Sünkroonsed ise-ergastustegeneraatori magnetid. Sünkroonne generaatorid püsimagnetid. Seadmete käitamise põhimõte

Sisu:

Sisse kaasaegsed tingimused Elektromehaaniliste seadmete parandamiseks tehakse püsivat katseid, vähendada nende massi ja Üldmõõtmed. Üks neist valikutest on püsivate magnetide generaator, mis on piisav lihtne disain Suure tõhususega. Nende elementide põhifunktsioon on pöörleva magnetvälja loomine.

Püsimagnetite tüübid ja omadused

Pikka aega oli tuntud tavapärastest materjalidest saadud püsimagnetid. Tööstuses alustati esimest korda kasutatavaid sulamist, niklit ja koobalti (alnic). See võimaldas rakendada pidevaid magnetid generaatoritel, mootoritel ja muudel elektriseadmetel. Ferriit magnetid said eriti laialt levinud.

Seejärel loodi Samary-Cobalt Hard Magnetilised materjalid, mille energia on kõrge tihedusega. Nende järgimine on haruldaste muldmetallide (boor, rauast ja neodüümi avastus magnetide avastus. Nende magnetilise energia tihedus on oluliselt kõrgem kui Samarium-Cobalt'i sulam oluliselt odav. Mõlemad tüübid kunstlikud materjalid Elektromagnetide eduka asendamine ja neid kasutatakse konkreetsetes valdkondades. Lihtne elemendid on seotud uue põlvkonna materjalidega ja peetakse kõige ökonoomsemaks.

Seadmete käitamise põhimõte

Struktuuri peamist probleemi peeti pöörlevate osade tagasipöördumiseks algsesse asendisse ilma pöördemomendi olulise kadumiseta. See probleem lahendati vase dirigendi abil, mille kohaselt möödusid atraktsiooni põhjustatud elektrivoolu. Kui vool on lahti ühendatud, peatus atraktsiooni tegevus. Seega kasutati selle tüüpi seadmete seadmetega perioodilist väljalülitamist väljalülitamist.

Suurenenud voolu suureneb suurenenud tugevuse atraktsiooni ja üks, omakorda on kaasatud praeguse kasutamise läbi vask dirigent. Tsükliliste toimingute, seadme, välja arvatud mehaaniline töö, Hakkab tootma elektrivoolu, mis on generaatori funktsioonide täitmine.

Püsivad magnetid generaatori kujundustes

Kaasaegsete seadmete konstruktsioonides püsimagnetid Elektromagnetid kasutatakse rullis. See kombineeritud erktsiooni funktsioon võimaldab teil saada vajalikke reguleerivaid omadusi pinge ja pöörlemiskiiruse reguleerimisomaduste vähese ergastamisega. Lisaks väheneb kogu magnetsüsteemi suurus, mis muudab selliste seadmete jaoks palju odavamad võrreldes elektrimasinate klassikaliste struktuuridega.

Seadmete võimsus, kus need elemendid võivad olla vaid paar kilovolti amprit. Praegu suurenevate püsimagnetide arendamine paremate näitajatega, mis pakuvad järkjärgulist võimsust. Sarnane sünkroonseadmed Kasutatakse mitte ainult generaatoritena, vaid ka erinevatel eesmärkidel mootoritena. Neid kasutatakse laialdaselt kaevandus- ja metallurgilistes tööstusharudes, termilise jaamades ja muudes valdkondades. See on seotud erinevate reaktiivsete võimsustega sünkroonmootorite töövõimalusega. Nad ise töötavad täpse ja pideva kiirusega.

Jaamad ja alajaamad toimivad koos spetsiaalsete sünkroonsete generaatoritega, mis ooterežiimis pakuvad ainult reaktiivset elektritootmist. Omakorda tagab asünkroonsete mootorite töö.

Püsivate magnetide generaator töötab liikuva rootori magnetväljade ja fikseeritud staatori interaktsiooni põhimõttel. Mitte lõpuni, nende elementide uuritud omadused võimaldavad meil töötada teiste elektriseadmete leiutamisega, kuni ebaseadusliku loomiseni.

Käesolev leiutis käsitleb elektrotehnika valdkonnas, nimelt ebatervisliku elektrimasinadeelkõige elektritootjad otsene jooksmineJa seda saab kasutada igas teaduse ja tehnoloogia valdkonnas, kus on vaja autonoomseid toiteallikaid. Tehniline tulemus - kompaktse väga tõhusa loomine elektrigeneraatorMis võimaldab säilitada suhteliselt lihtne ja usaldusväärne disain, et muuta laialdaselt elektrivoolu väljundparameetrid sõltuvalt töötingimustest. Sisuliselt leiutiseks on see, et ebapiisava magnetitega sünkroonne generaator koosneb ühest või mitmest sektsioonist, millest igaüks sisaldab ümmarguse magnetringiga rootorit, millele isegi püsimagneteid on sama etapi, staatoriga fikseeritud Isegi osa hobuseraua elektromagnetide kandmine on fikseeritud. Püsivad magnetid on fikseeritud magnetliinidel nii, et nad moodustavad kaks paralleelset polisaali pikisuunas ja risti vahelduva polaarsusega. Elektromagnetid keskenduvad üle pealkirja postide nii, et iga elektromagneti rullid paiknevad ülalmainitud rootori pooluste paralleelse rida. Poolide arv ühes reas, võrdne N, vastab seoses N \u003d 10 + 4K, kus k on täisarv 0, 1, 2, 3 jne täisarv. Generaatori elektromagnetide arv ei ületa tavaliselt numbrit (N-2). 12 z.p. F-valed, 9 üül.

Patendi patendi patendid 2303849

Käesolev leiutis käsitleb alamrühma elektrimasinad, eelkõige DC elektrigeneraatoreid ja neid saab kasutada mis tahes teaduse ja tehnoloogia valdkonnas, kus on vaja autonoomseid toiteallikat.

Sünkroonne vahelduvvoolu masinad jaotati laialdaselt nii tootmise valdkonnas kui ka elektrienergia tarbimise valdkonnas. Kõik sünkroonseadmed on pöörduvuse omadus, st igaüks neist võivad töötada nii generaatori režiimis kui ka mootorirežiimis.

Sünkroonnegeneraator See sisaldab staatori, tavaliselt õõnsast kõrgendatud silinder pikisuunalise soonega sisepinnal, kus staatori mähis asub ja rootor, mis on püsimagnaalide vahelduva polaarsuse, mis asub võlli, mida saab sõita ühel või teisel viisil. Tööstuslike suure võimsusega generaatorite puhul kasutatakse ergastuse magnetvälja saamiseks ergastusmähis. Sünkroonne generaatorite madal võimsusega, konstantse magnetid, mis asuvad rootori kasutatakse.

Muutumata pöörlemissagedusega määratakse generaatori poolt tekkinud EDC-kõvera kujul ainult magnetilise induktsiooni jaotuse seadusega rootori ja staatori vahelises lõhes. Seetõttu, et saada teatud vormi generaatori väljundi pinge ja muuta mehaanilise energia tõhusaks konverteerimiseks rootori ja staatori erinevate geomeetria elektritarbeks ning valige ka konstantsete magnetiliste postide ja numbri optimaalse arvu Steraatori mähise pöördeid (US 5117142, US 5537025, DE 19802784, EP 0926806, WO 02/003527, US 2002153793, US 2004021390, US 2004212273, US 2004155537). Loetletud parameetrid ei ole universaalsed, vaid valitakse sõltuvalt töötingimustest, mis põhjustavad sageli elektrigeneraatori teiste omaduste halvenemist. Lisaks keerulisel kujul rootori või staatori raskendab tootmise ja montaaži generaatori ja selle tulemusena suurendab toote maksumust. Rootori sünkroonne magnetoelektriline generaator võib olla erinevad kujuNäiteks, kui madal võimsus Rootor viiakse tavaliselt läbi "tärnide" kujul, keskmise võimsusega - küünistamise poolakate ja silindriliste püsimagneteid. Rootor koos küünistatud poolakad võimaldab saada generaatori hajutamisega poolakad, mis piiravad šoki voolu järsku lühise generaatori.

Püsivmagneti generaatoris on pinge stabiliseerimine raske, kui koormuse muutused on raske (kuna puudub vastupidine magnetiline ühendus, näiteks ergastugevusega generaatorid). Väljundpinge stabiliseerimiseks ja praeguste elektriliste ahelate (GB 1146033) parandamiseks (GB 1146033).

Käesolev leiutis käsitleb kompaktse väga tõhusa elektritootja loomist, mis võimaldab samal ajal suhteliselt lihtsat ja usaldusväärset disaini säilitades elektrivoolu väljundparameetreid laialdaselt sõltuvalt töötingimustest.

Käesoleva leiutise kohastes toodetud elektrigeneraator on püsivate magnetitega lahtiselt sünkroonne generaator. See koosneb ühest või mitmest osast, millest igaüks sisaldab:

Rootori ümmarguse magnetilise südamikuga, millele isegi püsimagnetide arv on sama etapiga fikseeritud,

Staator, mis kannab isegi hobuseraua (P-kujulist) elektromagnetid, mis asuvad paari vastas üksteise vastu ja millel on kaks rullid, millel on järjekindlalt vastupidises suunas,

Elektriline voolu sirgendusseade.

Püsivad magnetid on fikseeritud magnetliinidel nii, et nad moodustavad kaks paralleelset polisaali pikisuunas ja risti vahelduva polaarsusega. Elektromagnetid keskenduvad üle pealkirja postide nii, et iga elektromagneti rullid paiknevad ülalmainitud rootori pooluste paralleelse rida. Poolide arv ühes reas, võrdne N, vastab seoses N \u003d 10 + 4K, kus k on täisarv 0, 1, 2, 3 jne täisarv. Generaatori elektromagnetide arv ei ületa tavaliselt N-2 numbrit N-2.

Praegune sirgendusseade on tavaliselt üks dioodidel esineva standardse alaldi ahelatest: kahekõnevaba koos keskel või sillaga, mis on ühendatud iga elektromagneti mähistega. Vajadusel võib kasutada ka teistsugust praegust sirgendusskeemi.

Sõltuvalt elektrigeneraatori töö omadustest võib rootor asuda nii staatori välisküljele kui ka staatori sees.

Käesoleva leiutise kohaselt valmistatud elektrigeneraator võib sisaldada mitmeid identseid sektsioone. Selliste osade arv sõltub mehaanilise energiaallika (veoauto) ja elektritootja nõutavate parameetrite võimsusest. Eelistatavalt nihutatakse sektsioonid faaside suhtes üksteise suhtes. Seda on võimalik saavutada näiteks rootori esialgne nihe külgnevatel sektsioonides nurga all vahemikus 0 ° kuni 360 ° / N; või staatori elektromagnetide nurgavahetus külgnevatel osades üksteise suhtes võrreldes. Eelistatavalt sisaldab elektrigeneraator ka pingeregulaatori seadet.

Leiutist illustreerivad järgmised joonised:

joonisel fig 1 (a) ja (b) on kujutatud vastavalt käesolevale leiutisele tehtud elektrigeneraatori kava, milles rootor asub staatori sees;

joonisel fig 2 on kujutatud elektrigeneraatori ühe osa kujutist;

joonis 3 esitleb peamist elektrijuht Elektrigeneraator kahe kõnerežiimiga, mille keskmine sirgendusringi keskmine punkt;

joonisel fig 4 on kujutatud elektri generaatori elektrilise ahela diagrammi ühe praeguse sirgendamise sildadega;

joonisel fig 5 on kujutatud elektrigeneraatori ahelahuskeemi diagrammi teise sillakavaga voolu parandamiseks;

joonisel fig 6 on kujutatud elektrienergia elektrigeneraatori elektrilist ahelat teise sillakavaga voolu parandamiseks;

joonisel fig 7 on kujutatud elektrigeneraatori ahelmulaadiskeemi, millel on erinev silla kava voolu parandamiseks;

joonisel fig 8 on kujutatud elektrigeneraatori diagramm rootori välise teostamisega;

joonisel fig 9 on kujutatud käesoleva leiutise kohase mitmepoolse generaatori kujutise.

Joonisel fig 1 (a) ja (b) on kujutatud elektrigeneraator, mis on valmistatud vastavalt käesolevale leiutisele, mis sisaldab korpuse 1; Rootor 2 ringikujuliste magnettorudega 3, millele isegi püsimagneteid 4 on sama etapiga fikseeritud; Staator 5, mis viib isegi hobuseraua elektromagnetide 6, mis asub üksteise ees ja tööriista praeguse sirgendamiseks (pole näidatud) sirgendamiseks.

Elektrigeneraatori korpuse 1 valatakse tavaliselt alumiiniumisulamist või malmist või keevitatud. Elektri generaatori paigaldamine paigaldamise kohas viiakse läbi käpa 7 abil või ääriku abil. Staatoril 5 on silindriline sisepindMillistel identsed elektromagnetid 6 on ühendatud sama sammuga. Sel juhul kümme. Igal neist elektromagnetil on kaks rullid 8, millel on järjestikune mähise vastu suunamise suunas, mis asub p-kujulises südamikus 9. südamik 9 südamikuga kokku pandud elektrilise terase koorimata plaatidest liimile või käepidemele. Elektromagnetide mähiste järeldused ühe alaldi ahela (ei ole näidatud) kaudu ühendatud elektrigeneraatori väljundiga.

Rootori 3 eraldatakse staatorist õhuvahega ja kannab isegi püsivate magneteid 4, mis on paigutatud nii, et kaks paralleelset poolakala rida moodustatakse generaatori teljega ja vaheldumisi pikisuunaliste ja polaarsuse vaheldumisi. Katkestussuunad (joonis 2). Poolakogude arv ühes reas vastab suhtele: n \u003d 10 + 4K, kus K on täisarv 0, 1, 2, 3 jne täisarv Sel juhul (joonis fig 1) n \u003d 14 (k \u003d 1) ja seetõttu on püsiva magnetperede koguarv 28. Kui elektrigeneraator pöörleb, läbib iga elektromagnetide rullid vastava vahelduva postide arvu. Püsiv magnetid ja elektromagnet-südamikud on selline vorm, näiteks kahjumi minimeerimiseks ja homogeensuse saavutamiseks (nii palju kui võimalik) magnetvälja õhupühal elektrigeneraatori töö ajal.

Käesoleva leiutise kohase elektrigeneraatori tööpõhimõte on sarnane traditsioonilise sünkronoone generaatori töötamise põhimõttega. Rootori võll on mehaaniliselt ühendatud ajami mootoriga (mehaanilise energia allikas). Sõidumootori pöörleva hetke toimingul pöörleb generaatori rootor teatud sagedusel. Samal ajal juhitakse elektromagnetide rullide mähis vastavalt elektromagnetilise induktsiooni nähtusele EMC. Kuna üksikute elektromagneti rullid on erineva mähise suuna ja erinevate magnetpoollade toime valdkonnas, on EMF iga mähises.

Rootori pöörlemise protsessis pöörleb konstantse magnet magnetväli mõnes sagedusel, nii et iga elektromagnetide mähised selguvad vaheldumisi Northern (N) magnetpere tsoonis, seejärel lõunaosas asuvas tsoonis s) magnetiline pool. Samal ajal on POLI muutusel kaasas EDC suunas muutus elektromagnetide mähistes.

Iga elektromagneti mähised on ühendatud praeguse sirgendusseadmega, mis on tavaliselt üks dioodide standardseid alaldi ahelaid: kahe-lillega lille keskmine punkt või üks silla ahelaga.

Joonisel fig 3 on kujutatud kahe kõne alaldi kontseptuaalset elektrilist diagrammi, mille keskmine punkt on elektrigeneraatori keskmine punkt, millel on kolm elektromagnetid 10 paari 10. Joon. 3, elektromagnetid nummerdatud I kuni VI. Üks järeldusi iga elektromagneti mähise ja vastaspoole elektromagneti väljundi väljundiga ühendatakse ühe generaatori väljundiga; Teised elektromagnetide mähiste järeldused on ühendatud dioodide 11 kaudu teise generaatori väljundiga 13 (selle dioodide lisamisega, on väljund 12 negatiivne ja väljund on 13 positiivne). See tähendab, et kui mähise (b) algus on ühendatud elektromagneti negatiivse bussiga, siis on mähise otsa (E) ühendatud selle vastupidise elektromagnetiga. Sarnaselt teiste elektromagnetide puhul.

Joonis fig 4-7 kujutab endast erinevat silla ahelaid voolu parandamiseks. Sildade ühendamine, sirgendamine voolu igast elektromagnetist, võib olla paralleelne, järjekindel või segatud. Üleüldse erinevad skeemid Kasutatakse elektrigeneraatori väljundvoolu ja potentsiaalsete omaduste ümberjaotamiseks. Sama elektrigeneraator, sõltuvalt töörežiimidest, võib olla üks või muu sirgendusskeem. Eelistatavalt sisaldab elektrigeneraator soovitud töörežiimi valimiseks valikulist lülitit (sillaühenduse süsteemi).

Joonisel fig 4 on kujutatud elektrigeneraatori elektrilise ahela diagrammi ühe praeguse sirgendamise sillaskeemidega. Kõik elektromagnetid I-VI on ühendatud eraldi sillaga 15, mis omakorda on ühendatud paralleelselt. Kogu rehvid on seotud vastavalt elektrigeneraatori 12-ga negatiivsele toodangule või positiivsele 13-ni.

Joonis 5 kujutab endast elektrilist ahelat kõigi sildade seeriaühendusega.

Joonisel fig 6 on kujutatud segatud ühendiga elektriline ahel. Sillad, sirgendamine elektromagnetid: I ja II; III ja IV; V ja VI on ühendatud paaris. Ja omakorda paari on ühendatud paralleelselt rehvide kaudu.

Joonisel fig 7 on kujutatud elektritootja vooluahela, milles eraldi sild sirgendab voolu läbi läbimõõduga elektromagnetid. Iga paari diametraalselt vastupidine elektromagnetid, järeldused (sel juhul "B") on elektriliselt omavahel ühendatud ja ülejäänud järeldused on ühendatud sirgendamise sillaga 15. Sildade koguarv on m / 2. Ringhäälingu sillad saab ühendada paralleelselt ja / või järjestikku. Joonisel fig 7 on kujutatud sildade paralleelset ühendust.

Sõltuvalt elektrigeneraatori töö omadustest võib rootor asuda nii staatori välisküljele kui ka staatori sees. Joonisel fig 8 on kujutatud elektrigeneraatori diagramm rootori välimise versiooniga (10 elektromagnetid; 36 \u003d 18 + 18 püsimagnetid (K \u003d 2)). Sellise elektrigeneraatori toimimise konstruktsioon ja põhimõte on sarnased eespool kirjeldatud isikutega.

Käesoleva leiutise kohaselt valmistatud elektrigeneraator võib sisaldada mitmeid sektsioone A, B ja C (joonis 9). Selliste osade arv sõltub mehaanilise energiaallika (veoauto) ja elektritootja nõutavate parameetrite võimsusest. Kõik sektsioonid vastavad ühele ülalkirjeldatud kujundusele. Elektrigeneraator võib sisaldada nii identseid lõigud kui ka sektsioonid, mis erinevad üksteisest püsivate magnetide ja / või elektromagnetide või sirgendusskeemi järgi.

Eelistatavalt nihutatakse identsed sektsioonid faasidena üksteise suhtes. Seda on võimalik saavutada näiteks rootori algse nihe külgnevatel sektsioonides ja staatori elektromagnetide nurga nihe külgnevatel osades üksteise suhtes.

Rakendamise näited:

Näide 1. Vastavalt käesolevale leiutisele tehti elektritootja varustamiseks elektriseadmete pingele kuni 36 V. Elektriline generaator tehti pöörleva välimise rootoriga, millele paigutati 36 püsimagnetti (18 igas reas, K \u003d 2) valmistatud FE-ND sulamist -In. Staator kannab 8 paari elektromagnetid, millest igaühel on kaks rullid, mis sisaldavad 100 pööret PTTV-juhtmest, mille läbimõõt on 0,9 mm. Inklusiooniring on sild, mille ühendiga samad järeldused diametraalselt vastupidine elektromagnetid (joon. 7).

välisläbimõõt - 167 mm;

väljundpinge - 36 V;

maksimaalne vooluvool - 43 a;

võimsus - 1,5 kW.

Näide 2. Vastavalt käesolevale leiutisele tehti elektrigeneraatorit toiteallikate laadimiseks (patareide paari 24 V-ga) linnade elektrisõidukitele. Elektriline generaator on valmistatud pöörleva sisemise rootoriga, mis sisaldab 28 püsimagnetit (14 igas reas, k \u003d 1), mis on valmistatud Fe-ND-B sulamist. Staator kannab 6 paari elektromagnetid, millest igaühel on kaks 150 pöördeid, mis sisaldavad PTTV-juhtmest 150 pööret, läbimõõduga 1,0 mm. Kaasamise skeem on kahe kõneviis, mille keskmine punkt (joonis 3).

Elektrigeneraatoril on järgmised parameetrid:

välisläbimõõt - 177 mm;

väljundpinge on 31 V (aku plokis 24 laadimiseks);

maksimaalne vool - 35A,

maksimaalne võimsus - 1,1 kW.

Lisaks sisaldab elektrigeneraator automaatse pinge regulaatori 29.2 V.

Väide

1. elektrigeneraator, mis sisaldab vähemalt ühte ümmargust sektsiooni, mis sisaldab ümmarguse magnetilise südamikuga rootorit, millel on fikseeritud isegi püsivate magneteid, mis moodustavad kaks paralleelset polaarset poolakad, millel on pikisuunaliselt ja transverseerunud vahelduva polaarsusega poolakad, on ühtlase arvu kandva staator hobuseraua elektromagnetid, mis asuvad üksteise vastaspaik, seadmes elektrivoolu sirgendamiseks, kus iga elektromagnetil on kaks mähise järjekindlalt loenduri suunda, samas kui iga elektromagnetide rullid paiknevad ülalpool ühe paralleelse rida Rootori postid ja pooluste arv ühes reas, mis vastab suhetele

n \u003d 10 + 4K, kus k on täisarv väärtuste 0, 1, 2, 3 jne täisarv

2. Elektrigeneraator vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et staatori m elektromagnetide arv vastab suhe M N-2-ni.

3. Elektriline generaator vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et elektrivoolu sirgendamiseks mõeldud seade sisaldab dioode, mis on ühendatud vähemalt ühe elektromagnetide mähiste terminalidega.

4. Elektrigeneraator vastavalt nõudluspunktile 3, mis erineb selle poolest, et dioodid on ühendatud kahe kõnerežiimi abil keskmise ahelaga.

5. Elektrigeneraator vastavalt nõudluspunktile 3, mida iseloomustab see, et dioodid on ühendatud kõnniteel.

6. Elektriline generaator vastavalt nõudluspunktile 5, mida iseloomustab see, et sildade arv on m ja need omavahel ühendatud seerias või paralleelselt või järjestikku paralleelselt.

7. Elektriline generaator vastavalt nõudluspunktile 5, mida iseloomustab see, et sildade kogus on m / 2 ja üks samasuguseid väljundeid iga paari läbimõõduga elektromagnetid on ühendatud, samas kui teised on ühendatud ühe sillaga.

8. Elektriline generaator vastavalt ükskõik millisele punktile 1 kuni 7, mis erineb selle poolest, et rootor asub staatori väljastpoolt.

9. Elektrigeneraator vastavalt ükskõik millisele punktile 1 kuni 7, mis erineb selle poolest, et rootor asub staatori sees.

10. Elektrigeneraator vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et see sisaldab vähemalt kahte identset sektsiooni.

11. Elektriline generaator vastavalt nõudluspunktile 10, mida iseloomustab see, et vähemalt kaks osa nihutatakse faasidena üksteise suhtes.

12. Elektrigeneraator vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et see sisaldab vähemalt kaks osa elektromagnetide arvust erinevad.

13. Elektrigeneraator vastavalt punktile 1, mis erineb selle poolest, et lisaks sisaldab pinge regulaatori seadet.

Sünkroonsed masinad püsimagneteid (magnetoelektriline) ei ole põnevust mähis rootori ja põnev magnetvoo on loodud püsimagnetid asub rootori. Nende masinate staator tavalise disaini kahe- või kolmefaasilise mähisega.

Rakendage neid masinaid kõige sagedamini madala võimsusega mootoritena. Sünkroonne püsimagnet generaatorid on rakendatud harvemini, peamiselt autonoomselt töötavad kõrgendatud sagedusgeneraatorid, väikese ja keskmise võimsusega.

Sünkroonsed magnetoelektrilised mootorid. Need mootorid levitati kahes disaini versioonis: radiaalse ja aksiaalse asukohaga püsimagnetid.

Jaoks radiaalne asukoht Püsimagnetid rootoripakett koos padjaga, mis on valmistatud õõnsa silindri kujul, kinnitatakse püsimagneti ekspresseerimispindade välispinnale 3. Silinder teeb Interpole pesad, mis takistavad selle silindri konstantse magneti voolu sulgemist (joonis 23.1).

Jaoks axial asukoht Magnetid Rootori disain on sarnane rootori asünkroonse lühise mootori konstruktsiooniga. Ringi konstantseid magneteid vajutatakse selle rootori otstesse (joonis 23.1, \\ t ).

Magnet aksiaalset paigutust kasutatakse madalal läbimõõduga mootorites, mille võimsus on kuni 100 W; Magnetide radiaalse paigutusega disainilahendusi kasutatakse suuremate läbimõõdu mootorites, mille võimsus on kuni 500 W ja rohkem.

Nende mootorite asünkroonse alguses esinevad füüsikalised protsessid on mõningane funktsioon, kuna magnetoelektrilised mootorid on põnevil olekus lubatud. Püsimismagneti valdkond rootori kiirendamisel toob kaasa staatori emfi mähise
, sagedus, mille suureneb proportsionaalselt rootori pöörlemissagedusega. See EMF toob kaasa staatori voolu mähise, suheldes püsivate magnetide valdkonnas ja luua pidurhetk
, suunatud rootori pöörlemisse.

Joonis fig. 23.1. Magnetoelektrilised sünkroonmootorid, millel on radiaalne (a) ja

aksiaalne b)alaliste magnetide asukoht:

1 - staator, 2 - lühise rootor, 3 - püsimagnet

Seega, kui mootor kiireneb püsimagnetitega, toimivad kaks asünkroonset hetki oma rootorile (joonis 23.2): pöörlemine
(praegusest , tegutsedes staatori mähisele võrgustpoolt) ja piduri
(praegusest indutseeritud konstantse magneti staatori mähis).

Kuid nende hetkede sõltuvus rootori kiirusest (libisemine) on erinev: maksimaalne pöördemoment
vastab olulise sagedusega (kergelt libisemine) ja maksimaalne pidurdusmoment M. T. - madal kiirus (suur slaid). Rootori kiirendus toimub tulemusena saadud hagi
millel on väikese kiiruse tsoonis märkimisväärne "rike". Joonisel näidatud kõveratest võib näha, et hetke mõju
mootori käivitamisel, eriti sünkroniseerimise ajal M. vk , palju.

Usaldusväärse mootori käivitamise tagamiseks on vaja, et minimaalne tuletatud pöördemoment asünkroonirežiimis
ja sünkroniseerimise hetk M. vk , oli rohkem punkte koormus. Magnetoelektrilise asünkroonse hetke kujul

Joonis 2.2. Graafikud asünkroonsed hetked

magnetoelektriline sünkroonmootor

mootor sõltub suuresti stardirakkude aktiivsest resistentsusest ja mootori ergutamise astet, mida iseloomustab suurusjärgus
kus E. 0 - Staatori faasi emf, mis indutseeritakse ooterežiimis rootori pöörlemisel sünkroonsagedusega. Suurendades "Ebaõnnestumine" hetkel kõvera
suureneb.

Elektromagnetilised protsessid magnetoelektrilistes sünkroonmootoritel on põhimõtteliselt sarnased protsesse sünkroonse elektromagnetilise ergutamise mootorites. Siiski on vaja meeles pidada, et magnetoelektriliste masinate konstantse magnetid sõltuvad ankrureaktsiooni magnetvoogude mõju demagnetiseerimiseks. Mõnevõrra nõrgendab see demagnetization'i, mis on varjestusmõju püsivatele magnetidele.

Positiivsed omadused magnetoelektriliste sünkroonmootorite suurenenud töö stabiilsuse sünkroonne režiimis ja ühtsuse pöörlemiskiiruse, samuti võime lihtsalt pöörata mitu mootorit kaasas ühes võrgus. Neil mootoritel on suhteliselt kõrge energia näitajad (tõhusus ja
,).

Magnetoelektriliste sünkroonmootorite puudused on suurenenud väärtuse võrreldes teiste tüüpide sünkroonsete mootoritega, kuna suurte sunnivahenditega sulamite (Alni, Alnico, Magno et al.) Kõrgete kulude ja keerukuse tõttu. Need mootorid tehakse tavaliselt madalal võimsusel ja kasutatakse instrumentide valmistamises ja automaatsetes seadmetes, et juhtimismehhanisme, mis nõuavad pöörlemiskiiruse püsivust.

Sünkroonne magnetoelektrivally generaatorid. Sellise generaatori rootor viiakse läbi madala võimsusega kui "tärniga" (joonis 23,3, \\ t aga), keskmise võimsusega - küünistatud poolakate ja silindrilise püsimagnetiga (joonis 23,3, b).Rootor koos küünistatud poolakad võimaldab saada generaatori hajutamisega poolakad, mis piiravad šoki voolu järsku lühise generaatori. See vool on suurema ohtu püsiva magnetile tõttu tugeva demagnetilise mõju tõttu.

Lisaks magnetoelektriliste sünkroonmootorite kaalumisel märgitud puudused on püsimagneti generaatorid teise puuduse tõttu ergastuse mähise puudumise tõttu ja seetõttu on magnetoelektriliste generaatorite pinge reguleerimine peaaegu võimatu. See raskendab generaatori pinge stabiliseerimist, kui koormus muutub.

Joonis 2.3. Magnetoelektriliste sünkroonsete generaatorite rootorid:

1 - võll; 2 - püsimagnet; 3 - pole; 4 - Mittemagnetiline varrukas

Dmitri Levkin

Peamine erinevus iga sünkroonmootor püsimagneteid (SDPM) ja asub rootoris. Uuringud näitavad, et SDPM-il on umbes 2% rohkem kui väga tõhus (IE3) asünkroonne elektrimootor, tingimusel, et staatoril on sama disain ja sama kasutatakse kontrollimiseks. Samal ajal on püsimagnetidega sünkroonsed elektrimootorid võrreldes teiste elektrimootoritega paremad näitajad: võimsus / maht, hetk / inerts jne.

Konstruktsioonid ja sünkroonse elektrimootori tüübid püsimagnetidega

Sünkroonne mootor püsiste magnetidega, mis tahes, koosneb rootorist ja staatorist. Staator on fikseeritud osa, rootor on pöörlev osa.

Tavaliselt asub rootor elektrimootori staatori sees, on ka konstruktsioonid välise rootoriga elektrimootoritega.

Sünkroonse mootori konstruktsioonid püsimagnetidega: vasakpoolne on standardne, õigus konverteeritakse.

Rootor koosneb püsistest magnetidest. Kõrge sunnivahendiga materjale kasutatakse püsimagnaalidena.

Rootori konstruktsiooniga jagatakse sünkroonmootorid:

Elektrimootor, millel on kaudselt ekspresseeritud poolakad on võrdne induktiivsus pikisuunalistel ja põikelistel telgedel L D \u003d L Q, samas elektrimootoril, millel on selgesõnaliselt väljendunud poolakad, ei ole põiksuunaline induktiivsus võrdne pikisuunalise L q q ≠ l d.

Rootorite ristlõige erineva LD / LQ-ga suhtumisega. Mustad marginaalid tähistatud. Joonisel D, E esitatud aksiaalselt kihistatud rootorid, joonisel B ja s kujutatud rootorid takistustega.

Ka konstruktsiooni rootori SDPM jagatakse:
• sünkroonmootor pinna paigaldamisega Püsimagnetid
  (Inglise SPMSM - pinna püsimagneti sünkroonmootor) ;
• sünkroonmootor sisseehitatud (Incorporated) magnetid
  (Inglise IPMSM - interjööri püsimagneti sünkroonmootor).

Sünkroonne mootori rootori pinna paigaldamise püsimagnetid

Rootori sünkroonmootor sisseehitatud magnetidega

Staator Koosneb kere ja tuumast koos mähisega. Kõige tavalisemad disainilahendused kahe- ja kolmefaasilise mähisega.

Sõltuvalt staatori kujundusest juhtub püsimagnetitega sünkroonne mootor:
• jaotatud mähisega;
• kontsentreeritud mähisega.

Jaotatud Nad nimetavad sellisele mähisele, kus soonede arv pooluse kohta ja faasi Q \u003d 2, 3, ...., k.

Keskendunud Nad nimetavad sellisele mähisele, kus soonede arv masti ja faasi q \u003d 1. Sellisel juhul on sooned ühtlaselt staatori ümbermõõdud. Kaks mähis moodustavad rullid saab ühendada nii järjest kui ka paralleelselt. Selliste mähiste peamine puudus on EDC kõvera kujul mõju mõju.

Kolmefaasilise jaotatud mähise skeem

Kolmefaasilise kontsentreeritud mähise skeem

Reverse EMF-i vorm. Elektrimootor võib olla:
• trapetsikujuline;
• sinusoidne.

EDC kõvera kujul dirigent määrab magnetilise induktsiooni jaotuskõvera staatori ümbermõõduga vahe.

On teada, et magnetiline induktsioon tühjaks on rootori väljendunud pooluse all trapetsikujuline vorm. Samal vormil on sobiv EMF dirigent. Kui on vaja luua sinusoidse EMF, siis külge nõuanded kinnitavad sellist vormi, mille juures induktsiooni jaotamise kõver oleks sinusoidse lähedal. See aitab kaasa Pole rootori nõuandeid.

Sünkroonmootori kasutamise põhimõte põhineb staatori koostoime ja rootori pideva magnetvälja koostoimel.

Töötama

Peatama

Sünkroonmootori magnetvälja pöörlemine

Rootori magnetväli, mis suhtleb staatori mähise sünkroonse vahelduva vooluga, loob, sunnib rootorit pöörlema \u200b\u200b().

Rootori SDPM-is asuvad püsimagnetid loovad pideva magnetvälja. Sünkroonse rootori kiirusega staatori väljaga lukustub rootoripoolus staatori pöörleva magnetväljaga. Sellega seoses ei saa SDPM alustada, kui see on ühendatud otse kolmefaasilise vooluvõrguga (praegune sagedus 50 Hz).

Sünkroonse mootori juhtimine püsimagnetitega

Töötamiseks sünkroonse mootori püsimagnetid, kontrollisüsteem on vajalik näiteks või servo. Sel juhul olemas suur hulk Kontrollisüsteemide rakendatavate kontrollide haldamise meetodid. Valik optimaalne meetod Juhtkond sõltub peamiselt elektriseadme ees paigutatud ülesandest. Põhijuhtimismeetodid sünkroonne elektrimootor Alaliste magnetidega kuvatakse allolevas tabelis.

Kontroll				Kasu	Puudused
Sinusoidne				Lihtne juhtimiskeem
			Positsioonianduriga	Mootori rootori ja mootori pöörlemiskiiruse sujuv ja täpne paigaldamine, suur valik reguleerimist	Nõuab rootori asendi andurit ja võimsat juhtimissüsteemi mikrokontrollerit
			Ilma positsiooniandurita	Rootori asendi andurit pole vaja. Rootori ja mootori pöörlemiskiiruse sujuv ja täpne paigaldamine, suur valik reguleerimist, kuid vähem kui positsioonianduriga	Dummy Pole-orienteeritud juhtimine kogu kiiruse vahemikus See on võimalik ainult SDPM-i jaoks, millel on selged poolakad rootoriga, on vaja võimas juhtimissüsteem.
				Lihtne juhtimiskeem, head dünaamilised omadused, suur valik reguleerimist, rootori asendi andurit	Kõrgeim pulseerimine pöördemoment ja praegune
Trapets	Tagasisideta			Lihtne juhtimiskeem	Juhtkond ei ole optimaalne, ei sobi ülesannete jaoks, kus koormuse muutused, juhitavus on võimalik.
	Alates tagasiside	Positsioonianduriga (Hall andurid)		Lihtne juhtimiskeem	Wanted Hall andurid. On hetkel pulseerimine. Mõeldud SDPM-i kontrollimiseks trapetside vastupidise vastupidise e-EMF-i juhtimisega SPMM-i reguleerimist sinusoidse vastupidise EDC-ga, on alljärgnev keskmine hetk 5%.
		Andurita		Vajavad võimsamat juhtimissüsteemi	Ei sobi madalate pöörete tegemiseks. On hetkel pulseerimine. Mõeldud SDPM-i kontrollimiseks trapetside vastupidise vastupidise e-EMF-i juhtimisega SPMM-i reguleerimist sinusoidse vastupidise EDC-ga, on alljärgnev keskmine hetk 5%.

Populaarsed meetodid magnetide sünkroonse mootori juhtimiseks

Et lahendada keerukamaid ülesandeid, trapedestiaalse kontrolli saali andurid kasutatakse tavaliselt (näiteks arvuti fännid). Et lahendada probleeme, mis nõuavad maksimaalseid omadusi elektriseadmest, valitakse polüteenitava kontrolli tavaliselt.

Trapedeeritud juhtimine

Üks lihtsamaid meetodeid sünkroonmootori kontrollimiseks püsimagnetidega on trapetsikujuline kontroll. Trapestiaalne juhtimine kasutatakse SDPM-i juhtimiseks trapetside vastupidise EDC-ga. Sellisel juhul võimaldab see meetod juhtida ka SPM-i SINUSOIDI tagurpidi EMF-i abil, kuid seejärel elektriseadme keskmine hetk on alla 5% ja hetk pulseerimine on 14% maksimaalsest väärtusest. Seal on trapestiaalne juhtimine ilma tagasisideta ja tagasisidet rootori asukoha kohta.

Kontroll tagasisideta Mitte optimaalselt ja võib kaasa tuua SDPMi väljumise sünkronistlusest, st Kontrollitavuse kaotamise tõttu.

Kontroll tagasisidega saab jagada:
• trapestiaalne juhtimine asendi anduri üle (tavaliselt - saali andurites);
• trapestiaalne juhtimine ilma andurita (dumbway trapetszda).

Rootori asendiandurina kasutatakse kolmefaasilist SDPM trapets-trapetsi juhtnuppe tavaliselt kolme kõrgtehnoloogilise andurit, mis võimaldavad teil määrata nurk täpsusega ± 30 kraadi. Selle kontrolli puhul kestab staatori praegune vektor ainult kuus positsiooni elektriperioodi kohta, mille tulemusena on toodangul hetk pulseerimine.

Rootori asukoha määramiseks on kaks võimalust:
• asendi anduril;
• ilma andurita - nurga arvutamisel reaalajas juhtimissüsteem põhineb olemasoleva teabe põhjal.

Pole-orienteeritud SDPM kontrolli üle asendi andur

Anurn andurina kasutatakse järgmisi andureid:
• induktiivne: sinus-kosiini pöörlev trafo (SKVT), reducleosyne, indeustosin et al.;
• optiline;
• magnetic: magnetsandurid.

Pole orienteeritud SDPM juhtimine ilma positsiooni andurita

Mikroprotsessorite kiire arengu tõttu alates 1970. aastatest hakkasid välja töötama harjadeta vahelduva voolu kontrollimise vaktor meetodid. Esimesed sadestamismeetodid nurga määramiseks põhinesid elektrimootori omadustel, et luua pöörlemise ajal vastupidine EMF. Mootori vastupidine EMF sisaldab teavet rootori asukoha kohta, seega võib pöörd-EDC suhe statsionaarses koordinaatsüsteemis arvutada rootori positsiooni. Aga kui rootor ei liigu, on tagurpidi EMF puudub ja madalates pööretel on vastupidine EMF-i väike amplituud, mida on raske müra eristada, mistõttu see meetod ei sobi mootori rootori positsiooni määramiseks madalal Revs.

SDPM käivitamiseks on kaks ühist võimalust:
• käivita Scalari meetodina - käivitamine eelnevalt kindlaksmääratud omadusega pinge sõltuvusest sagedusest. Kuid Scalar Control piirab oluliselt juhtimissüsteemi võimalusi ja elektriseadme parameetreid tervikuna;
• - See toimib ainult SDPM-iga, kus rootori on selgesõnaliselt väljendunud poolakad.

Praegu on võimalik ainult mootorite jaoks, millel on selged poolakad.

Kolmefaasiline sünkroonne vahelduvool voolu generaator ilma magnetilise kleepumisega, millel on ergutusvastane neodüümi magnetidest, 12 paari postid.

Väga ammu nõukogude ajad Ajakirjas "mudelid disainer" avaldas artikkel pühendatud ehitamise pöörleva tüüpi tuuleveski. Sellest ajast alates on mul soov ehitada midagi sellist suvila krunt, kuid see ei jõudnud tegelikele tegevustele. Kõik on muutunud neodüümi magnetide tekkega. Küsis hunnik teavet internetis ja mis juhtus.
Generaatori seade: Kaks korda terasest ketas Alates madala süsinikusisaldusega terasest liimitud magneteid on jäigalt ühendatud läbi vahepealse varruka. Piiride vahel kettad on fikseeritud lame rullid ilma südamikud. Spiraali poolel tekkinud EMF-i induktsioon on vastupidine suunas ja on kokku võetud rulli üldises EDC-sse. EMF-i induktsioon, mis tekib konstantses homogeenses magnetväljal liikuva dirigent, määratakse valemiga E \u003d b · v · l Kus: B.-Magnetiline induktsioon V.- liikumise liikumine L.- ulatuslik pikkus pikkus. V \u003d π · d · n / 60 Kus: D.-Diameter N.-Rotailne kiirus. Magnetic indutseerimine lõhe kahe pooluse vahel on pöördvõrdelised nende vahemaa tagant. Generaator on monteeritud tuuleturbiini madalamale toele.

Kolmefaasilise generaatori diagramm lihtsuse jaoks lähetatakse lennukile.

Joonisel fig. 2 kujutab rullide paigutuse skeemi, kui nende arv on taas kaks korda, liigub poolakate ristmikud antud juhul. Rullid kattuvad 1/3 magnetlaiusest. Kui rullide laius väheneb 1/6-ga, siis nad seisavad ühes reas ja lõhede vahel pooluste vahel ei muutu. Maksimaalne vahe poolakate vahel on võrdne ühe magnet kõrgusega.