Вплив параметрів системи охолодження на характеристики тягових синхронних магнітоелектричних двигунів

Автор(и)

  • Юрій Васьковський Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Україна https://orcid.org/0000-0003-1262-0939
  • Денис Нестеренко Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Україна

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-3944.2026.1.04

Ключові слова:

синхронний двигун з постійними магнітами, нагрів постійних магнітів, система охолодження, вихідна потужність

Анотація

Досліджується вплив геометричних параметрів аксіальної системи охолодження на характеристики тягового синхронного двигуна з постійними магнітами (СДПМ) потужністю 140 кВт, призначеного для використання в залізничному локомотиві потягу. Нагрів постійних магнітів (ПМ) під час роботи СДПМ призводить до зниження їх магнітних характеристик, що в свою чергу веде до зниження потужності двигуна. За результатами математичного моделювання отримана інформація щодо залежності вихідної потужності тягового СДПМ від геометрії його системи охолодження. Встановлено, що оптимальний вибір діаметра вентиляційних каналів та їх оптимальне розташування відносно ПМ сприяє температурній стабілізації ПМ та збільшує вихідну потужність СДПМ. Однак надмірна зміна цих параметрів призводить до її зменшення. З’ясовано, що використання “підпазових” каналів для безпосереднього охолодження ПМ є доцільним лише в разі ризику значного нагріву ПМ.  Показано, що неправильний підбір геометричних параметрів системи охолодження досліджуваного двигуна, при умові однакового нагріву його обмотки статора, може знизити вихідну потужність в номінальному режимі роботи на 5%. При перевантаженні за струмом 50% зменшення потужності двигуна може досягати 10%

Посилання

  1. Magdaleno-Adame, G. J. Cunningham, D. Miller, S. O’Brien. Calcu-lation of the Remnant Magnetization and Magnetic Saturation Characteristics for Sintered NdFeB Permanent Magnets Utilizing Finite Element Transient Simulations. IEEE Transactions on Magnetics, 2019. vol. 55. no. 12. pp. 1–9. doi: http://doi.org/10.1109/tmag.2019.2940426.
  2. M. Sagawa and Y. Une, The status of sintered NdFeB magnets, Modern Permanent Magnets, 2022 pp. 135–168. doi: http://doi.org/10.1016/b978-0-323-88658-1.00010-8.
  3. Y. Yoshida and N. Yoshikawa, Hot formed NdFeB magnets, Modern Permanent Magnets, 2022. pp. 251–304. doi: http://doi.org/10.1016/b978-0-323-88658-1.00006-6.
  4. Temperature characteristics of magnets NdFeB, URL: https://tymagnets.com/ru/температурные-характеристики-спеченных-неодимовых-магнитов (accessed 20.02.2026).
  5. Physical Properties of Permanent Magnet Materials https://www.allianceorg.com/pdfs/PhysicalPropertiesofMagnets.pdf (accessed 25.02.2026).
  6. Vaskovskyi Yu.M., Nesterenko D.S. “The impact of permanent magnets heating on the characteristics of powerful traction synchronous magneto-electric motors.” Tekhnichna Elektrodynamika, no.6, 2025, pp. 34-43. (Ukr.). doi: https://doi.org/10.15407/techned2025.06.034.
  7. O. Bilgin, 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
  8. Vaskovskyi, Yu. M. Mathematical Modeling of Electric Machines with Permanent Magnets / Yu. M. Vaskovskyi, Yu. A. Haidenko, M. A. Kovalenko; National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" (Ukr.).
  9. Vaskovskyi, Yu. M., Kovalenko M. A. Mathematical Modeling of Electrical Machines Using Field Theory Methods. Kyiv, NTUU «KPI». 2025. 262с. ISBN 978-617-8597-03-0. (Ukr.).
  10. 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
  11. 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
  12. 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).
  13. Filippov I.F. Heat transfer in electric machines. Leningrad, 1986, 255 p. (Rus).

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-04-30

Як цитувати

Васьковський , Ю. ., & Нестеренко , Д. . (2026). Вплив параметрів системи охолодження на характеристики тягових синхронних магнітоелектричних двигунів. Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Проблеми удосконалювання електричних машин I апаратiв. Теорiя I практика, (1 (15), 22–26. https://doi.org/10.20998/2079-3944.2026.1.04

Номер

№ 1 (15) (2026): Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Проблеми удосконалювання електричних машин і апаратів. Теорія і практика

Розділ

Електричні машини

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Ю.М. Васьковський, Д.С. Нестеренко

Creative Commons License

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.