Електромеханічний перетворювач спеціальної конструкції для низькопотенціальних механічних систем

Анотація

У статті розглянуто конструкцію та принцип дії електромеханічного перетворювача спеціального призначення, призначеного для роботи в умовах низькопотенціальних механічних систем, де традиційні генератори є малоефективними. Розроблено тривимірну польову математичну модель, що використовується для оцінки розподілу електромагнітного поля та зусиль досліджуваного генератора. Представлено результати моделювання магнітного поля та аналізу розподілу електромагнітних зусиль у робочій зоні пристрою. Основну увагу приділено впливу геометричних параметрів і магнітних властивостей матеріалів на формування основного магнітного потоку, його замикання та ефективність перетворення енергії. Встановлено, що регулювання параметрів, таких як відстань між магнітом і феромагнітним елементом, товщина та магнітна проникність останнього, дозволяє керувати рівнем магнітного насичення і втратами в повітряному проміжку, що безпосередньо впливає на щільність потужності й ККД генератора. Проведений аналіз підтвердив можливість ефективного застосування розробленого перетворювача в автономних і мобільних системах електроживлення, зокрема в установках із низькою швидкістю обертання вітрових турбін, системах рекуперації енергії та сенсорних пристроях. Запропонована конструкція відрізняється простотою реалізації, компактністю та відсутністю складних рухомих частин, що в перспективі підвищує її надійність і довговічність. Отримані результати створюють підґрунтя для подальшого вдосконалення магнітної системи та оптимізації параметрів для підвищення ефективності енергоперетворення в низькопотенційних енергетичних режимах.