Générateurs synchrones avec des aimants permanents. Études expérimentales de l'efficacité énergétique des générateurs synchrones supersoniques sur les générateurs d'aimants permanents avec des aimants permanents

Lévlette Dmitry

La principale différence entre chaque moteur synchrone de aimants permanents (SDPM) et réside dans le rotor. Des études montrent que SDPM a environ 2% de plus que très efficace (IE3) moteur électrique asynchrone, à condition que le stator ait la même conception, et la même chose est utilisée pour contrôler. Dans le même temps, des moteurs électriques synchrones avec des aimants permanents par rapport aux autres moteurs électriques ont de meilleurs indicateurs: puissance / volume, moment / inertie, etc.

Constructions et types de moteur électrique synchrone avec des aimants permanents

Le moteur synchrone avec des aimants permanents, comme tout, consiste en un rotor et un stator. Le stator est une partie fixe, le rotor est une partie en rotation.

En règle générale, le rotor est situé à l'intérieur du stator du moteur électrique, il existe également des structures avec des moteurs électriques à rotor externes.

Constructions d'un moteur synchrone avec des aimants permanents: la gauche est standard, la droite est convertie.

Rotor consiste en des aimants permanents. Les matériaux à forte force coercitive élevée sont utilisés comme aimants permanents.

Par la conception du rotor, des moteurs synchrones sont divisés en:

Le moteur électrique avec des poteaux implicitement exprimés a une inductance égale le long des axes longitudinaux et transversaux L D \u003d L Q, tandis qu'au moteur électrique avec des poteaux explicitement prononcés, l'inductance transversale n'est pas égale à la longitudinale L q ≠ l d.

La section transversale des rotors avec une attitude différente de LD / LQ. Marges noires marquées. Sur la figure D, des rotors stratifiés axialement axialement, dans la figure B et S des rotors représentés avec des barrières.

moteur synchrone avec installation de surface Aimants permanents
(FRANÇAIS SPMSM - Moteur synchronisé à aimant permanent de surface) ;
moteur synchrone avec intégré Aimants (incorporés)
(Français IPMSM - Moteur synchronisé à aimant permanent intérieur).

Rotor de moteur synchrone avec installation de surface d'aimants permanents

Moteur synchrone de rotor avec aimants intégrés

Stator Se compose d'une coque et d'un noyau avec de l'enroulement. Les conceptions les plus courantes avec une enroulement à deux et trois phases.

avec enroulement distribué;
avec un enroulement concentré.

Distribué Ils appellent une telle enroulement, dans laquelle le nombre de rainures par poteau et la phase q \u003d 2, 3, ...., k.

Concentré Ils appellent une telle enroulement, dans laquelle le nombre de rainures par poteau et la phase q \u003d 1. Dans ce cas, les rainures sont uniformément dans la circonférence du stator. Deux bobines formant l'enroulement peuvent être connectées à la fois successivement et en parallèle. Le principal inconvénient de ces enroulements est l'impossibilité d'influence sur la forme de la courbe EDC.

Schéma d'enroulement distribué triphasé

Schéma d'enroulement concentré triphasé

Forme d'EMF inverse.

trapézoïdal;
sinusoïdal.

La forme de la courbe EDC dans le conducteur est déterminée par la courbe de distribution d'induction magnétique dans l'intervalle de la circonférence du stator.

Il est connu que l'induction magnétique dans l'écart sous un pôle prononcé du rotor a une forme trapézoïdale. La même forme a un ajustement dans le conducteur EMF. S'il est nécessaire de créer un EMF sinusoïdal, les conseils de pôle attachent une telle forme à laquelle la courbe de distribution d'induction serait proche de sinusoïdale. Cela contribue aux grincements des pointes du rotor de pôle.

Le principe de fonctionnement du moteur synchrone est basé sur l'interaction du stator et le champ magnétique constant du rotor.

Cours

Arrêter

Champ magnétique rotatif du moteur synchrone

Le champ magnétique du rotor, interagissant avec le courant alternatif synchrone de l'enroulement du stator, en fonction de la création, forçant le rotor à tourner ().

Les aimants permanents situés sur le Rotor SDPM créent un champ magnétique constant. Avec une vitesse de rotor synchrone avec un champ de stator, le pôle de rotor est déverrouillé avec un champ magnétique rotatif du stator. En relation avec cela, le SDPM ne peut pas démarrer lorsqu'il est connecté directement au réseau de courant triphasé (fréquence de courant en 50 Hz).

Contrôle du moteur synchrone avec des aimants permanents

Pour le fonctionnement d'un moteur synchrone avec des aimants permanents, un système de contrôle est requis, par exemple, ou un servo. Dans ce cas, il existe un grand nombre de Méthodes de gestion du contrôle mis en œuvre par les systèmes de contrôle. Le choix de la méthode de contrôle optimale dépend principalement de la tâche placée devant le lecteur électrique. Méthodes de gestion de base moteur électrique synchrone Avec des aimants permanents, sont indiqués dans le tableau ci-dessous.

Contrôler				Avantages	désavantages
Sinusoïdal				Schéma de contrôle simple
			Avec capteur de position	Installation lisse et précise de la position du rotor et de la vitesse de rotation du moteur, une large gamme de réglementations	Nécessite un capteur de position de rotor et un puissant microcontrôleur de système de contrôle
			Sans capteur de position	Aucun capteur de position du rotor n'est requis. Installation lisse et précise de la position du rotor et de la vitesse de rotation du moteur, une large gamme de régulation, mais moins qu'avec un capteur de position	Gestion factice orientée polaire dans toute la plage de vitesse Il est possible uniquement pour SDPM avec un rotor avec des pôles explicites, un puissant système de contrôle est requis.
				Schéma de gestion simple, bonnes caractéristiques dynamiques, grande variété de régulation, sans capteur de position de rotor	Couple de pulsations élevées et courant
Trapétique	Sans retour			Schéma de contrôle simple	La gestion n'est pas optimale et ne convient pas aux tâches, lorsque la charge de charge est possible.
	DE retour	Avec capteur de position (capteurs de hall)		Schéma de contrôle simple	Capteurs de la salle recherchés. Il y a moment pulsations. Conçu pour contrôler le SDPM avec un EMF inverse trapézdinal, lors du contrôle du SPMM avec un EDC inversé sinusoïdal, le moment moyen ci-dessous est de 5%.
	DE retour	Sans capteur		Besoin d'un système de contrôle plus puissant	Ne convient pas à travailler sur bas tours. Il y a moment pulsations. Conçu pour contrôler le SDPM avec un EMF inverse trapézdinal, lors du contrôle du SPMM avec un EDC inversé sinusoïdal, le moment moyen ci-dessous est de 5%.

Méthodes populaires pour les aimants de commande Moteur synchrone

Pour résoudre des tâches simples, les commandes Trapestial sur les capteurs de la salle sont couramment utilisées (par exemple - ventilateurs d'ordinateur). Pour résoudre des problèmes nécessitant des caractéristiques maximales à partir du variateur électrique, la commande polyatéentisée est généralement sélectionnée.

Gestion traditionnelle

L'une des méthodes les plus simples de contrôle d'un moteur synchrone avec des aimants permanents est la commande trapézoïdale. La gestion traditionnelle est utilisée pour contrôler le SDPM avec un EDC en marche arrière trapézaine. Dans ce cas, cette méthode vous permet également de contrôler le SPM avec un EMF inversé sinusoïdal, mais le moment moyen de l'entraînement électrique sera inférieur à 5% et le moment où la pulsation sera de 14% de la valeur maximale. Il y a un contrôle trapétial sans retour et retour sur la position du rotor.

Contrôler sans retour Pas de manière optimale et peut conduire à la sortie du SDPM du synchronisme, c'est-à-dire Par perte de contrôlabilité.

avec rétroaction

contrôle trempe sur le capteur de position (généralement - sur les capteurs de hall);
contrôle trempe sans capteur (Tumbay Trapezda).

En tant que capteur de position de rotor, les commandes trapézales SDPM triphasées sont couramment utilisées trois capteurs haut de gamme, ce qui vous permet de déterminer un angle avec une précision de ± 30 degrés. Avec ce contrôle, le vecteur actuel du stator ne prend que six positions par période électrique, à la suite de laquelle il y a des pulsations momentanées à la sortie.

sur le capteur de position;
sans capteur - en calculant l'angle, un système de contrôle en temps réel basé sur les informations disponibles.

Contrôle SDPM orienté polaire sur le capteur de position

inductif: transformateur rotatif de sinus-cosinus (SKVT), réducteurosyne, Industosin et al.;
optique;
magnétique: capteurs magnétiques.

Contrôle SDPM orienté poteau sans capteur de position

En raison du développement rapide des microprocesseurs depuis les années 1970, des procédés de vecteur désespéré pour contrôler le courant alternatif sans balai ont commencé à être développés. Les premières méthodes précipitatives de détermination de l'angle étaient basées sur les propriétés du moteur électrique pour générer un EMF inversé pendant la rotation. L'EMF inverse du moteur contient des informations sur la position du rotor, de sorte que le rapport de l'EDC inverse dans le système de coordonnées stationnaire peut calculer la position du rotor. Mais lorsque le rotor ne bouge pas, l'EMF inverse est absent, et sur des revents bas, l'EMF inverse a une petite amplitude, ce qui est difficile à distinguer du bruit, ce procédé ne convient donc pas à la détermination de la position du rotor de moteur à basse. revs.

exécuter en tant que méthode scalaire - lancement par une caractéristique prédéterminée de la dépendance de la tension de la fréquence. Mais le contrôle scalaire limite considérablement les capacités du système de contrôle et des paramètres du lecteur électrique dans son ensemble;
- Cela ne fonctionne qu'avec le SDPM dans lequel le rotor a explicitement prononcé des pôles.

Actuellement, il est possible uniquement pour les moteurs avec un rotor avec des pôles explicites.

La présente invention concerne le domaine de l'ingénierie électrique, nommément des machines électriques en vrac, en particulier des générateurs électriques courant continuet peut être utilisé dans n'importe quel domaine de la science et de la technologie où des alimentations autonomes sont nécessaires. Résultat technique - La création d'un compact très efficace générateur électriqueCe qui vous permet de préserver une conception relativement simple et fiable à varier largement varier les paramètres de sortie du courant électrique en fonction des conditions de fonctionnement. L'essence de l'invention est qu'un générateur synchrone peu communicatif avec des aimants permanents consiste en une ou plusieurs sections, chacune comprenant un rotor avec un circuit magnétique circulaire, sur lequel un nombre pair d'aimants permanents est fixé avec la même étape, le stator Le port d'un nombre pair d'électroaimants de fer à cheval situés par paires est fixé. En face de l'autre et ayant deux bobines avec une direction constante de la mise enroulement d'enroulement, un dispositif de redressement du courant électrique. Les aimants permanents sont fixés sur une ligne magnétique de manière à former deux rangées de pôles parallèles avec une polarité alternée longitudinalement et transversale. Les électroaimants sont concentrés sur les poteaux de titre de manière à ce que chacune des bobines électromagnétiques soit située au-dessus de l'une des rangées parallèles des pôles du rotor. Le nombre de pôles d'une rangée, égal à n, satisfait la relation: n \u003d 10 + 4k, où K est une valeur entière de 0, 1, 2, 3, etc. Le nombre d'électroaimants dans le générateur ne dépasse généralement pas le nombre (N-2). 12 Z.P. F-mensonges, 9 ans.

Brevets au brevet de brevet 2303849

La présente invention concerne des machines électriques sous-colorantes, en particulier des générateurs électriques DC et peuvent être utilisés dans n'importe quelle zone de science et de technologie dans lesquelles des alimentations autonomes sont nécessaires.

Les machines AC synchrones ont été largement distribuées dans le domaine de la production et dans la sphère de la consommation d'énergie électrique. Toutes les machines synchrones ont une propriété de réversibilité, c'est-à-dire que chacune d'entre elles peut fonctionner à la fois dans le mode du générateur et en mode moteur.

Le générateur synchrone contient un stator, généralement un cylindre surélevé creux avec des rainures longitudinales sur surface interneLorsque l'enroulement du stator est situé et que le rotor, qui est les aimants permanents de la polarité alternée, situés sur l'arbre, qui peut être entraîné d'une manière ou d'une autre. Dans les générateurs industriels à haute puissance, un enroulement d'excitation situé sur le rotor est utilisé pour obtenir un champ magnétique d'excitation. Dans les générateurs synchrones par rapport à la faible puissance, des aimants constants situés sur le rotor sont utilisés.

Avec la fréquence de rotation inchangée, la forme de la courbe EDC générée par le générateur n'est déterminée que par la loi de la distribution d'induction magnétique dans l'écart entre le rotor et le stator. Par conséquent, pour obtenir une tension à la sortie du générateur d'une forme donnée et convertir efficacement l'énergie mécanique à l'utilisation électrique de la géométrie de la diversité du rotor et du stator, et sélectionnez également le nombre optimal de poteaux magnétiques constants et le nombre des virages de l'enroulement du stator (US 5117142, US 5537025, du 19802784, EP 0926806, WO 02/003527, US 2004153793, US 200421390, US 2004212273, US 2004155537). Les paramètres énumérés ne sont pas universels, mais sont sélectionnés en fonction des conditions de fonctionnement, ce qui entraîne souvent la détérioration des autres caractéristiques du générateur électrique. De plus, la forme complexe du rotor ou du stator complique la fabrication et l'assemblage du générateur et, par conséquent, augmente le coût du produit. Le générateur magnétoélectrique synchrone du rotor peut avoir différentes formesPar exemple, quand batterie faible Le rotor est généralement effectué sous la forme de "astérisques", de puissance moyenne - avec des pôles d'affûtage et des aimants permanents cylindriques. Le rotor avec des poteaux à griffes permet d'obtenir un générateur de diffusion de pôles qui limite le courant de choc avec un court-circuit soudain du générateur.

En générateur d'aimant permanent, la stabilisation de la tension est difficile lorsque la charge change (car il n'y a pas de connexion magnétique inversée, telle que, par exemple, dans les générateurs d'enroulement d'excitation). Pour stabiliser la tension de sortie et rectifier l'utilisation actuelle d'utilisation de divers circuits électriques (GB 1146033).

La présente invention concerne la création d'un générateur électrique extrêmement efficace compact, qui permet, tout en maintenant une conception relativement simple et fiable, les paramètres de sortie du courant électrique varient considérablement en fonction des conditions de fonctionnement.

Le générateur électrique, fait conformément à la présente invention, est un générateur synchrone en vrac avec des aimants permanents. Il consiste en une ou plusieurs sections, dont chacune comprend:

Le rotor avec un noyau magnétique circulaire sur lequel un nombre pair d'aimants permanents est fixé avec la même étape,

Le stator portant un nombre uniforme d'électroaigner à cheval (en forme de P) (en forme de P) située par des couples opposées et ayant deux bobines avec une direction constamment contre-compteur de l'enroulement,

Dispositif de redressement de courant électrique.

Les aimants permanents sont fixés sur une ligne magnétique de manière à former deux rangées de pôles parallèles avec une polarité alternée longitudinalement et transversale. Les électroaimants sont concentrés sur les poteaux de titre de manière à ce que chacune des bobines électromagnétiques soit située au-dessus de l'une des rangées parallèles des pôles du rotor. Le nombre de pôles d'une rangée, égal à n, satisfait la relation: n \u003d 10 + 4k, où K est une valeur entière de 0, 1, 2, 3, etc. Le nombre d'électroaimants dans le générateur ne dépasse généralement pas le nombre N-2.

Le dispositif de redressement actuel est généralement l'un des circuits de redressement standard effectués sur des diodes: sans parole avec un pont intermédiaire ou un pont relié aux enroulements de chaque électroicapnet. Si nécessaire, un système de redressement de courant différent peut également être utilisé.

En fonction des caractéristiques du fonctionnement du générateur électrique, le rotor peut être situé à la fois du côté extérieur du stator et à l'intérieur du stator.

Le générateur électrique effectué conformément à la présente invention peut inclure plusieurs sections identiques. Le nombre de telles sections dépend de la puissance de la source d'énergie mécanique (moteur d'entraînement) et des paramètres requis du générateur électrique. De préférence, les sections sont déplacées par la phase par rapport à l'autre. Cela peut être atteint, par exemple, le décalage initial du rotor dans des sections adjacentes à un angle allongé dans la plage de 0 ° à 360 ° / N; ou le décalage de coin des électroaimants de stator dans des sections adjacentes les unes par rapport à l'autre. De préférence, le générateur électrique comprend également une unité de régulateur de tension.

L'invention est illustrée par les dessins suivants:

la figure 1 (a) et (b) indique le schéma de générateur électrique effectué conformément à la présente invention, dans lequel le rotor est situé à l'intérieur du stator;

la figure 2 montre l'image d'une section du générateur électrique;

la figure 3 présente un schéma de circuit de circuit d'un générateur électrique avec un point à deux langues avec un point moyen du circuit de redressement actuel;

la figure 4 montre le diagramme de circuit électrique du générateur électrique avec l'un des ponts du redressement actuel;

la figure 5 présente un schéma de circuit de circuit d'un générateur électrique avec un autre schéma de pont pour le courant de redressement;

la figure 6 présente les circuits électriques du générateur électrique avec un autre système de pont pour corriger le courant;

la figure 7 présente un schéma de circuit de circuit d'un générateur électrique avec un schéma de pont différent pour le courant de redressement;

la figure 8 montre un diagramme d'un générateur électrique avec une exécution externe du rotor;

la figure 9 présente l'image d'un générateur multisectif réalisé conformément à la présente invention.

La figure 1 (a) et (b) indique le générateur électrique effectué conformément à la présente invention, qui contient un boîtier 1; Rotor 2 avec tuyau magnétique circulaire 3, sur lequel le nombre même d'aimants permanents 4 est fixé avec la même étape; Stor 5, portant un nombre pair d'électroaimants de fer à cheval 6, situé devant l'autre et l'outil de redressement du courant (non représenté).

Le boîtier 1 du générateur électrique est généralement lancé d'un alliage d'aluminium ou d'une fonte ou soudé. L'installation du générateur électrique sur place de son installation est effectuée au moyen de la patte 7 ou au moyen d'une bride. Le stator 5 a une surface interne cylindrique sur laquelle des électroatilles identiques 6 sont fixées à la même étape. Dans ce cas, dix. Chacun de ces électromagnètes comporte deux bobines 8 avec une direction successivelle de l'enroulement situé sur un noyau en forme de P 9. Le noyau du noyau 9 est assemblé à partir des plaques pelées de l'acier électrique sur l'adhésif ou les poignées. Les conclusions des enroulements d'électroaimants à travers l'un des circuits redresseurs (non représentés) sont connectés à la sortie du générateur électrique.

Le rotor 3 est séparé du stator par l'intervalle d'air et porte un nombre pair d'aimants permanents 4, agencé de telle sorte que deux rangées parallèles de pôles soient formées équidistériques à l'axe du générateur et alternant le long de la polarité dans la longitudinale et directions transversales (Figure 2). Le nombre de pôles d'une rangée satisfait à la relation: n \u003d 10 + 4k, où K est une valeur entière prenant des valeurs de 0, 1, 2, 3, etc. Dans ce cas (figure 1) n \u003d 14 (k \u003d 1) et, en conséquence, le nombre total de pôles magnétiques permanents est 28. Lorsque le générateur électrique tourne, chacun des bobines d'électroaimants passe sur le nombre correspondant de pôles alternés. Les aimants permanents et les noyaux électromagnétonniers ont la forme telle pour minimiser les pertes et atteindre l'homogénéité (autant que possible) le champ magnétique dans l'intervalle d'air pendant le fonctionnement du générateur électrique.

Le principe de fonctionnement du générateur électrique effectué conformément à la présente invention est similaire au principe de fonctionnement d'un générateur synchrone traditionnel. L'arbre du rotor est relié mécaniquement au moteur d'entraînement (source d'énergie mécanique). Sous l'action du moment tournant du moteur d'entraînement, le rotor du générateur tourne à une fréquence. Dans le même temps, dans l'enroulement des bobines d'électroaimants conformément au phénomène d'induction électromagnétique, EMC est guidée. Étant donné que les bobines d'un électroicapnet individuel ont une direction d'enroulement différente et sont à tout moment dans la zone d'action de divers pôles magnétiques, l'EMF est dans chacun des enroulements.

Dans le processus de rotation du rotor, le champ magnétique de l'aimant constant tourne à une fréquence à une fréquence, de sorte que chacun des enroulements des électroaimants s'avère alternativement dans la zone du pôle magnétique nord (n), puis dans la zone du sud du sud. (S) Pôle magnétique. Dans le même temps, le changement de pôle est accompagné d'un changement de direction d'EDC dans les enroulements d'électroaimants.

Les enroulements de chaque électroicapnet sont reliés au dispositif de redressement de courant, qui est généralement l'un des circuits de redressement standard effectués sur des diodes: deux-fleuriodiques avec un point moyen ou l'un des circuits de pont.

La figure 3 présente le schéma électrique conceptuel d'un redresseur à deux langues avec un point moyen pour un générateur électrique avec trois paires d'électroaimants 10. Fig. 3, des électroaimants sont numérotés de I à VI. L'une des conclusions de l'enroulement de chaque électroicapnet et de la sortie de l'enroulement de l'électromagnétique opposée avec celle-ci sont connectées à une sortie génératrice; D'autres conclusions des enroulements des électromagnoles nommés sont connectées à travers des diodes 11 à une autre sortie génératrice 13 (avec cette inclusion de diodes, la sortie 12 sera négative et la sortie est 13 positive). C'est-à-dire que si le début de l'enroulement (B) est connecté au bus négatif pour l'électromagnétique, l'extrémité de l'enroulement (E) est connectée à l'électromagnétique opposé à celle-ci. De même pour d'autres électroaimants.

FIGUE. 4-7 présente différents circuits de pont pour le courant de redressement. La connexion de ponts, redressant le courant de chacun des électroaimants, peut être parallèle, cohérent ou mélangé. Du tout divers régimes Utilisé pour redistribuer le courant de sortie et les caractéristiques potentielles du générateur électrique. Le même générateur électrique, en fonction des modes de fonctionnement, peut avoir un ou plusieurs schéma de redressement. De préférence, le générateur électrique contient un commutateur en option pour sélectionner le mode de fonctionnement souhaité (schéma de connexion de pont).

La figure 4 montre le schéma de circuit électrique du générateur électrique avec l'un des schémas de pont du redressement actuel. Chacun des électroaimants I-VI est connecté à un pont séparé 15, qui sont à son tour connectés en parallèle. Les pneus totaux sont connectés respectivement à la sortie négative de 12 du générateur électrique ou à 13.

La figure 5 présente un circuit électrique avec une connexion série de tous les ponts.

FIGUE. 6 montre un circuit électrique avec un composé mixte. Ponts, courant de redressement des électromagnoles: I et II; III et IV; V et vi sont connectés dans paire. Et les paires à tour de rôle sont connectées parallèlement à travers les pneus totaux.

La figure 7 présente un circuit électrique de circuit d'un générateur électrique, dans lequel un pont séparé redresse le courant de la paire d'électroaimants diamétralement opposés. Pour chaque paire d'électroaimants diamétralement opposés, les conclusions (dans ce cas "B") sont interconnectées électriquement et les conclusions restantes sont reliées au pont de redressement 15. Le nombre total de ponts est M / 2. Les ponts de diffusion peuvent être connectés en parallèle et / ou séquentiellement. La figure 7 montre une connexion parallèle de ponts.

En fonction des caractéristiques du fonctionnement du générateur électrique, le rotor peut être situé à la fois du côté extérieur du stator et à l'intérieur du stator. La figure 8 montre un diagramme d'un générateur électrique avec une version extérieure du rotor (10 électroaimants; 36 \u003d 18 + 18 aimants permanents (K \u003d 2)). La conception et le principe de l'opération d'un tel générateur électrique sont similaires à ceux décrits ci-dessus.

Le générateur électrique effectué conformément à la présente invention peut comprendre plusieurs sections A, B et C (Fig. 9). Le nombre de telles sections dépend de la puissance de la source d'énergie mécanique (moteur d'entraînement) et des paramètres requis du générateur électrique. Chacune des sections correspond à l'une des conceptions décrites ci-dessus. Le générateur électrique peut inclure à la fois des sections et des sections identiques qui diffèrent de l'autre par le nombre d'aimants permanents et / ou d'électroaigner ou de straightinging.

De préférence, les sections identiques sont décalées par la phase par rapport à l'autre. Cela peut être atteint, par exemple, le décalage initial du rotor dans des sections adjacentes et le décalage angulaire des électroaimants de stator dans les sections adjacentes par rapport à l'autre.

Exemples de mise en œuvre:

Exemple 1. Conformément à la présente invention, un générateur électrique a été conçu pour fournir des appareils électriques à une tension à 36 V. Le générateur électrique a été réalisé avec un rotor externe rotatif sur lequel 36 aimants permanents ont été placés (18 dans chaque rangée, K \u003d 2) en alliage Fe-ND. Le stator transporte 8 paires d'électroaimants, chacune ayant deux bobines contenant 100 tours du fil PTTV d'un diamètre de 0,9 mm. Le circuit d'inclusion est le pont, avec un composé des mêmes conclusions d'électroaimants diamétralement opposés (Fig. 7).

diamètre extérieur - 167 mm;

tension de sortie - 36 V;

courant maximum - 43 a;

puissance - 1,5 kW.

Exemple 2. Conformément à la présente invention, un générateur électrique a été conçu pour recharger des alimentations (paire de piles par 24 V) pour véhicules électriques urbains. Le générateur électrique est effectué avec un rotor interne rotatif, qui contient 28 aimants permanents (14 dans chaque rangée, K \u003d 1) fabriqués à partir de l'alliage Fe-ND-B. Le stator porte 6 paires d'électroaimants, chacun ayant deux bobines contenant 150 tours enroulée par le fil PTTV d'un diamètre de 1,0 mm. Le schéma d'inclusion est un mode à deux langues avec un point moyen (Figure 3).

Le générateur électrique a les paramètres suivants:

diamètre extérieur - 177 mm;

la tension de sortie est de 31 V (pour le chargement 24 dans le bloc de batterie);

courant maximum - 35a,

puissance maximale - 1,1 kW.

De plus, le générateur électrique contient un régulateur de tension automatique de 29,2 V.

RÉCLAMER

1. Un générateur électrique contenant au moins une section circulaire comprenant un rotor avec un noyau magnétique circulaire, sur lequel un nombre pair d'aimants permanents formant deux rangées parallèles de pôles avec une polarité alternée longitudinalement et transversale sont fixes, le stator portant un nombre pair de les électroaimants de fer à cheval situés parentent dans l'opposé l'un de l'autre, un dispositif de redressement du courant électrique, où chacun des électroaimants comporte deux bobines avec une direction constante du compteur de l'enroulement, tandis que chacune des bobines d'électroaimants est située au-dessus de l'une des rangées parallèles de la Polonais de rotor et le nombre de pôles d'une rangée égale à N satisfait de la relation

n \u003d 10 + 4k, où k est un entier de prise de valeur 0, 1, 2, 3, etc.

2. Générateur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre d'électroaimés du stator m satisfait au rapport M N-2.

3. Générateur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de redressement du courant électrique contient des diodes connectées à, au moins une des bornes des enroulements des électroaimants.

4. Générateur électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les diodes sont reliées via un mode à deux paroles avec un circuit moyen.

5. Générateur électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les diodes sont reliées le long du schéma de chaussée.

6. Générateur électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que le nombre de ponts est m, et ils sont interconnectés en série ou en parallèle ou parallèle séquentiellement.

7. Générateur électrique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la quantité de ponts est m / 2 et l'une des mêmes sorties de chaque paire d'électroaimants diamétralement opposés sont connectées, tandis que d'autres sont connectés à un pont.

8. Générateur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le rotor est situé à l'extérieur du stator.

9. Générateur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le rotor est situé à l'intérieur du stator.

10. Générateur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient au moins deux sections identiques.

11. Générateur électrique selon la revendication 10, caractérisé en ce qu 'au moins deux sections sont déplacées par la phase par rapport à l'autre.

12. Générateur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient au moins deux sections qui diffèrent dans le nombre d'électroaimants.

13. Générateur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qui contient en outre l'unité de régulateur de tension.

Propriétaires de brevets RU 2548662:

L'invention concerne le domaine de l'ingénierie électrique et de l'ingénierie électrique, en particulier des générateurs synchrones avec une excitation des aimants permanents. Résultat technique: stabilisation de la tension de sortie et de la puissance active. Le générateur d'excitation synchrone des aimants permanents contient un ensemble porteur d'un stator avec des roulements de support, sur lesquels le circuit magnétique à anneau avec des saillies de pôle sur la périphérie est monté. Le tuyau magnétique est équipé de bobines électriques placées sur les protacts de poteau avec enroulement de stator d'ancrage multimondéral. Le rotor de la bague est monté sur un arbre de référence avec la possibilité de rotation dans les roulements de support autour du pipeline magnétique de l'anneau de stator. Sur la paroi latérale interne du rotor, une gaine magnétique est montée avec alternance dans la direction circulaire par des pôles magnétiques de P-paires. La doublure magnétique est faite sous la forme de deux anneaux identiques, ayant la possibilité de se déplacer dans la direction axiale. Il y a un élément élastique entre les bagues. 2 il.

L'invention concerne le domaine de l'ingénierie électrique et de l'électromashiticulture, en particulier des générateurs synchrones avec une excitation à partir d'aimants permanents et peut être utilisé dans des sources d'alimentation autonomes de fréquence industrielle standard et de fréquence accrue, dans des machines électriques et des centrales électriques. En particulier, le générateur synchrone de l'invention peut être utilisé comme source d'énergie autonome sur des véhicules, des bateaux et d'autres véhicules.

Un générateur synchrone est connu comprenant un stator avec un système de conducteur et un rotor ayant un système d'excitation à aimants constants, et entre le stator et le rotor est la surface active - l'entrefer à air, le rotor est réalisé sous la forme d'un rotor extérieur avec une surface active de l'intérieur, le rotor a, si vous regardez la direction du mouvement de rotation, alterner l'un à l'autre dans le sens de rotation des aimants permanents magnétisés et des parcelles du matériau de conducteur magnétique, des aimants permanents sont fabriqués à partir de Matériau avec perméabilité magnétique, proche de la perméabilité à l'air, des aimants permanents, si mesurés dans le sens de rotation, ont augmenté avec une distance croissante des surfaces de largeur active et des sections conductrices magnétiques - diminuant avec une augmentation de la distance de la surface active de la surface active de la surface active de la surface active de la surface active du Largeur, les sections conductrices magnétiques ont une surface à travers laquelle le flux magnétique sort et qui est tourné vers la surface active et qu'il est inférieur à la somme des surfaces la Coupe transversale Le flux magnétique des aimants permanents adjacents, à la suite de laquelle le débit magnétique d'aimants permanents est concentré sur la surface active du pôle de stator, s'il est mesuré dans le sens de rotation, a presque la même largeur que la surface du magnétique Des sections conductrices, à travers lesquelles les feuilles de flux magnétiques (brevet RF n ° 2141716, IPC H02K 21/12, publiée le 11/20/1991).

Un générateur synchrone est connu comprenant une ancre multipolaire ayant N pôles (N est un entier) avec des enroulements et un système d'excitation formé par un ensemble d'aimants permanents. Dans le même temps, des aimants permanents ont des poteaux (N-1) pour créer un champ magnétique d'excitation lors de la rotation par rapport à l'ancre, et les aimants constants sont magnétisés le long du sens de rotation et les pôles sont fabriqués avec un biseau par rapport à la Rotation du système d'excitation (brevet RF n ° 2069441, IPC H02K 21/22, publié le 11/20/1996).

L'inconvénient général des données de générateur synchrones est une fonctionnalité limitée pour la stabilisation avec une augmentation de la charge de la tension de sortie et de la puissance active en fonction de la valeur du flux magnétique total. Dans le même temps, il n'y a pas d'éléments dans l'exécution constructive de ces générateurs, ce qui vous permet de modifier rapidement la valeur du flux magnétique total créé par des aimants permanents individuels de la doublure magnétique annulaire.

L'analogue le plus étroit (prototype) de l'invention est un générateur synchrone avec une excitation d'aimants permanents, qui contient l'ensemble porteur du stator avec les roulements de support, sur lesquels le noyau magnétique annulaire avec des saillies de pôle est monté sur la périphérie, équipée avec des bobines électriques placées sur les protacts de poteau avec une enroulement du stator d'ancrage multiphase installé sur l'arbre de support avec la possibilité de rotation dans les roulements de support autour du roturage magnétique de cycle du rotor de la bague de stator avec une gaine magnétique montée sur la paroi latérale à l'intérieur avec le Polonais magnétiques alternant dans la direction circonférentielle de P-paires, couvrant les saillies de pôle avec des bobines électriques d'une ancrage de la canalisation magnétique de cycle du stator. L'assemblage du support du stator est constitué d'un groupe de modules identiques avec un noyau magnétique anneau et un rotor annulaire monté sur un seul arbre de référence, tandis que les modules de support de stator sont installés avec la possibilité de leur tour autour de l'axe autour de l'axe, coaxialement avec l'arbre de support et sont équipés d'une kinematic liée à la cinématique, l'inversion angulaire d'eux par rapport à l'autre, et les phases de même nom des enroulements d'ancrage dans les modules du nœud de stator sont interconnectés, formant les phases générales de L'enroulement d'ancrage du stator (RF Patent №2273942, MPK H02K 21/22, H02K 21/12, publié le 07/07/2006).

L'inconvénient du générateur synchroneux connu avec l'excitation des aimants permanents est la nécessité d'utiliser un groupe de modules, ce qui entraîne une complication de la structure, une augmentation de la masse et des dimensions du générateur. Cela conduit à une diminution des caractéristiques opérationnelles du générateur.

De plus, comme dans les analogues mentionnés, il n'y a pas d'éléments dans un générateur connu qui vous permet de modifier rapidement la valeur du flux magnétique total d'aimants permanents individuels formant la doublure magnétique annulaire.

L'objectif de la présente invention est de simplifier la conception et l'expansion de la fonctionnalité du générateur synchrone en raison de l'alimentation en électricité d'une grande variété de courants électriques multiphase variables avec divers paramètres de la tension d'alimentation.

Le résultat technique consiste à stabiliser la tension de sortie et la puissance active, en raison de l'introduction dans la conception d'un générateur synchrone d'éléments élastiques.

Le résultat technique est obtenu par le fait que, dans un générateur synchrone, avec une excitation d'aimants permanents contenant un ensemble porteur d'un stator avec des roulements sur lesquels le circuit magnétique à anneau avec des saillies de pôle est monté sur la périphérie, équipé de bobines électriques placées sur le Prottracks polaires, avec une enroulement de stator d'ancrage à plusieurs phases monté sur un arbre de support avec la possibilité de rotation dans les roulements de support autour de la pipeline magnétique de l'anneau du stator, le rotor de la bague avec une doublure magnétique annulaire montée sur la paroi latérale intérieure avec un alternant des pôles magnétiques de p-paires, recouvrant les saillies de pôle avec des bobines électriques d'une ancrage de la pipeline magnétique de cycle de stator, selon l'invention, la gaine magnétique de la gaine est fabriquée sous la forme de deux anneaux identiques avec la possibilité de se déplacer dans l'axial Direction, tandis qu'entre les bagues il y a un élément élastique.

Lorsque la charge est modifiée sur le générateur de courant traversant l'enroulement d'ancrage du stator, il change, avec la force de l'attraction agissant sur des doublures magnétiques. Ces derniers dans l'un des différents degrés sont dessinés dans la clairance de l'air, comprimant l'élément élastique, augmentant ou réduisant le flux magnétique global. Et en raison de cela stabilise la tension et la puissance active sur le serrage de l'enroulement du stator générateur.

L'élément élastique peut être solide, sous la forme d'une rondelle élastique ressemblant à une vague ou composite, sous la forme de ressorts individuels.

L'élément élastique présenté comme un exemple est fabriqué sous forme de ressorts.

L'invention est illustrée par le dessin.

FIGUE. 1 montre une vue générale du générateur synchrone proposé avec une excitation des aimants constants dans une section longitudinale, avec des doublures magnétiques dans une position non fonctionnelle.

FIGUE. 2 est une vue lorsque des doublures magnétiques sont en position de travail.

Sur les deux figures, l'élément élastique est fabriqué sous forme de ressorts.

Le générateur d'excitation synchrone des aimants permanents comprend un corps interne 1 du stator, sur lequel le circuit magnétique 2 est monté (par exemple, sous la forme d'un disque monolithique d'un matériau dur magnétique composite de poudre) avec des saillies de pôle sur la périphérie , équipé de bobines électriques placées sur elles (sections) 3, avec multiphase (par exemple, triphasé et dans général N-phase) en poubellement d'ancrage. Sur l'arbre 4 avec la possibilité de rotation sur les roulements 5, 6 autour de l'ensemble support du stator, un rotor annulaire 7 a été installé, avec des doublures magnétiques à anneau montées sur la paroi latérale interne (par exemple, sous forme de magnétique monolithique anneaux en poudre de matériau magnétoïsotropique) avec alternance dans la direction circonférentielle par des pôles magnétiques provenant de Pairs p-paires et fabriqués sous la forme des mêmes bagues avec la possibilité de se déplacer dans les rainures 9 dans la direction de l'axe de rotation et à l'exclusion leur rotation par rapport au rotor 7, séparée par l'élément élastique 10, telle que les ressorts de compression. Et recouvrant les saillies de poteaux avec une ancrage enroulement de la canalisation magnétique de l'anneau du stator. Le rotor à anneau 7 comprend des doublures magnétiques antinoises 8, un élément élastique 10 et une bague de poussée 11. Le stator comprend un circuit magnétique 2, une bobine d'enroulement d'ancrage 3, un boîtier interne 1 et un corps externe 12 avec des trous centraux 13 à la fin. . Le boîtier intérieur 1 de l'ensemble porteur du stator est associé à sa paroi latérale cylindrique interne avec le palier 5 et le corps externe 12 avec le roulement 6. Le rotor de la bague 7 est relié à l'arbre 4. Circuit magnétique 2 de l'anneau 2 ( avec des enroulements 3) du stator installé sur le boîtier intérieur spécifié 1, qui est rigidement fixé avec un boîtier externe 12 et se forme avec la dernière cavité annulaire 14. Le ventilateur 15 pour refroidissement Les enroulements de stator d'ancrage sont situés à la fin de la ARBRE 4. Sur le boîtier extérieur, le boîtier est installé 16. Phases (A, B, C) L'enroulement d'ancrage 3 sur le circuit magnétique annulaire 2 Les concepteurs sont interconnectés dans circuit électrique.

Le générateur synchrone avec excitation des aimants permanents fonctionne comme suit.

À partir du lecteur, par exemple, du moteur à combustion interne, à travers la poulie de la transmission clinoremable (non représentée dans le dessin), le mouvement de rotation est transmis à l'arbre 4 avec le rotor annulaire 7. Lors de la rotation du rotor annulaire 7 avec Doublures magnétiques annulaires 8, un flux magnétique rotatif est créé, pénétrer dans les anneaux de l'air entre les doublures magnétiques annulaires 8 et le noyau magnétique 2 du stator, ainsi que des saillies de pôle radial de perméateur (non représentées dans le dessin) de la magnétisation de l'anneau. 2 du stator. Lors de la rotation du rotor annulaire 7, le passage alternatif de "Northern" et "Southern" Pochettes magnétiques d'alternance de gaine de gaine 8 sur les saillies de poteaux radiaux de la canalisation magnétique de cycle 2 du stator, qui provoque la rotation du flux magnétique à la fois En magnitude et dans la direction dans les saillies de poteaux radiaux de la pipeline magnétique anneau 2. Dans l'enroulement d'ancrage 3 du stator, la force électromotrice sinusoïdale (EMF) avec décalage de la phase de 120 degrés est soumise à un angle de 120 degrés et avec une fréquence égale au produit du nombre de paires (P) de poteaux magnétiques dans le gaine magnétique à anneau 8 de la fréquence de rotation du rotor 7. Courant alternatif (par exemple, triphasé) qui traverse l'ancre L'enroulement du stator 3 est alimenté sur les connecteurs d'alimentation électrique de sortie (non représentés dans le dessin) pour connecter le récepteur d'énergie électrique.

Avec une augmentation de la charge sur le générateur de courant qui coule sur l'enroulement d'ancrage du stator 3, elle augmente également la force d'attraction agissant sur les revêtements magnétiques annulaires 8. Ces derniers sont dessinés dans le jeu d'air, serrant l'élément élastique 10, Renforcer le flux magnétique des gaines magnétiques à anneau 8. Pour ce compte stabilise la tension sur les clips d'enroulement 3 du stator générateur. L'exécution du stator avec le durcissement magnétique de bague spécifié 2 et le rotor 7 monté sur le même arbre 4, ainsi que le rotor de la bague avec la possibilité de tirer la bague magnétique 8 à l'intervalle d'air, vous permettent de stabiliser la sortie. tension et puissance active du générateur synchrone dans les limites spécifiées.

Ainsi proposé solution technique Vous permet d'assurer la stabilisation de la tension de sortie et de la puissance active lorsque vous modifiez la charge électrique du générateur.

Le générateur synchrone proposé avec une excitation d'aimants permanents peut être utilisé avec la commutation correspondante d'enroulements de stator d'ancrage pour alimenter une grande variété de courants électriques multiphases alternés avec différents paramètres de la tension d'alimentation.

Générateur synchrone avec l'excitation des aimants permanents contenant l'assemblage porteur du stator avec les roulements de support sur lesquels le noyau magnétique à protruies à pôle est monté sur la périphérie, équipé de bobines électriques placées sur les saillies de pôle, avec une multi-phase Enroulement d'ancrage du stator, monté sur un arbre de référence avec la possibilité de rotation dans les roulements de référence autour de la pipeline magnétique à anneau du rotor de la bague de stator avec une doublure magnétique annulaire montée sur la paroi latérale interne avec des poteaux magnétiques alternés de P-Steam , couvrant les saillies de pôle avec des bobines électriques d'une ancrage de la pipeline magnétique de bague de stator, caractérisé en ce que la doublure magnétique est fabriquée sous la forme de deux mêmes anneaux ayant la possibilité de se déplacer dans la direction axiale, tandis qu'entre les bagues il y a un élément élastique.

Brevets similaires:

La présente invention concerne machine électrique (1) Pour véhicules hybrides ou électriques. La machine contient un rotor externe, un stator (2) situé à l'intérieur du rotor (3), le rotor contient l'élément porteur (4) du rotor, des plaques rotatives (5) et des aimants constants (6), l'élément de support (4) du rotor contient la première pièce de transmission radialement (7) d'élément porteuse et seconde, passant dans la partie de direction axiale (8) de l'élément de support, qui est connectée à celle-ci, la deuxième partie (8) de l'élément porteur transporte la Les plaques rotatives (5) et les aimants constants (6) et le stator (2) ont des plaques de stator (9) et des enroulements (10), des enroulements de formes d'enroulement (11, 12), qui sont utilisés dans la direction axiale des deux côtés Au-dessus des plaques de stator (9), présente également une roue de roue (14), qui est reliée au rotor d'élément de roulement (4).

Les générateurs synchrones sans contact avec des aimants permanents (SGPM) ont un circuit électrique simple, ne consomment pas d'énergie d'excitation et ont une efficacité accrue différente de la fiabilité élevée du travail, moins sensible à l'action d'une réponse d'ancrage que les machines ordinaires, leurs inconvénients sont associés à leurs inconvénients. Des propriétés réglementaires faibles à travers que le flux de travail d'aimants permanents ne peut être changé largement. Cependant, dans de nombreux cas, cette fonctionnalité ne permet pas de déterminer et n'empêche pas leur utilisation généralisée.

La majeure partie du SGPM appliqué actuellement présente un système magnétique avec des aimants permanents qui tournent. Par conséquent, les systèmes magnétiques diffèrent de l'autre dans la conception principale du rotor (inductance). Le stator de la SGPM a presque le même design que dans les machines AC classiques, il contient généralement un circuit magnétique cylindrique reproduit à partir de feuilles d'acier électrique, sur la surface interne de laquelle des rainures sont situées pour placer une enroulement d'ancrage. Contrairement à l'ordinaire machines synchrones L'écart de travail entre le stator et le rotor dans le SGPM est choisi comme minimal sur la base des capacités technologiques. La conception du rotor est largement déterminée par magnétique et propriétés technologiques Matériau magnétiquement solide.

Rotor avec aimant cylindrique

Le plus simple est le rotor avec un aimant cylindrique monolithique de type de type anneau (Fig. 5.9, mais). L'aimant 1 est fabriqué à l'aide de la moulage à l'arbre avec un manchon 2, par exemple, de l'alliage d'aluminium. L'aimantation d'aimant est effectuée dans la direction radiale sur le réglage multiple de la magnétisation. Étant donné que la résistance mécanique des aimants est petite, puis à haute vitesse linéaire, l'aimant est placé dans une coque (bandage) d'un matériau non magnétique.

Une variante du rotor avec un aimant cylindrique est un rotor de collecteur provenant de segments distincts 1 à partir d'une coque d'acier non magnétique 3 (figure 5.9, B). Les aimants magnétisés radialement segment 1 sont conclus sur le manchon 2 avec de l'acier magnéticoi et, de quelque manière que ce soit, par exemple, à l'aide de colle étant fixe. Les générateurs avec un rotor d'un tel design lors de la stabilisation d'un aimant dans un état libre ont une forme de courbe EDC, proche de sinusoïdale. L'avantage des rotors avec un aimant cylindrique est la simplicité et la fabrication de la conception. Inconvénient - Utilisation faible du volume d'aimant En raison de la petite longueur de la ligne centrale du pôle h. et. Avec un nombre croissant de la valeur des pôles h. et diminue et l'utilisation du volume d'aimant s'aggrave.

Figure 5.9 - Rotors de Aimant cylindrique: A - Monolithique, B - Préfabriqué

Rotors avec aimant étoiles

Dans le SGPM d'une capacité maximale de 5 kVA, les rotors de type étoilé avec un pôle clairement exprimé sans chaussures de pote ont été obtenus (Fig. 5.10, mais). Dans un tel design, l'étoile magnétique est plus souvent attachée à l'arbre avec le remplissage d'un alliage non magnétique 2. L'aimant peut également être plongé directement sur l'arbre. Pour réduire l'effet démagnétisant d'un champ de réponse d'ancrage avec un courant de choc de court-circuit sur le rotor dans certains cas, un système d'amortisseur est supposé 3. Le second est généralement effectué en remplissant le rotor par aluminium. Aux hautes fréquences de rotation, un bandage non magnétique est injecté dans un aimant.

Cependant, lorsque la surcharge du générateur, la réponse transversale de l'ancre peut provoquer une aimantation asymétrique des bords des pôles. Semblable à la magnétisation déforme la forme du champ dans l'intervalle de travail et la forme de la courbe EDC.

Une façon de réduire l'action du champ d'ancrage sur le champ d'aimant Utilisation de chaussures à mât avec de l'acier magnétique. En modifiant la largeur des chaussures de poteau (ajustant le flux de diffusion des poteaux), il est possible d'obtenir une utilisation optimale de l'aimant. De plus, modifier la configuration des chaussures à la pole, vous pouvez obtenir la forme de champ nécessaire dans l'espace de travail du générateur.

En figue. 5.10, B indique la conception du rotor de type Premium Star-type avec des aimants permanents prismatiques avec des chaussures de poteaux. Les aimants magnétisés radialement 1 sont installés sur le manchon 2 avec du matériau magnétique. Sur le pôle d'aimants, des chaussures de poles superposées 3 avec de l'acier magnétique. Pour assurer la force mécanique de BA

Figure 5.10 - Rotors de type étoile: A - Sans chaussures de poteaux; B - Préfabriqué avec des chaussures à la poteau

les chouaks sont soudés à des inserts non magnétiques 4 formant un bandage. Les lacunes entre aimants peuvent être remplies d'un alliage d'aluminium ou d'un composé.

Les inconvénients des rotors de type en forme d'étoile avec des chaussures à pôles comprennent la complication de la conception et la diminution du remplissage des aimants de volume de rotor.

Rotors avec des pôles à griffes.

En générateurs avec un grand nombre de pôles, la conception du rotor avec des poteaux à griffe est largement utilisée. Le rotor en forme d'ongle (figure 5.11) contient un aimant cylindrique 1, magnétisé dans une direction axiale, placé sur un manchon non magnétique 2. aux extrémités de l'aimant, les brides 3 et 4 avec de l'acier magnétique sont adjacentes, ont griffé performances qui forment des pôles. Tous les discours de la bride gauche sont les pôles nords et les discours de la bonne bride sont du sud. Les discours des brides alternent le long de la circonférence du rotor, formant un système d'excitation multiple. La puissance génératrice peut être considérablement améliorée si vous utilisez le principe modulaire en plaçant plusieurs aimants avec des poteaux à griffe sur l'arbre.

Les inconvénients des rotors sont de type à griffes sont les suivants: la complexité relative de la conception, la difficulté de magnétiser l'aimant dans le rotor assemblé, des gros flux de diffusion, il est possible de lier les extrémités des performances à des fréquences de rotation élevées, avait une mesure du Aimant de volume de rotor.

Il existe des structures de rotors avec différentes combinaisons de PM: avec une inclusion consécutive et parallèle de MGC MRS, avec une commande de tension due au mouvement axial du rotor par rapport au stator, le système de contrôle articulaire du SGPM de PM et de l'enroulement électromagnétique parallèle , etc. SGPM Multi

Figure 5.11 - Type de griffe de rotor

exécution des pôles. Il existe de l'expérience en Allemagne, l'Ukraine d'autres pays de développer et d'appliquer des générateurs à basse vitesse pour un vent extérieur avec une vitesse de rotation de 125-375 tr / min.

En raison de l'exigence principale de la veu extérieure, d'avoir une fréquence basse de rotation du générateur - les dimensions et la masse du SGPM sont obtenues surchargées par rapport aux générateurs à grande vitesse avec approximativement le même pouvoir. Dans le boîtier 1 (figure 5.12), il y a un stator 2 classique 2 avec une enroulement 3. Rotor 4 (inducteur) 4 avec des plaques collées sur la surface extérieure 5 du néodymie-bore installé sur l'arbre 6 avec des roulements 7. Le boîtier 1 est fixé à base sur 8, "liée au support Leu, et le rotor 4 est connecté à l'arbre de la turbine éolienne (à la figure 5.12 non représentée).

À basse vitesse du vent pour VEU, il est nécessaire d'utiliser des générateurs à des taux de faible vitesse. Dans ce cas, le système n'a souvent pas de boîte de vitesses et l'axe est directement connecté à l'axe du générateur électrique. Dans ce cas, le problème de l'obtention d'une tension de sortie suffisamment élevée et de puissance électrique survient. L'un des moyens de résoudre est un générateur électrique multiple avec un rotor d'un diamètre suffisamment grand. Le rotor de générateur électrique peut être effectué à l'aide d'aimants permanents. Le générateur électrique avec le rotor sur des aimants permanents n'a pas de collecteur et de brosses, qui

Figure 5.12 - Schéma constructif du SGPM pour la veu extérieur: 1- 2 - stator; 3 - enroulement; 4 - rotor; 5 - plaques d'aimants permanents avec ND-Fe-B; 6 - arbre; 7 - Roulements; 8 - Basic

il faut de manière significative pour accroître sa fiabilité et ses heures de travail sans entretien et réparation.

Un générateur électrique avec un rotor sur des aimants permanents peut être construit selon différents schémas qui diffèrent de l'autre par l'emplacement général des enroulements et des aimants. Les aimants avec polarité, qui alternent, sont situés sur le rotor de générateur. Winding Winding, qui alterne, se situe sur le stator du générateur. Si le rotor et le stator sont des disques coaxiaux, ce type de générateur est appelé axial ou disque (Fig. 5.13).

Si le rotor et le stator sont des cylindres coaxiaux coaxiaux, ce type de générateur est appelé radial ou cylindrique (Fig. 5.14). Dans le générateur de type radial, le rotor peut être interne ou externe par rapport au stator.

Figure 5.13 - Circuit simplifié d'un générateur électrique avec un rotor sur des aimants permanents de type axial (disque)

Figure 5.14 - Diagramme simplifié d'un générateur électrique avec un rotor sur des aimants permanents de type radial (cylindrique)

Une caractéristique importante des générateurs synchrones avec le PM par rapport aux générateurs synchrones classiques est la complexité de la régulation de la tension de sortie et de sa stabilisation. Si dans ordinaire machines synchrones Vous pouvez ajuster le flux de travail et la tension en douceur, en modifiant le courant d'excitation, puis dans les machines avec des aimants permanents, il n'est pas possible, car le flux F est dans la ligne de retour spécifiée et change légèrement. Pour réguler et stabiliser la tension de générateurs synchrones avec des aimants permanents, vous devez utiliser des méthodes spéciales.

L'un des moyens possibles de stabiliser la tension de générateurs synchrones - l'introduction dans le circuit électrique externe des éléments de conteneur qui contribuent à l'émergence d'une réaction d'ancrage magnétique longitudinale. Les caractéristiques externes du générateur sous la nature capacitive du changement de charge faiblement et peuvent même contenir l'intrigue en croissance. Les condensateurs fournissant la nature de la charge capacitive sont inclus dans le circuit de charge directement (Fig. 5.15, mais) Ou à travers un transformateur de pelage, ce qui vous permet de réduire la masse de condensateurs en augmentant la tension de fonctionnement et en réduisant le courant (Fig. S.1, B). Il y a aussi une inclusion parallèle du condenseur dans le cercle de générateur (Fig. 5.15, e).

Figure 5.15 - Inclusion de condensateurs stabilisateurs dans un cercle d'un générateur synchrone avec des aimants permanents

Une bonne stabilisation de la tension de sortie du générateur avec PM peut être assurée à l'aide d'un contour de résonance contenant le conteneur C et un starthage de saturation L. Le circuit est activé parallèlement à la charge, comme illustré à la Fig. 5.16, mais Dans une image monophasée. En raison de la saturation de la manette des gaz, son inductance tombe avec un courant croissant et la dépendance de la tension sur l'accélérateur du courant d'accélérateur est de nature non linéaire (Fig. 5.16, B). Dans le même temps, la dépendance de la tension sur le réservoir du courant est linéaire. Au point d'intersection des courbes et qui correspond à la tension nominale

Figure 5.16 - Stabilisation de la tension, générateur synchrone avec des aimants permanents à l'aide d'un circuit de résonance: Circuit de connexion A - Circuit; B - Caractéristiques Volt-Ampere (B)

torah, le contour arrive dans le circuit, c'est-à-dire que le courant réactif dans le contour ne vient pas.

Si la tension diminue, alors comme on peut le voir de la Fig. 4.15, b, Lorsque nous avons, c'est-à-dire que le circuit prend le courant capacitif du générateur. Une réponse d'ancrage à la magnétisation longitudinale résultant en même temps contribue à la croissance. U. . Si, le contour prend le courant inductif du générateur. Une ancrage de réponse longitudinale-démagnétisante conduit à une diminution U.

Dans certains cas, afin de stabiliser la tension des générateurs, des éjeut de saturation (DN) sont utilisés, qui est permanent à un courant constant à partir du système de contrôle de la tension. Lorsque la tension est réduite, le régulateur augmente le courant PIDMagny dans l'accélérateur, son inductance est réduite en raison de la saturation du noyau, l'action d'une réaction d'ancrage longitudinante diminue, ainsi que la chute de la tension au fond, qui Aide à restaurer la tension de sortie du générateur.

Le contrôle et la stabilisation de la tension des générateurs avec PM peuvent être effectués efficacement à l'aide d'un transducteur semi-conducteur, dans chaque phase de laquelle il existe deux thyristors contre-parallèles. Chaque courbe de tension demi-onde devant le convertisseur correspond à la tension directe sur l'un des thyristors. Si le système de contrôle correspond aux signaux pour activer des thyristors avec un délai, ce qui correspond à l'angle de commande. Avec une tension croissante derrière le convertisseur, il diminue lorsque la tension est réduite sur les pinces de générateur, l'angle diminue de manière à ce que la tension soit dans le générateur. À l'aide d'un convertisseur similaire, vous pouvez non seulement stabiliser, mais également régler la tension de sortie largement, modifiant l'angle. L'inconvénient du schéma décrit est la détérioration de la qualité de la tension à une augmentation de l'apparition d'harmoniques plus élevées.

Les méthodes décrites pour réglementer et stabiliser la tension associée à l'utilisation de dispositifs supplémentaires par rapport au générateur et encombrant. Il est possible d'atteindre l'objectif grâce à l'utilisation d'un PIDMAGNICUYUYUYUCHI (logiciel) supplémentaire du CC, change d'étendue dans la saturation des fils de magnéto en acier et des modifications, ainsi que la conductivité magnétique extérieure par rapport à l'aimant.

Les machines synchrones avec des aimants permanents (magnétoélectriques) n'ont pas d'excitation d'enroulement sur le rotor et le flux magnétique excitant est créé par des aimants permanents situés sur le rotor. Le stator de ces machines de la conception habituelle avec une enroulement à deux ou trois phases.

Appliquez ces machines les plus souvent comme moteurs à faible puissance. Les générateurs d'aimants permanents synchrones sont appliqués moins souvent, principalement en tant que générateurs de fréquence renforcée de manière autonome, de petite et moyenne puissance.

Moteurs magnétoélectriques synchrones. Ces moteurs ont été distribués en deux versions de design: avec un emplacement radial et axial d'aimants permanents.

Pour emplacement radial Aimants permanents L'emballage du rotor avec un tampon, fabriqué sous la forme d'un cylindre creux, est fixé sur la surface extérieure des pôles express de l'aimant permanent 3. Dans le cylindre, faites des emplacements interpolaires qui empêchent la fermeture de l'écoulement d'un aimant constant dans ce cylindre (Fig. 23.1,).

Pour emplacement axial Aimants La conception du rotor est similaire à la conception du moteur de court-circuit asynchrone du rotor. Les aimants constants de l'anneau sont appuyés sur les extrémités de ce rotor (Fig. 23.1, ).

L'agencement axial de l'aimant est utilisé dans des moteurs de faible diamètre avec une puissance allant jusqu'à 100 W; Les conceptions avec la disposition radiale des aimants sont utilisées dans des moteurs de plus grand diamètre d'une capacité allant jusqu'à 500 W et plus.

Les processus physiques se produisant dans le début asynchrone de ces moteurs ont une certaine caractéristique du fait que les moteurs magnétoélectriques sont autorisés dans l'état excité. Le champ d'un aimant permanent dans le processus d'overclocking du rotor apporte dans l'enroulement du stator EMF
, la fréquence dont la fréquence augmente proportionnellement à la fréquence de rotation du rotor. Cet EMF mène à l'enroulement du courant du stator, interagissant avec le champ d'aimants permanents et créant freinmoment
, dirigé vers la rotation du rotor.

Figure. 23.1. Moteurs synchrones magnétoélectriques avec radiale (A) et

axial (b)emplacement des aimants permanents:

1 - stator, 2 - rotor court-circuit, 3 - aimant permanent

Ainsi, lorsque le moteur est accéléré avec des aimants permanents, deux moments asynchrones agissent sur son rotor (Fig. 23.2): tournant
(du courant , agissant dans l'enroulement du stator du réseau) et du frein
(du courant induit dans l'enroulement du stator aimant constant).

Cependant, la dépendance de ces moments de la vitesse du rotor (glissement) est différente: couple maximum
correspond à une fréquence significative (légèrement glissante) et à un couple de freinage maximal M. T. - basse vitesse (grande diapositive). L'accélération du rotor se produit sous l'action de la résultante
qui a un "échec" significatif dans la zone de petite vitesse. Des courbes montrées sur la figure, on peut voir que l'influence du moment
sur les propriétés de départ du moteur, en particulier au moment de l'entrée dans le synchronisme M. vk , beaucoup.

Pour assurer une démarrage fiable du moteur, il est nécessaire que le couple minimum résultant en mode asynchrone
et le moment d'entrée dans le synchronisme M. vk , il y avait plus de points de charge. La forme d'un moment asynchrone de magnétoélectrique

Fig.23.2. Graphiques moments asynchrones

moteur synchronisé magnétoélectrique

le moteur dépend en grande partie de la résistance active de la cellule de départ et du degré d'excitation du moteur caractérisé par la magnitude
où E. 0 - EMF de la phase du stator, induit en mode veille lors de la rotation du rotor avec une fréquence synchrone. Avec l'augmentation de "Échec" dans la courbe du moment
augmente.

Les processus électromagnétiques des moteurs synchrones magnétoélectriques sont en principe similaires aux processus des moteurs d'excitation électromagnétique synchrone. Cependant, il est nécessaire de garder à l'esprit que des aimants constants dans des machines magnétoélectriques sont soumis à la démagnétisation de l'effet du flux magnétique de la réaction d'ancrage. L'enroulement de départ un peu affaiblit cette démagnétisation, car les effets de blindage sur des aimants permanents.

Les propriétés positives des moteurs synchrones magnétoélectriques sont une stabilité accrue de fonctionnement en mode synchrone et l'uniformité de la vitesse de rotation, ainsi que la possibilité de faire pivoter simplement plusieurs moteurs inclus dans un réseau. Ces moteurs ont des indicateurs d'énergie relativement élevés (efficacité et
,).

Les inconvénients des moteurs synchrones magnétoélectriques sont une valeur accrue par rapport aux moteurs synchrones d'autres types, en raison du coût élevé et de la complexité du traitement des aimants permanents effectués à partir d'alliages avec une grande force coercitive (Alni, Alnico, Magno et al.). Ces moteurs sont généralement fabriqués à faible puissance et utilisés dans la fabrication d'instruments et les appareils automatiques pour conduire des mécanismes nécessitant une constance de la vitesse de rotation.

Magnétoelek synchronetricical générateurs. Le rotor d'un tel générateur est effectué à basse puissance en tant que "astérisque" (Fig. 23.3, mais), avec une puissance moyenne - avec des poteaux à griffes et un aimant permanent cylindrique (Fig. 23,3, b).Le rotor avec des poteaux à griffes permet d'obtenir un générateur de diffusion de pôles qui limite le courant de choc avec un court-circuit soudain du générateur. Ce courant est un plus grand danger pour un aimant permanent en raison d'un fort effet de démagnétisation.

Outre les inconvénients indiqués lors de la prise en compte des moteurs synchrones magnétoélectriques, des générateurs d'aimants permanents ont un autre inconvénient du fait de l'absence d'enroulement d'une excitation, et donc l'ajustement de la tension dans les générateurs magnétoélectriques est presque impossible. Cela rend difficile la stabilisation de la tension du générateur lorsque la charge change.

Fig.23.3. Rotors de générateurs synchrones magnétoélectriques:

1 - arbre; 2 - aimant permanent; 3 - Pôle; 4 - Manches non magnétiques