Експериментальне дослідження автономної магнітної передачі

Автор(и)

  • Михайло Коваленко Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Україна https://orcid.org/0000-0002-5602-2001
  • Микола Реуцький Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Україна https://orcid.org/0000-0003-1870-2222
  • Ірина Коваленко Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Україна https://orcid.org/0000-0003-1097-2041
  • Єгор Тітов Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Україна https://orcid.org/0009-0007-8222-7477
  • Олег Базаров Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Україна https://orcid.org/0009-0008-8491-2678

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-3944.2025.1.09

Ключові слова:

магнітна передача, експериментальні дослідження, постійні магніти, електромеханічний перетворювач, методика дослідження

Анотація

Робота присвячена експериментальному дослідженню безконтактного електромеханічного перетворювача енергії із постійними магнітами – магнітної передачі. Магнітні передачі мають певні конструктивні переваги порівняно із механічними передачами, а саме: висока надійність, ефективність, менші втрати, безконтактна передача механічної потужності, відсутність витрат на технічне обслуговування, простота конструкції. Особливо актуальним є використання магнітних передач для систем перетворення низькопотенційної механічної енергії в електричну: енергія вітру, енергія води, енергія механічних коливань і т.ін. Застосування магнітних передач в автономних вітрових електростанціях може бути більш перспективним з економічної та технічної точок зору порівняно з традиційними механічними передачами. Для проведення експериментальних досліджень, на першому етапі даного дослідження, проведено розробку геометричної моделі магнітної передачі в системі автоматизованого проектування. Із використанням деталізованих креслень проведено друк основних конструктивних елементів магнітної передачі із застосуванням технологій тривимірного друку. Проведено монтаж магнітних сегментів модулятора магнітної передачі, постійних магнітів, валу, підшипників та підшипникових щитів. На основі розробленого макетного зразку магнітної передачі розроблено експериментальних стенд для дослідження магнітної передачі, з допомогою якого проведено ряд експериментальних досліджень: вимір швидкості обертання та передавального числа, втрат, нагріву та електромагнітного моменту. Проведені дослідження та розроблений електромеханічний стенд дозволяє проводити різноманітні дослідження магнітних передач, що дозволить підтвердити результати математичного моделювання та підтвердити чи спростувати результати наукових досліджень.

Посилання

Zheng Ma, Jingwei Ai, Yamei Yue, Kun Wang, Bin Su, A superhydrophobic magnetoelectric generator for high-performance conversion from raindrops to electricity, Nano Energy, Volume 83, 2021, 105846, ISSN 2211-2855, https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105846.

Radwan-Pragłowska, N., Wegiel, T., Borkowski, D. (2020). Modeling of Axial Flux Permanent Magnet Generators. Energies, no.13(21),5741-5745. https://doi.org/10.3390/en13215741.

Sadullaev, N & Nematov, Sh & Sayliev, F. (2022). Evaluation of the technical parameters of the generator for efficient electricity generation in low-speed wind and water flows. Journal of Physics: Conference Series. 2388. 012142. 10.1088/1742-6596/2388/1/012142.

S. Djebarri, J. F. Charpentier, F. Scuiller and M. Benbouzid, "Design and Performance Analysis of Double Stator Axial Flux PM Generator for Rim Driven Marine Current Turbines," in IEEE Journal of Oceanic Engineering, vol. 41, no. 1, pp. 50-66, Jan. 2016, doi: 10.1109/JOE.2015.2407691.

M. A. Noroozi Dehdez and J. Milimonfared, "A Novel Radial–Axial Flux Switching Permanent Magnet Generator," in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 69, no. 12, pp. 12096-12106, Dec. 2022, doi: 10.1109/TIE.2021.3128901.

F. Yu et al., "Design and Multiobjective Optimization of a Double-Stator Axial Flux SRM With Full-Pitch Winding Configuration," in IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 8, no. 4, pp. 4348-4364, Dec. 2022, doi: 10.1109/TTE.2022.3173938.

J. Zhao, Y. Wang, J. Li and H. Hu, "Comparative Study on Torque Performance of Five-phase Single-Stator and Double-Stator Permanent Magnet Synchronous Motors," in CES Transactions on Electrical Machines and Systems, vol. 6, no. 1, pp. 46-52, March 2022, doi: 10.30941/CESTEMS.2022.00007.

Sun, Y. & Yu, F. & Yuan, Y. & Huang, Z. & Huang, Y. & Zhu, Z. (2019). A Hybrid Double Stator Bearingless Switched Reluctance Motor. Diangong Jishu Xuebao/Transactions of China Electrotechnical Society. 34. 1-10. 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.L80363.

Cendoya, M. & Talpone, Juan & Puleston, P.F. & Barrado, José Antonio & Martinez-Salamero, L. & Battaiotto, P.E. (2021). Management of a Dual-Bus AC+DC Microgrid Based on a Wind Turbine with Double Stator Induction Generator. Wseas transactions on power systems. 16. 297-307. 10.37394/232016.2021.16.30.

Li, Zheng et al. ‘Design and Analysis of Underwater Power Generation Characteristics of Deflected Double-stator Switched Reluctance Generator’. 1 Jan. 2022 : 1 – 20.

Widyanto, Aji & Ariwidayat, Rahmat & Husnayaian, Faiz & Rahardjo, Amien & Utomo, A.R. & Ardita, I. (2022). Designing Air-Cored Axial Flux Permanent Magnet Generator with Double Rotor. ELKHA. 14. 46. 10.26418/elkha.v14i1.53048.

Ostroverkhov, M., Chumack, V., Falchenko, M., & Kovalenko, M. (2022). Development of control algorithms for magnetoelectric generator with axial magnetic flux and double stator based on mathematical modeling. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (120), 6–17. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.267265.

V.M. Golovko, M.Ya. Ostroverkhov, M.A. Kovalenko, I.Ya. Kovalenko, D.V. Tsyplenkov Mathematical simulation of autonomous wind electric installation with magnetoelectric generator // Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2022, (5): 074 – 079. https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-5/074.

Setyawan, E. Y., Soleh, C., Krismanto, A. U., Sujana, I. W., Djiwo, S., & Prihatmi, T. N. (2022). Design and Performance Analysis of Double Axial Flux Permanent Magnet Generator. Trends in Sciences, 19(6), 3049. https://doi.org/10.48048/tis.2022.3049

Prasetijo, Hari. (2022). Pengaruh Inti Stator Terhadap Performa Generator Magnet Permanen Fluks Aksial Satu Fasa. JRST (Jurnal Riset Sains dan Teknologi). 6. 165. 10.30595/jrst.v6i2.13668.

Wirtayasa, Ketut & Irasari, Pudji & Kasim, Muhammad & Widiyanto, Puji & Hikmawan, Muhammad. (2019). Load characteristic analysis of a double-side internal coreless stator axial flux PMG. Journal of Mechatronics, Electrical Power, and Vehicular Technology. 10. 17. 10.14203/j.mev.2019.v10.17-23.

Lee, J.-Y.; Lee, J.-H.; Nguyen, T.K. Axial-Flux Permanent-Magnet Generator Design for Hybrid Electric Propulsion Drone Applications. Energies 2021, 14, 8509. https://doi.org/10.3390/en14248509

Tokgoz, Furkan. (2022). Analytical Modelling and Multi-Objective Optimization of Axial-Flux Permanent Magnet Machine with Various PCB Stators and Development of a GaN Switched Integrated Motor Drive PCB Motor.

Kastawan, I & Rusmana,. (2020). Pengujian pembangkitan tegangan generator axial-flux permanent magnet (AFPM) tiga-fasa ganda. Jurnal Teknik Energi. 6. 503-509. 10.35313/energi.v6i2.1713.

Asfirane, S., Hlioui, S., Amara, Y., Gabsi, M. (2019). Study of a Hybrid Excitation Synchronous Machine: Modeling and Experimental Validation. Mathematical and Computational Applications, 24 (2), 34. doi: https://doi.org/10.3390/mca24020034

Wardach, M., Bonislawski, M., Palka, R., Paplicki, P., Prajzendanc, P. (2019). Hybrid Excited Synchronous Machine with Wireless Supply Control System. Energies, 12 (16), 3153. doi: https://doi.org/10.3390/en12163153

Chumack, Vadim and Bazenov, Volodymyr and Tymoshchuk, Oksana and Kovalenko, Mykhailo and Tsyvinskyi, Serhii and Kovalenko, Iryna and Tkachuk, Ihor, Voltage stabilization of a controlled autonomous magnetoelectric generator with a magnetic shunt and permanent magnet excitation (2021). Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(5 (114), 56–62. DOI: 10.15587/1729-4061.2021.246601 (ISSN 1729-3774).

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-06-26

Як цитувати

Коваленко , М. ., Реуцький , М. ., Коваленко , І. ., Тітов , Є. ., & Базаров , О. . (2025). Експериментальне дослідження автономної магнітної передачі. Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Проблеми удосконалювання електричних машин I апаратiв. Теорiя I практика, (1 (13), 44–49. https://doi.org/10.20998/2079-3944.2025.1.09