Експериментальне дослідження генераторного режиму роботи безщіткового двигуна постійного струму при підвищеній частоті обертання

Автор(и)

  • Вячеслав Кортунов Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine
  • Андрій Маслєнніков Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0003-1174-0322
  • Андрій Єгоров Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0001-6643-4256
  • Олексій Дунєв Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-3944.2021.2.05

Ключові слова:

безщітковий двигун постійного струму, постійні магніти, генераторний режим

Анотація

У статті розглядається конструкція безщіткового двигуна постійного струму, що серійно випускається, з прямим приводом в генераторному режимі роботи при частоті обертання вище номінальної. У проведених експериментах підвищення частоти обертання виконувалось за допомогою трифазного асинхронного двигуна номінальною потужністю 5,5 кВт та частотою обертання 2920 об/хв, яка надалі збільшувалася за рахунок пасового двоступінчастого редуктора зі зміною коефіцієнта редукції від 0,16-1,6. Однак, зі зростанням частоти обертання зростають і магнітні втрати, які в свою чергу, збільшують необхідне значення механічної потужності, що підводиться, і призводять до теплового навантаження безщіткової машини постійного струму. Збільшення частоти обертання генератора призводить до зростання ЕРС і при тому ж значенні струму статора призводить до зростання потужності, що віддається до навантаження. В ході експерименту напруга випрямлялась за допомогою трифазного діодного мосту і згладжувалась конденсатором, після чого підключався реостат навантаження. Подані розрахунки магнітних втрат потужності для різних марок електротехнічної сталі наочно показують нелінійну залежність між частотою магнітного поля та їх величиною. Експериментальні дослідження проводились при різних частотах обертання безщіткової машини постійного струму в широкому діапазоні від 140 об/хв до 5228 об/хв, при цьому були отримані значення вихідної потужності в залежності від частоти обертання. Встановлено, що під час роботи машини у генераторному режимі необхідно враховувати особливість експлуатації генераторів у вітроелектроустановках, автономних джерелах живлення чи гібридних силових установках. В одному випадку, варто обмежувати частоту обертання від привідного механізму, а в іншому, режим роботи при підвищеній частоті обертання може бути необхідний для часткового форсування і віддачі більшої потужності при короткочасному використанні.

Посилання

Andreea Laczko, Stephane Brisset, Mircea Radulescu. Design of a brushless DC permanent-magnet generator for use in micro-wind turbine applications. International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, 2018, 56, pp. 3-15.

AZOVPROMSTAL. Эlektrotekhnycheskaia stal: veb-sait. URL: https://www.azovpromstal.com /article/one/id/4600

Milykh V. I. Proektuvannia tryfaznykh asynkhronnykh dvyhu-niv z korotkozamknenoiu obmotkoiu rotora [Design of three-phase asynchronous motors with short-circuited rotor winding]. Kharkiv. 2009. 42 p.

Nasipanaia E. P. Modelyrovanye y proektnii syntez enerhoeffek-tivnykh transformatorov s tselendrycheskymy sloevymi obmotkami : dis. kand. tekh. nauk. : 05.09.01 [Modeling and design synthesis of energy efficient transformers with celendric layer windings. Candidate eng. sci. diss. (Ph.D.)]. Odessa, 2015.

Shevchenko V.V., Shayda V.P., Zuban E.S. Osobennosti vyibora materialov magnitnyh sistem elektrodvigateley dlya aviatsii. Naukovo-tehnichniy zhurnal «Nauka i tehnika Povitryanyh Sil Zbroyinyh Sil Ukraini», 2017, no 2 (27), pp. 59-64.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-09