Параметрична оптимізація торцевого магнітоелектричного генератора із подвійним статором

Автор(и)

  • Анна Лихогуб Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Ukraine https://orcid.org/0000-0002-3380-0050
  • Михайло Коваленко Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Ukraine
  • Ігор Ткачук Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Ukraine
  • Антон Гончарук Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-3944.2021.1.06

Ключові слова:

торцевий генератор, магнітоелектричне збудження, параметрична оптимізація, постійні магніти, математичне моделювання

Анотація

Розроблено методологію для оптимізаційно-параметричного розрахунку геометричних параметрів конструкції торцевого магнітоелектричного генератора із постійними магнітами. Розроблену методологію можливо використовувати для розрахунку та оптимізації геометричних параметрів в автоматизованому режимі практично для будь-якого типу електромеханічного перетворювача енергії. Робота розробленої системи базується на взаємопов’язаних зв’язках між системою автоматизованого проектування, програмного комплексу та чисельного розрахунку електромагнітного поля із можливістю зворотного зв’язку та параметризації та обчислювального середовища типу Matlab. В роботі побудовано параметризовану геометричну модель на прикладі торцевого магнітоелектричного генератора із подвійним статором. В подальшому проведено параметричну оптимізацію геометричних параметрів, використовуючи розроблений алгоритм. Використання розробленого схемного рішення зменшую час, витрачений дослідником на розрахунок геометрії та оптимізацію. Параметризація проводиться на всіх етапах побудови окремої деталі, геометрію якої планується змінювати, та у кожній деталі збірок, якщо такі передбачені в конкретному випадку. Тобто, за допомогою розробленої моделі, можливо запрограмувати оптимізацію як окремого конструктивного елемента досліджуваної системи так і об’єкта в цілому. В процесі оптимізації змінювались основні геометричні параметри досліджуваного торцевого генератора із подвійним статором: ярмо статора, повітряний проміжок, зубцево-пазова зона статора, елементи корпусу. В результаті параметричної оптимізації геометрії прототипу ТМГПМ p подвійним статором вдалося зменшити геометричні розміри за рахунок оптимізації величини магнітної індукції на окремих ділянках магнітного осердя досліджуваного генератора. За рахунок застосування розробленого алгоритму вдалося досягти зменшення вартості генератора, а також об’єму магнітопровода на 18,1 %, та 24.3 % відповідно. Це свідчить про ефективність розробленого алгоритму та можливість використання даного алгоритму в подальших дослідженнях.

Посилання

L. Video, M. Gabsi "Homopolar and bipolar hybrid excitation synchronous machines" Proc. of Int. Conf on Electric Ma-chines and Drives (IEMDC2005), San Antonio, Texas (USA), May, 2005, pp. 1212-1218.

Nobuyula Naoe, "Trial production of a hybrid excitation type synchronous machine," Proc. of Int. Conf on Electric Ma-chines and Drives (IEMDC2001), (France), 2001, pp. 545-547.

Sahib Khan. Design and Analysis of a 4-kW Two-Stack Core-less Axial Flux Permanent Magnet Synchronous Machine for Low-Speed Applications [Електронний ресурс] / Sahib Khan, Syed Sabir Hussain Bukhari, Jong-Suk Ro // IEEE Access. – 2019. – Режим доступу до ресурсу: https://ieeexplore.ieee.org/document/8918177.

Mehmet Recep Minaz. Design and Analysis of a new axial-flux coreless PMSG with three rotors and double stators [Електронний ресурс] / Mehmet Recep Minaz, Mehmet Celebi // Results in Physics 7. – 2017. – Режим доступу до ресурсу: https://www.researchgate.net/publication/312273824_Design_and_analysis_of_a_new_axial_flux_coreless_PMSG_with_three_rotors_and_double_stators.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-05-28