Вплив нагріву постійних магнітів на енергетичні характеристики тягових синхронних магнітоелектричних двигунів
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-3944.2025.1.07Ключові слова:
синхронний двигун з постійними магнітами, нагрів постійних магнітів, температурна стабілізаціяАнотація
Досліджується вплив нагріву постійних магнітів (ПМ) на енергетичні характеристики тягового синхронного двигуна з постійними магнітами (СДПМ) потужністю 140 кВт, призначеного для використання в локомотиві потягу. Нагрів ПМ під час роботи СДПМ призводить до зниження їх магнітних характеристик, що в свою чергу веде до зниження потужності двигуна і може негативно вплинути на стабільність та надійність його роботи. За результатами математичного моделювання отримана інформація щодо зменшення енергетичних показників тягового СДПМ внаслідок нагріву його активної зони, зокрема ПМ. Встановлено, що двигун потужністю 140 кВт втрачає близько 8-10% потужності внаслідок нагріву ПМ у порівнянні з холодним його станом. Обґрунтовано технічні пропозиції щодо збільшення температурної стабілізації ПМ. Запропоновано два удосконаленні варіанти СДПМ, в яких забезпечена температурна стабілізація ПМ. Зокрема показано, що певне зменшення діаметру вентиляційних каналів підвищує тепловідведення від основних конструктивних елементів СДПМ.
Посилання
T. Sebastian, “Temperature effects on torque production and efficiency of PM motors using NdFeB magnets,” IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 31, no. 2, pp. 353–357, 1995. doi: 10.1109/28.370284
Q. Shi, Y. Dong, B. Li, and C. Zhou, “Analysis of electromagnetic vibration and noise of permanent magnet synchronous motor based on field-circuit coupling,” Journal of Vibroengineering, vol. 24, no. 6, pp. 1188–1199, Jun. 2022, doi: 10.21595/jve.2022.22266
O. Bilgin and F. A. Kazan, “The effect of magnet temperature on speed, current and torque in PMSMs,” 2016 XXII International Conference on Electrical Machines (ICEM), pp. 2080–2085, Sep. 2016, doi: 10.1109/icelmach.2016.7732809
Vaskovskyi, Yu.M., Haidenko Yu.A., Kovalenko M.A. Mathematical Modeling of Electric Machines with Permanent Magnets. National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" (Ukr.).
Vaskovskyi Y.M. Field analysis of electric machines. Kyiv, NTUU "KPI", 2007. 191 p. (Ukr.).
I. Petrov, D. Egorov, J. Link, R. Stern, S. Ruoho, and J. Pyrhonen, “Hysteresis Losses in Different Types of Permanent Magnets Used in PMSMs,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 64, no. 3, pp. 2502–2510, Mar. 2017, doi: http://doi.org/10.1109/tie.2016.2548440.
M. Baranski, A. Demenko, W. Szelag, and W. Lyskawinski, “Experimental verification of temperature effects on functional parameters in a line start permanent magnet synchronous motor,” IET Science, Measurement & Technology, vol. 18, no. 9, pp. 491–498, May 2024, doi: http://doi.org/10.1049/smt2.12206.
Goldberg O.D., Gurin Ya.S., Sviridenko I.S. Design of electric machines. 2nd ed., revised and supplemented. Moscow: Vysshaya shkola, 2001. 430 p. (Rus).
Filippov I.F. Heat transfer in electric machines. Leningrad, 1986, 255 p. (Rus).
Vaskovskyi Yu.M., Nesterenko D.S. “Complex multiphysical mathematical model of physical processes in powerfull traction electric machines.” Tekhnichna Elektrodynamika, no. 2, 2025, pp. 49-56. (Ukr.). doi: https://doi.org/10.15407/techned2025.02.049.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Ю.М. Васьковський, Д.С. Нестеренко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
