляков Н.С. и др. Уравнения в частных производных математической физики. — М.: Высшая школа, 1970.

98. Камке Э. Справочник по дифференциальным уравнениям / Э.Камке;Под ред.С.В.Фомина.-5-е изд.-М.: Наука, 1976.-576с.

99. Янке Е. Специальные функции. Формулы, графики, таблицы / Пер. с нем.; Под ред. Л.И.Седова.-2-е изд.-М.: Наука, 1968.-344с.:

100. Дьяконов В.П. Компьютерная математика. Теория и практика. М.: Нолидж, 2001.- 1296 с.

101. Очков В.Ф. MathCAD7 Pro для студентов и инженеров. М.: Компьютер Пресс, 1998. - 384 с.

102. Терегулов Т.Р., Трофимов А.В. Исследование электрического генератора с кольцевой обмоткой // Электротехнические комплексы и системы: сб. науч тр. Уфа: УГАТУ, 2001. - С. 205-208.

103. Терегулов Т.Р., Трофимов А.В. Исследование однофазного генератора // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы: сб. науч тр. — Уфа: УГАТУ, 2002. С. 129-133.

104. Терегулов Т.Р., Трофимов А.В. Исследование однофазного генератора // Проблемы современного машиностроения: Материалы Всерос. молод. НТК.-Уфа, 2002-С. 112.

105. Терегулов Т.Р., Трофимов А.В. Расчет однофазного магнитоэлектрического генератора // XXIX Гагаринские чтения: Материалы межд. НТК Москва, 2003. - С.67-68

106. Хайруллин И.Х., Саттаров P.P., Терегулов Т.Р. Расчет магнитного поля вихревых токов в сплошном сердечнике // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы: сб. науч. тр., Уфа, 2003. с. 61- 66.

107. Терегулов Т.Р. О влиянии насыщения на гармонический состав ЭДС однофазного генератора // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Материалы межд. Молод. НТК Москва, 2002. - С.205-208.

108. Терегулов Т.Р., Набиуллин А.Р. Улучшение искрообразования магнето // Интеллектуальные системы управления и обработки информации: Материалы межд НТК. Уфа, 2001.-С.242.

109. Терегулов Т.Р., Трофимов А.В. Исследование однофазного генератора // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы: сб. науч. трудов. Уфа: УГАТУ, 2002. - С. 84-88.

110. ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

111. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСЧЕТ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА С1. ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ

112. Исходные данные для расчета1. Число полюсов 2р.

113. Магниты NdFeB: остаточная индукция Вг =0.65 Тл,коэрцитивная сила — Нс = 780000 А/м.

114. Размеры магнитной системы:- полюс: 1п мм, Ъп мм, hn ;- полюсный башмак: 1п б мм, bn 6 мм, hn 6 мм;- магнит: 1М мм, Ьм мм, hM мм;- зазор 8 мм, Вя мм, Dome мм, D мм.

115. По выбранным размерам магнита строится диаграмма состояния магнитаю m0,0006 0,0005 0,0004 0,0003 0,0002 0,0001 0генератора на один полюс (рисунок 1)

116. Рисунок 2 К расчету магнитных проводимостей индуктора

117. XSM — проводимость рассеяния магнита, складывается из боковых XSMfi и торцевых XSM т магнитных проводимостей рассеяния (на один магнит)1. V /VК Вб/А,

118. Ли = 2-Л,и6 + 2-Лчит Вб/А,sm sm,o SM,m '1. ПЗ)1. П4) (П5)где к^ отношение проводимости рассеяния магнита к проводимости рассеяния эквивалентного электромагнита (рис.5.29).1. Км\ ={т-К)мо Вб/А,1. Вб/А,1. А. Вб/А.1. П6) (П7) (П8)

119. Расчет магнитных проводимостей рассеяния якоря (рисунок 3)

120. Рисунок 3 — К расчету проводимостей рассеяния якоря1. Ла1 = bnLkjb. Вб/А,1. ТсР~Ъп1. Кг = • А> Вб/А,1. Ля=Ая1+2-А,2 Вб/А.1. П9) (П10)спи)3 Ориентировочный расчет

121. Магнитная цепь машины рассчитывается в режиме холостого хода.31 Рабочий поток1. Pso = Bm0'Sm'K* Вб, (П12)где В мо » 0,6Вг индукция холостого хода (ориентировочно); ctq - коэффициент рассеяния (рис.5.3, а); SM — площадь магнита

122. Кф коэффициента ослабления потока, расчет производится по (3.13)17..sM=L-bM. (П13)32 ЭДС холостого хода1. EQ=4A4.W-f-0SQB, (П14)где W число витков на фазу1. W = 2p-W. витка, (П15)

123. Поверочный электромагнитный расчет синхронного генератора с постоянными магнитами

124. Параметры обмотки якоря Средняя длина витка обмотки якоря1сР=2-(К + <* + 1п+<*) МП19)где d диаметр провода обмотки якоря.сто)4

125. Магнитное напряжение воздушного зазора

126. Индуктивное сопротивление обмотки якоря, обусловленное потоком якоря по поперечной оси1. Хая=^-^-качОм> (П24)где кад — коэффициент приведения поперечной реакции якоря.

127. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки якоря1. Xs=2k-f -A-N-W? Ом, (П25)где N — число последовательно соединенных катушек; X — проводимость рассеяния якоря. Полное индуктивное сопротивление по поперечной оси1. X4=Xaq+Xt Ом. (П26)

128. Характеристика короткого замыкания Задаемся расчетным продольным током КЗ1. А. (П27)

129. Расчетное сопротивление продольного тока КЗ1. X's=Xs+-^*XsOm. (П28)1. Ля1. ЭДС при КЗ1. КВ. (П29)

130. Магнитный поток КЗ (в якоре)1. Фл=ф™'Е«ь Вб. (ПЗО) Е0

131. МДС продольной реакции якоря при КЗ (на один полюс)1. Fadk А. (П31)н

132. Суммарная МДС в магнитопроводе якоря на пару полюсов

133. Fl0=2-FS0 + Fc А, (П32) где Fc МДС в стали (ориентировочно).

134. Магнитное напряжение цепи якоря при КЗ1. ПЗЗ)

135. Поток дифференциального рассеяния при КЗ1. Ф, -0*>'F«* вб. (П34)

136. Расчетный поток рассеяния при КЗ- 0-5 • (Fn + Fadk) • Л^ Вб, (П35)где Asu расчетная проводимость рассеяния магнита на один полюс.1. Поток магнита при КЗ1. ФЖ=ФЛ+ФЛ + ФЛ Вб. (П36)1. МДС магнита при КЗ1. FMK-^k+2-FadkA. (П37)

137. Построение диаграммы магнита51 Кривая размагничивания1. Фг = Вг • SM Вб, (П38)1. Fc=Hc-hM А. (П39)

138. Характеристика холостого хода

139. На диаграмме (рис.4) наносим расчетную точку холостого хода Т.к. магнитная цепь не насыщена, магнитная характеристикаIпри холстом ходе будет прямой OA о.1. FMo~Fs, + Fc1. Фмо=Ф*о

140. Точка отхода прямой возврата

141. Рисунок 4 Рабочая диаграмма магнита

142. Определение точки отхода прямой возврата К на кривой размагничивания производим по рекомендациям 19.

143. По углом р к оси абсцисс проводим прямую возврата KL1. П44)1. AF тф

144. Пересечение характеристики КЗ Фк = f{Fk ) с прямой возврата KL определяет точку Ak (FMK; ФМК ).1. Рш А, Фмк Вб.

145. Пересечение характеристики холостого хода с прямой возврата KL определяет точку режима холостого хода точку Aq . Точке Aq соответствует фактический поток Фм о и МДС FM о.Fгм01. Ф„о Вб

146. Продольная составляющая действительного тока КЗ1. V^A. (П45)мкр

147. ЭДС холостого хода (действительная)1. Е0д=Е0 В. (П46)мОр

148. Синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси1. Xd Ом. (П47)1. Ток короткого замыканияt=VVl + r.J/*fa А. (П48)

149. Проверка номинального режима Параметры нагрузки при номинальном режимеU

150. Хн = у ■ sin <р = О Ом. (П50) Требуемая ЭДС холостого хода1. П51)где

151. XqH=Xq+XH=Xq, (П52) XdH=Xd+XH=Xd, (П53) ^ =ra+rH Ом. (П54)

152. ЭДС при номинальной нагрузке1. В, (П55)где1. П56)

153. Индукция в воздушном зазоре при номинальной нагрузке1. П57)