Sinkroni generatori s trajnim magnetima. Eksperimentalne studije energetske učinkovitosti nadzvučnih sinkronih generatora na trajnim magnetima generatorima sa stalnim magnetima

Dmitry levkin

Glavna razlika između svakog sinkroni motor iz stalni magneti (SDPM) i leži u rotoru. Studije pokazuju da SDPM ima oko 2% više od vrlo učinkovitog (IE3) asinkroni električni motor, pod uvjetom da stator ima isti dizajn, a isto se koristi za kontrolu. U isto vrijeme, sinkroni električni motori sa stalnim magnetima u usporedbi s drugim električnim motorima imaju bolji pokazatelji: snaga / volumen, trenutak / inercija, itd.

Konstrukcije i vrste sinkronog električnog motora sa stalnim magnetima

Sinkroni motor sa stalnim magnetima, kao i bilo koji, sastoji se od rotora i statora. Stator je fiksni dio, rotor je rotirajući dio.

Tipično, rotor se nalazi unutar statora električnog motora, tu su i strukture s vanjskim rotorima - trgovanje električnim motorima.

Konstrukcije sinkronog motora sa stalnim magnetima: Lijevo je standardno, desno se pretvara.

Rotor sastoji se od trajnih magneta. Materijali s visokom prisilnom silom koriste se kao trajne magnete.

U dizajnu rotora, sinkroni motori su podijeljeni u:

Električni motor s implicitno eksprimiranim polovima ima jednaku induktivnost duž uzdužnih i poprečnih osi L d \u003d l Q, dok je na električnom motoru s eksplicitno izraženim polovima, poprečna induktivnost nije jednaka uzdužnom L q ≠ l d.

Presjek rotora s različitim stavom LD / LQ. Crne margine označene. Na slici D, prikazani su aksijalno stratificirani rotori, na slici B i s prikazanim rotorima s barijerama.

Također na dizajnu rotora SDPM-a podijeljeni su u:
• sinkroni motor s površinskom instalacijom Stalni magneti
  (Engleski SPMMM - Sinkroni motor površine trajnog magneta) ;
• sinkroni motor s ugrađenim (uključeni) magneti
  (Engleski ipmsm - interijer stalni magnet sinkroni motor).

Sinkroni motorni rotor s površinskom ugradnjom stalnih magneta

Sinkroni motor rotora s ugrađenim magnetima

Stator Sastoji se od trupa i jezgre s namotom. Najčešći dizajn s dva i tri faze namota.

Ovisno o dizajnu statora, sinkroni motor s trajnim magnetima se događa:
• s distribuiranim namotanjem;
• s koncentriranim namotom.

Distribuiran Oni nazivaju takvim namotavanjem, u kojem je broj žljebova po polu i fazi Q \u003d 2, 3, ...., k.

Koncentriran Oni nazivaju takvim namotavanjem, u kojem je broj žljebova po polu i fazu Q \u003d 1. U ovom slučaju, utori su ravnomjerno u opsegu statora. Dvije zavojnice formiraju namotu mogu biti povezane i za sukcesiju i paralelno. Glavni nedostatak takvih namota je nemogućnost utjecaja na oblik krivulje EDC-a.

Shema trofaznog raspoređenog namota

Shema trofaznog koncentriranog namota

Oblik obrnutog EMF-a Električni motor može biti:
• trapezoidni;
• sinusoidalan.

Oblik krivulje EDC-a u vodiču određuje se krivuljom magnetske indukcije u prazninu u opsegu statora.

Poznato je da magnetska indukcija u jaz pod izraženim pola rotora ima trapezoidni oblik. Isti oblik ima prikladan u EMF dirigent. Ako je potrebno stvoriti sinusoidni EMF, tada se stupilni savjeti pričvršćuju takav obrazac na kojem bi krivulja indukcije bila blizu sinužljivo. To doprinosi škripu savjeta rotora.

Načelo rada sinkronog motora temelji se na interakciji statora i konstantnog magnetskog polja rotora.

Trčanje

Stop

Rotirajuće magnetsko polje sinkronog motora

Magnetsko polje rotora, interakciju s sinkronom izmjeničnom strujom namota statora, prema, stvara, prisiljavajući rotor na rotiranje ().

Stalni magneti koji se nalaze na rotoru SDPM stvaraju konstantno magnetsko polje. S sinkronom brzinom rotora s poljem statora, rotor stup je otključan s rotirajućim magnetskim poljem statora. U vezi s tim, SDPM ne može započeti kada je spojen izravno na trofaznu trenutnu mrežu (trenutna frekvencija u 50 Hz).

Kontrola sinkronog motora s trajnim magnetima

Za rad sinkronog motora s trajnim magnetima je potreban kontrolni sustav, na primjer, ili servo. U tom slučaju postoje veliki broj Metode upravljanja kontrolom provedenim kontrolnim sustavima. Izbor optimalne metode kontrole uglavnom ovisi o zadatku koji se nalazi ispred električnog pogona. Osnovne metode upravljanja sinkroni električni motor S stalnim magnetima prikazani su u donjoj tablici.

Kontrolirati				Prednosti	nedostaci
Sinusoidalan				Jednostavna kontrolna shema
			S osjetnikom položaja	Glatka i precizna ugradnja položaja rotora i brzine rotacije motora, veliki raspon regulacije	Zahtijeva senzor položaja rotora i moćni sustav kontrole sustava mikrokontrolera
			Bez osjetnika položaja	Nije potreban senzor pozicije rotora. Glatka i precizna ugradnja položaja rotora i brzinu rotacije motora, veliki raspon regulacije, ali manje nego s osjetnikom položaja	Dummy orijentirano upravljanje u cijelom rasponu brzine Moguće je samo za SDPM s rotorom s eksplicitnim polovima, potrebno je snažan sustav kontrole.
				Jednostavna shema upravljanja, dobre dinamičke karakteristike, veliki raspon regulacije, ne osjetnik položaja rotora	Visoki moment i struja visokog pulsa
Trapezdal	Bez povratnih informacija			Jednostavna kontrolna shema	Upravljanje nije optimalno, nije prikladno za zadatke, gdje se mijenja opterećenje, moguća upravljivost.
	IZ povratne informacije	S osjetnikom položaja (senzori dvorane)		Jednostavna kontrolna shema	Tražili su senzori dvorane. Postoje trenutak pulsacije. Dizajniran za kontrolu SDPM-a s trapezdinalnom EMF-om, kada se kontrolira SPMM s sinusoidnim obrnutim EDC-om, prosječni trenutak ispod je 5%.
		Bez senzora		Trebate snažniji sustav kontrole	Nije prikladno za rad na niskim rev. Postoje trenutak pulsacije. Dizajniran za kontrolu SDPM-a s trapezdinalnom EMF-om, kada se kontrolira SPMM s sinusoidnim obrnutim EDC-om, prosječni trenutak ispod je 5%.

Popularne metode za kontrolne magnete sinkroni motor

Da biste riješili nekomplicirane zadatke, česti se koriste kontrole trapstial na senzorima dvorane (na primjer - ventilatori). Da biste riješili probleme koji zahtijevaju maksimalne karakteristike iz električnog pogona, obično se odabire poliatentizirana kontrola.

Upravljanje trapstialom

Jedna od najjednostavnijih metoda za kontrolu sinkronog motora sa stalnim magnetima je trapezoidna kontrola. Upravljanje trapestial se koristi za kontrolu SDPM-a s trapeznim obrnutim sustavom EDC. U ovom slučaju, ova metoda vam također omogućuje da kontrolirate SPM s sinusoidnim obrnutim EMF-om, ali tada će prosječni trenutak električnog pogona biti ispod 5%, a trenutak će biti 14% od maksimalne vrijednosti. Postoji kontrola trabista bez povratnih informacija i povratnih informacija na položaju rotora.

Kontrolirati bez povratnih informacija Ne optimalno i može dovesti do izlaza iz SDPM od sinkronizma, tj. Gubitkom kontrolibilnosti.

Kontrolirati s povratnim informacijama može se podijeliti na:
• trapstial kontrola nad osjetnikom položaja (obično - na dvorani senzore);
• kontrola trapstial bez senzora (Dumbway Trapezda).

Kao osjetnik položaja rotora, trofazne SDPM Trapezdalne kontrole obično se koriste tri high-end senzore, koji vam omogućuju da odredite kut s točnom točnosti od ± 30 stupnjeva. Uz ovu kontrolu, trenutni vektor statora traje samo šest položaja po električnom razdoblju, kao posljedica toga što postoji trenutak pulsiranja na izlazu.

Postoje dva načina za određivanje položaja rotora:
• na osjetniku položaja;
• bez senzora - izračunavanjem kuta, sustav kontrole u stvarnom vremenu na temelju dostupnih informacija.

Kontrola SDPM-a orijentirana na pole iznad osjetnika položaja

Sljedeće vrste senzora koriste se kao kut senzor:
• induktivni: Sinus-kosinus Rotirajući transformator (SKVT), Restleosine, Industosin i sur.;
• optički;
• magnetski: magnetski senzori.

Kontrola SDPM-a orijentirana na pole bez osjetnika položaja

Zbog brzog razvoja mikroprocesora od 1970-ih, počelo se razviti desponivne vektorske metode za kontrolu izmjenične struje bez četkice. Prve taložeju metode za određivanje kuta temelje se na električnim motorima kako bi se generirao obrnuti EMF tijekom rotacije. Obrnuti EMF motora sadrži informacije o položaju rotora, tako da omjer obrnutog elektroničkog obrazovanja u stacionarnom koordinatnom sustavu može izračunati položaj rotora. Ali kada se rotor ne kreće, obrnuti EMF je odsutan, a na niskim rev-ima obrnuti EMF ima malu amplitudu, koja je teško razlikovati od buke, stoga ova metoda nije prikladna za određivanje položaja rotora motora na niskoj razini revs.

Postoje dvije uobičajene opcije za pokretanje SDPM-a:
• pokrenite kao skalarna metoda - lansiranje unaprijed određenog karakteristika ovisnosti napona od frekvencije. No, skalarna kontrola uvelike ograničava sposobnosti kontrolnog sustava i parametre električnog pogona u cjelini;
• - Djeluje samo s SDPM u kojem je rotor izričito izričito izričito polože.

Trenutno je moguće samo za motore s rotorom s eksplicitnim polovima.

Ovaj izum odnosi se na područje elektrotehnike, odnosno na masu električne strojeve, posebno električne generatore izravna strujai može se koristiti u bilo kojem području znanosti i tehnologije u kojima su potrebne autonomne napajanja. Tehnički rezultat - stvaranje kompaktnog vrlo učinkovitog električni generatorŠto vam omogućuje da sačuvate relativno jednostavan i pouzdan dizajn za variranje uvelike mijenjanja izlaznih parametara električne struje ovisno o uvjetima rada. Suština izuma je da se sinkroni sinkroni generator s trajnim magnetima sastoji od jednog ili više dijelova, od kojih svaki uključuje rotor s kružnim magnetskim krugom, na kojem je čak i broj stalnih magneta fiksiran s istim korakom, stator Noseći čak i broj electromagneta potkove koji se nalazi u parovima je fiksiran. Nasuprot jedni drugima i imaju dvije zavojnice s konzistentnim smjerom namota, uređaj za ispravljanje električne struje. Stalni magneti su fiksirani na magnetske linije na takav način da tvore dva paralelna reda polova s \u200b\u200buzdužno i poprečno naizmjenično polaritet. Elektromagneti su usmjereni na naslovne polove tako da se svaki od elektromagnetskih zavojnica nalazi iznad jednog od paralelnih redova polova rotora. Broj polova u jednom retku, jednak n, zadovoljava odnos: n \u003d 10 + 4k, gdje je K cijeli broj uzimanje vrijednosti 0, 1, 2, 3, itd. Broj elektromagneta u generatoru obično ne prelazi broj (n-2). 12 Z.P. F-laži, 9 il.

Patenti patent patent 2303849

Predmetni izum odnosi se na elektroltor električne strojeve, posebno DC električne generatore, a mogu se koristiti u bilo kojem području znanosti i tehnologije u kojima su potrebni autonomni napajanja.

Sinkroni AC strojevi bili su široko raspoređeni u području proizvodnje iu sferi potrošnje električne energije. Svi sinkroni strojevi imaju svojstvo reverzibilnosti, to jest, svaki od njih može raditi u načinu rada generatora iu modu motora.

Sinkroni generator sadrži stator, obično šuplje povišenog cilindra s uzdužnim žljebovima unutarnja površinagdje se nalazi namota za stator, a rotor, koji su trajni magneti naizmjenično polaritet, koji se nalaze na vratilu, koji se mogu voziti na ovaj ili onaj način. U industrijskim visokomorskim generatorima, namotavanje uzbude na rotoru se koristi za dobivanje magnetskog polja uzbude. U sinkronim generatorima s obzirom na nisku snagu koriste se stalni magneti koji se nalaze na rotoru koriste se.

Uz nepromijenjenu frekvenciju rotacije, oblik krivulje EDC-a koji generira generator određuje samo zakon distribucije magnetske indukcije u jaz između rotora i statora. Stoga, da biste dobili napon na izlazu generatora određenog oblika i učinkovito pretvoriti mehaničku energiju na električnu upotrebu različite geometrije rotora i statora, a također odabrati optimalni broj konstantnih magnetskih polova i broj od okretaja statora (US 5117142, US 5537025, DE 19802784, EP 0926806, WO 02/003527, US 20040213793, US 2004021390, US 2004212273, US 2004155537). Navedeni parametri nisu univerzalni, ali su odabrani ovisno o uvjetima rada, što često dovodi do pogoršanja drugih karakteristika električnog generatora. Osim toga, složeni oblik rotora ili statora komplicira proizvodnju i montažu generatora i, kao rezultat toga, povećava troškove proizvoda. Rotor sinkroni magnetnoelektrični generator može imati razni obliciNa primjer, kada niska snaga Rotor se obično izvodi u obliku "zvjezdica", s srednjom snagom - s poljama i cilindričnim trajnim magnetima. Rotor s klečenim stupovima omogućuje dobivanje generatora s raspršivanjem polova koji ograničava struju šoka s naglim kratkim krugom generatora.

U trajnom magnetskom generatoru, stabilizacija napona je teško kada se opterećenje promijeni (budući da ne postoji obrnuto magnetsko povezivanje, kao što je, na primjer, u generatorima za namatanje uzbude). Za stabilizaciju izlaznog napona i ispravlja struju koristite različite električne krugove (GB 1146033).

Ovaj izum je usmjeren na stvaranje kompaktnog visoko učinkovitog električnog generatora, koji omogućuje, uz održavanje relativno jednostavnog i pouzdanog dizajna, izlazni parametri električne struje variraju se uvelike ovisno o radnom uvjetima.

Električni generator, napravljen u skladu s ovim izumom, je skupni sinkroni generator s trajnim magnetima. Sastoji se od jednog ili više dijelova, od kojih svaki uključuje:

Rotor s kružnom magnetskom jezgrom, na kojoj je i jedan broj stalnih magneta fiksiran s istim korakom,

Stator koji nosi čak i broj electromagneta u obliku potkove (P) koji se nalaze u parovima nasuprot jedni drugima i imaju dvije zavojnice s konzistentnim smjerom namota,

Električni uređaj za ravnanje.

Stalni magneti su fiksirani na magnetske linije na takav način da tvore dva paralelna reda polova s \u200b\u200buzdužno i poprečno naizmjenično polaritet. Elektromagneti su usmjereni na naslovne polove tako da se svaki od elektromagnetskih zavojnica nalazi iznad jednog od paralelnih redova polova rotora. Broj polova u jednom retku, jednak n, zadovoljava odnos: n \u003d 10 + 4k, gdje je K cijeli broj uzimanje vrijednosti 0, 1, 2, 3, itd. Broj elektromagneta u generatoru obično ne prelazi broj N-2.

Trenutni uređaj za ravnanje obično je jedan od standardnih krugova ispravljača izvedenih na diodama: bez govora s srednjom vodom ili mostom povezanim s namotima svakog elektromagnet. Ako je potrebno, može se koristiti i drugačija tekuća shema ravnanje.

Ovisno o značajkama rada električnog generatora, rotor se može nalaziti i s vanjske strane statora i unutar statora.

Električni generator napravljen u skladu s ovim izumom može uključivati \u200b\u200bnekoliko identičnih dijelova. Broj takvih dijelova ovisi o snazi \u200b\u200bmehaničkog izvora energije (pogonski motor) i potrebnim parametrima električnog generatora. Poželjno, dijelovi se mijenjaju fazom u odnosu na drugu. To se može postići, na primjer, početno pomak rotora u susjednim dijelovima pod kutom koji leži u rasponu od 0 ° do 360 ° / N; ili kutni pomak statorskih elektromagneta u susjednim dijelovima u odnosu na druge. Poželjno, električni generator također uključuje jedinicu regulatora napona.

Izum je ilustriran sljedećim crtežima:

slika 1 (a) i (b) prikazuje shemu električne generatora u skladu s ovim izumom, u kojem se rotor nalazi unutar statora;

slika 2 prikazuje sliku jednog dijela električnog generatora;

slika 3 prikazuje dijagram kruga strujnog kruga električnog generatora s dva-govor bez prosječne točke strujnog kruga ravnanja;

slika 4 prikazuje dijagram električnog kruga električnog generatora s jednim od mostova trenutnog ravnanja;

slika 5 prikazuje kružno dijagram strujnog kruga električnog generatora s drugom shemom mosta radi ispravljanja struje;

slika 6 prikazuje električni krug električnog generatora s drugom shemom mosta za ispravljanje struje;

slika 7 prikazuje dijagram strujnog kruga električnog generatora s drugom shemom mosta za ispravljanje struje;

slika 8 prikazuje dijagram električnog generatora s vanjskom izvršenjem rotora;

slika 9 prikazuje sliku multisektivnog generatora u skladu s ovim izumom.

Slika 1 (a) i (b) prikazuje električni generator, izrađen u skladu s ovim izumom, koji sadrži kućište 1; Rotor 2 s kružnom magnetskom cijevi 3, na kojem je i paran broj stalnih magneta 4 fiksiran s istim korakom; Stator 5, noseći čak i broj horseshoe elektromagneta 6, koji se nalazi ispred drugoga, a alat za ispravljanje struje (nije prikazano).

Kućište 1 električnog generatora obično se baci od aluminijske legure ili lijevanog željeza ili zavarenog. Ugradnja električnog generatora na mjestu njegove instalacije provodi se pomoću šape 7 ili pomoću prirubnice. Stator 5 ima cilindričnu unutarnju površinu, na kojoj su identični elektromagneti 6 pričvršćeni na isti korak. U ovom slučaju, deset. Svaki od ovih elektromagneta ima dvije zavojnice 8 s sukcesivno counter smjerom namota koji se nalazi na b-u obliku jezgre 9. Jezgra jezgre 9 je sastavljena od oljuštenih ploča električnog čelika na ljepilo ili hvataljkama. Zaključci namota elektromagneta kroz jedan od krugova ispravljača (nisu prikazani) spojeni su na izlaz električnog generatora.

Rotor 3 se odvoji od statora pomoću zračnog jaza i nosi čak i broj stalnih magneta 4, postavljen na takav način da se dva paralelna reda polova formiraju odgovaraju na osi generatora i naizmjenično uz polaritet u uzdužnom i poprečni smjerovi (slika 2). Broj polova u jednom redu zadovoljava odnos: n \u003d 10 + 4k, gdje je K cijeli broj uzimanje vrijednosti 0, 1, 2, 3, itd. U tom slučaju (slika 1) n \u003d 14 (k \u003d 1) i, prema tome, ukupan broj stalnih magnetskih polova je 28. Kada se električni generator rotira, svaka od zavojnica elektromagneta prolazi preko odgovarajućeg broja izmjeničnih stupova. Stalni magneti i elektromagnet jezgre imaju oblik takve kako bi se smanjili gubici i postigli homogenost (koliko je to moguće) magnetsko polje u zračnom jazu tijekom rada električnog generatora.

Načelo rada električnog generatora u skladu s ovim izumom slično je načelu rada tradicionalnog sinkronog generatora. Osovina rotora je mehanički spojena na pogonski motor (izvor mehaničke energije). Pod djelovanjem rotirajućeg motora pogonskog motora, rotor generatora rotira na nekoj frekvenciji. U isto vrijeme, u namotu zavojnica elektromagneta u skladu s fenomenom elektromagnetske indukcije, EMC se vodi. Budući da zavojnice pojedinog elektromagnet imaju drugačiji smjer namota i u bilo kojem trenutku u području djelovanja različitih magnetskih polova, EMF je u svakom od namota.

U procesu rotiranja rotora, magnetsko polje konstantnog magneta rotira na nekoj frekvenciji, tako da se svaka od namota elektromagneta naizmjenično ispada u zoni sjevernog (N) magnetskog stupa, zatim u zoni južnog (s) magnetski stup. U isto vrijeme, promjena stupa je popraćena promjenom u smjeru EDC u namotima elektromagneta.

Navozi svakog elektromagnetacije povezani su s trenutnim uređajem za ravnanje, koji je obično jedan od standardnih krugova ispravljača izvedenih na diodama: dva-cvjetanja s prosječnom točkom ili jednim od mosta krugova.

Slika 3 prikazuje konceptualni električni dijagram dvobojni ispravljač s prosječnom točkom za električni generator s tri para elektromagneta 10. Sl. 3, elektromagneti su numerirani od I do VI. Jedan od zaključaka namota svakog elektromagneta i izlaz namota suprotnog elektromagneta s njom spojeni su na jedan generator izlaz; Ostali zaključci namota imenovanih elektromagneta povezani su diode 11 na drugi generator izlaz 13 (s ovim uključivanjem dioda, izlaz 12 će biti negativan, a izlaz je 13 pozitivan). To jest, ako je početak namotavanja (b) spojen na negativni autobus za elektromagnet, onda je kraj namotavanja (E) spojen na suprotni elektromagnet. Slično za druge elektromagnete.

Slika 4-7 prikazuje različite krugove mosta za ispravljanje struje. Priključak mostova, ravnanje struje iz svakog od elektromagneta, može biti paralelna, dosljedna ili miješana. Uopće razne sheme Koristi se za preraspodjelu izlazne struje i potencijalne karakteristike električnog generatora. Isti električni generator, ovisno o načinima rada, može imati jednu ili drugu shemu ravnanja. Poželjno, električni generator sadrži dodatni prekidač za odabir željenog načina rada (shema veze mosta).

Slika 4 prikazuje dijagram električnog kruga električnog generatora s jednim od mosta sheme trenutnog ravnanja. Svaki od elektromagneta I-VI je spojen na zasebni most 15, koji je pak spojen paralelno. Ukupne gume su povezane s negativnim izlazom od 12 električnog generatora ili na pozitivan 13.

Slika 5 prikazuje električni krug s serijskim priključkom svih mostova.

Slika 6 prikazuje električni krug s mješovitim spojem. Mostovi, struja za ravnanje od elektromagneta: I i II; Iii i iv; V i VI su spojeni u paru. A parovi pak su spojeni paralelno kroz ukupne gume.

Slika 7 prikazuje strujni krug električnog kruga električnog generatora, u kojem zasebni most ispravlja struju iz para dijametralnih elektromagneta. Za svaki par dijametralno suprotnih elektromagneta, zaključci (u ovom slučaju "B") su električno međusobno povezani, a preostali zaključci su spojeni na ravnanje most 15. Ukupan broj mostova je m / 2. Prijenosni mostovi mogu biti spojeni paralelno i / ili uzastopno. Slika 7 prikazuje paralelno spajanje mostova.

Ovisno o značajkama rada električnog generatora, rotor se može nalaziti i s vanjske strane statora i unutar statora. Slika 8 prikazuje dijagram električnog generatora s vanjskom verzijom rotora (10 elektromagneta; 36 \u003d 18 + 18 trajnih magneta (k \u003d 2)). Dizajn i princip rada takvog električnog generatora slični su gore opisanim.

Električni generator u skladu s ovim izumom može uključivati \u200b\u200bnekoliko dijelova A, B i C (Sl. 9). Broj takvih dijelova ovisi o snazi \u200b\u200bmehaničkog izvora energije (pogonski motor) i potrebnim parametrima električnog generatora. Svaki od odjeljaka odgovara jednom od gore opisanih dizajna. Električni generator može uključivati \u200b\u200bi identične dijelove i dijelove koji se međusobno razlikuju po broju stalnih magneta i / ili elektromagneta ili sheme za ravnanje.

Poželjno je da se identični dijelovi mijenjaju fazom u odnosu na drugu. To se može postići, na primjer, početno pomak rotora u susjednim dijelovima i kutni pomak elektromagneta statora u susjednim dijelovima u odnosu na drugo.

Primjeri provedbe:

PRIMJER 1. U skladu s ovim izumom napravljen je električni generator za opskrbu električnim uređajima na napon na 36 V. Izrađen je električni generator s rotirajućim vanjskim rotorom, na kojem su postavljeni 36 trajnih magneta (18 u svakom redu, k \u003d 2) izrađen od Fe-nd legura. Stator nosi 8 parova elektromagneta, od kojih svaki ima dvije zavojnice koje sadrže 100 okretaja PTTV žice promjera 0,9 mm. Uključivački krug je most, s spojem istih zaključaka dijametralno suprotnih elektromagneta (Sl. 7).

vanjski promjer - 167 mm;

izlazni napon - 36 V;

maksimalna struja - 43 a;

power - 1,5 kW.

Primjer 2. U skladu s ovim izumom napravljen je električni generator za punjenje električnih zaliha (par baterija za 24 V) za urbana električna vozila. Električni generator se vrši s rotirajućim unutarnjim rotorom, koji sadrži 28 trajnih magneta (14 u svakom redu, k \u003d 1) od Fe-ND-B legure. Stator nosi 6 para elektromagneta, od kojih svaki ima dvije zavojnice koje sadrže 150 okretaja na ranu PTTV s promjerom od 1,0 mm. Shema inkluzije je dva-govorna moda s prosječnom točkom (slika 3).

Električni generator ima sljedeće parametre:

vanjski promjer - 177 mm;

izlazni napon je 31 V (za punjenje 24 u bloku baterije);

maksimalna struja - 35a,

maksimalna snaga - 1,1 kW.

Osim toga, električni generator sadrži automatski regulator napona do 29,2 V.

ZAHTJEV

1 Horseshoe Electromagnets koji se nalaze ravno Poljaci rotora i broj polova u jednom redu jednaku N zadovoljenja odnosa

n \u003d 10 + 4K, gdje je K cijeli broj uzimanje vrijednosti 0, 1, 2, 3, itd.

2. Električni generator prema zahtjevu 1, naznačen time, da broj elektromagneta statora M zadovoljava omjer M N-2.

3. Električni generator prema zahtjevu 1, naznačen time, da uređaj za ravnanje električne struje sadrži diode spojene na, barem jedan od terminala namotanju elektromagneta.

4. Električni generator u skladu s patentnim zahtjevom 3, naznačen time, što su diode spojene preko dva-govor-moda s prosječnim krugom.

5. Električni generator prema zahtjevu 3, naznačen time, da su diode spojene duž sheme pločnika.

6. Električni generator u skladu s patentnim zahtjevom 5, naznačen time, što je broj mostova m, i međusobno se međusobno povezuju u seriji, ili paralelno, ili sekvencijalno paralelno.

7. Električni generator u skladu s patentnim zahtjevom 5, naznačen time, što je količina mostova m / 2 i jedan od istih izlaza svakog para dijametražnih elektromagneta su spojeni, dok su drugi spojeni na jedan most.

8. Električni generator prema bilo kojem od zahtjeva 1 do 7, naznačen time, da se rotor nalazi na vanjskoj strani statora.

9. Električni generator u skladu s bilo kojim od patentnih zahtjeva 1 do 7, naznačen time što se rotor nalazi unutar statora.

10. Električni generator prema zahtjevu 1, naznačen time, da sadrži najmanje dva identična dijela.

11. Električni generator prema zahtjevu 10, naznačen time, da su najmanje dva dijela pomaknuta fazom u odnosu na drugu.

12. Električni generator prema zahtjevu 1, naznačen time, da sadrži najmanje dva dijela koja se razlikuju u broju elektromagneta.

13. Električni generator prema zahtjevu 1, naznačen time, da nadalje sadrži jedinicu regulatora napona.

Vlasnici patenta RU 2548662:

Izum se odnosi na područje elektrotehnike i elektrotehnike, posebno na sinkrone generatore s ekscitacijom od trajnih magneta. Tehnički rezultat: Stabilizacija izlaznog napona i aktivne snage. Generator sinkronog uzbude iz trajnih magneta sadrži montažu nosača statora s nosačima s nosačem, na kojima je montiran prsten magnetski krug s stup izbori na periferiji. Magnetska cijev je opremljena električnim zavojnicama postavljenim na zup dirags s višefaznim namotavanjem sidrenog statora. Rotor prstena montiran je na referentnoj osovini s mogućnošću rotacije u nosačima za nosače oko magnetskog cjevovoda statora. Na unutarnjoj strani stijenke rotora, magnetska košuljica je montirana s naizmjeničnim u kružnom smjeru magnetskim stupovima iz P-parova. Magnetska obloga se izrađuje u obliku dva identična prstena, imaju sposobnost kretanja u aksijalnom smjeru. Postoji elastični element između prstena. 2 il.

Izum se odnosi na područje elektrotehnike i elektromascitikulture, posebno na sinkrone generatore s ekscitacijom od trajnih magneta, a mogu se koristiti u autonomnim izvorima energije obje standardne industrijske frekvencije i povećane frekvencije, u električnim strojevima i elektranama. Konkretno, inventivni sinkroni generator može se koristiti kao autonomni izvor energije na vozilima, brodovima i drugim vozilima.

Poznat je sinkroni generator koji sadrži stator s dirigentskim sustavom i rotor koji ima sustav uzbude s konstantnim magnetima, a između statora i rotora je aktivna površina - zračni jaz, rotor se izrađuje u obliku vanjskog rotora s aktivnom površinom iznutra, rotor ima, ako pogledate smjer rotacijskog pokreta, naizmjenično jedni s drugima u smjeru rotacije magnetiziranih trajnih magneta i parcela iz magnetskog vođenja materijala, izrađeni su trajni magneti od Materijal s magnetskom propusnošću, blizu propusnosti zraka, trajnim magnetima, ako se mjeri u smjeru rotacije, povećavaju se s povećanjem udaljenosti od aktivnih površina širine, te magnetskih vodljivih sekcija - smanjuje se s povećanjem udaljenosti od aktivne površine Širina, magnetski vodljivi dijelovi imaju površinu kroz koju izlazi magnetski protok i koji je okrenut aktivnoj površini, a manji je od zbroja površina presjek Magnetski tok susjednih trajnih magneta, kao rezultat kojih je magnetski protok stalnih magneta koncentriran na aktivnu površinu statorskog stupa, ako se mjeri u smjeru rotacije, gotovo je jednaka širina kao i površina magnetskog Provođenje dijelova, kroz koje je magnetsko spuštanje (RF patent br. 2141716, IPC H02K 21/12, objavljen 11./20/1991).

Poznat je sinkroni generator koji sadrži multiplni sidro s N polovima (n je cijeli broj) s namotima i sustav uzbude formiran skupom trajnih magneta. U isto vrijeme, stalni magneti imaju (N-1) stupovi za stvaranje magnetskog polja uzbude tijekom rotacije u odnosu na sidro, a konstantni magneti se magnetiziraju duž smjera rotacije, a stupovi su napravljeni s kosi u odnosu na Rotacija sustava uzbude (RF patentan broj 2069441, IPC H02K 21/22, objavljen 11./20/1996).

Opći nedostatak podataka sinkronog generatora je ograničena funkcionalnost za stabilizaciju s povećanjem opterećenja izlaznog napona i aktivne snage ovisno o vrijednosti ukupnog magnetskog toka. U isto vrijeme, ne postoje elementi u konstruktivnom izvršenju tih generatora, omogućujući vam da brzo promijenite vrijednost ukupnog magnetskog toka stvorenog pojedinačnim trajnim magnetima prstenaste magnetske košuljice.

Najbliji analogni (prototip) iz izuma je sinkroni generator s pobudom trajnih magneta, koji sadrži sklop nosača statora s ležajevima s nosačima, na kojima je prstenasta magnetska jezgra montirana na periferiju, opremljena S električnim zavojnicama postavljenim na zup dirags s vijuganjem multipaznog instaliranog instaliranog instaliranog na osovini za nošenje s mogućnošću rotacije u nosačima s nosačem oko run magnetskog cjevovoda statorskog prstena rotora s prstenom magnetske košuljice montirane na unutarnji bočni zid s Magnetski stupovi naizmjenični u obodnom smjeru od P-parova, pokrivaju izbočine stupa s električnim zavojnicama sidrenog magnetskog cjevovoda prstena statora. Sklop nosača statora je izrađena od skupine identičnih modula s magnetskom jezgrom prstena i prstenastom rotorom montiran na jednoj referentnoj osovini, dok su moduli nosača statora ugrađeni s mogućnošću njihovog skretanja jedan na drugu oko osi, kosoaktivno s potpornim vratilom i opremljeni su kinematičkim povezanim s kutnim preokretom od njih u odnosu na međusobno, a isto-ime faze sidrenih namota u modulima statorskog čvora su međusobno povezane, tvoreći opće faze Sidreni namota statora (RF patent №2273942, MPK H02K 21/22, H02K 21/12, objavljen 07/27/2006).

Nedostatak poznatog sinkronog generatora s pobudom stalnih magneta je potreba za korištenjem skupine modula, što dovodi do komplikacije strukture, povećanje mase i dimenzija generatora. To zauzvrat dovodi do smanjenja operativnih obilježja generatora.

Osim toga, kao i kod navedenih analoga, nema elemenata u poznatom generatoru koji vam omogućuju da brzo promijenite vrijednost ukupnog magnetskog toka pojedinačnih trajnih magneta koji tvore prstenastu magnetsku košuljicu.

Cilj ovog izuma je pojednostaviti dizajn i širenje funkcionalnosti sinkronog generatora, zbog opskrbe električnom energijom širokog raspona varijabilnih multipaznih električnih struja s različitim parametrima napona napajanja.

Tehnički rezultat je stabiliziranje izlaznog napona i aktivne snage, zbog uvođenja u dizajn sinkronog generatora elastičnih elemenata.

Tehnički rezultat postiže se činjenicom da je u sinkronom generatoru s pobudom stalnih magneta koji sadrže montažu nosača statora s ležajevima na kojima je na periferiji montiran magnetski krug prstena s stupnim izbočinama, opremljen električnim zavojnicama postavljenim na Protroti za stup, s višefaznim sidrenim statorskim namotanjem montiran na nosač vratilo s mogućnošću rotacije u nosačima za nosače oko magnetskog cjevovoda prstena, prsten rotora s prstenastom magnetskom košuljicom montiran na unutarnji bočni zid s a Naizmjenični magnetski stupovi iz P-parova, prekrivanje stupova izbočina s električnim zavojnicama sidrenog magnetskog cjevovoda statorskog prstena, prema izumu, prsten magnetski košuljica se izrađuje u obliku dva identična prstena s mogućnošću kretanja u aksijalu Smjer, dok između prstena postoji elastični element.

Kada se opterećenje promijeni na trenutnom generatoru koji teče kroz sidrenje statora, mijenja se, s silom privlačnosti koja djeluje na magnetne obloge. Potonji u jednom od različitih stupnjeva su uvučeni u zračni razmak, komprimiranje elastičnog elementa, povećavajući ili smanjenje ukupnog magnetskog toka. I zbog toga stabilizira napon i aktivnu snagu na stezanju namota statora generatora.

Elastični element može biti kruti, u obliku valnog elastičnog perača ili kompozitnog, u obliku pojedinačnih izvora.

Elastični element prikazan kao primjer je u obliku izvora.

Izum je ilustriran crtežom.

Sl. Slika 1 prikazuje opći prikaz predloženog sinkronog generatora s pobudom od konstantnih magneta u uzdužnom presjeku, s magnetskim oblozima u neradnom položaju.

Sl. 2 je pogled kad su magnetne obloge u radnom položaju.

Na oba figura, elastični element je izrađen u obliku izvora.

Generator sinkronog uzbude iz stalnih magneta sadrži unutarnje tijelo 1 statora, na kojem je montiran prstenasti magnetski krug 2 (na primjer, u obliku monolitnog diska iz kompozitnog magnetskog materijala u prahu) s izbornicima s stupom na periferiji , opremljeni električnim zavojnicama na njima (dijelovi) 3, s višefazom (na primjer, tri faze i u općenito N-faze) namotač sidra stator. Na osovini 4 s mogućnošću rotacije na ležajevima 5, 6 oko montaže nosača statora, instaliran je prstenasti rotor 7, s magnetskim oblozima prstenasta na unutarnji bočni zid (na primjer, u obliku monolitne magnetske prstenovi izrađeni od magnetoizotropnog materijala u prahu) s naizmjeničnim u obodnom smjeru magnetskim stupovima iz P-parova, i izrađene u obliku istih prstena s mogućnošću kretanja u žljebovima 9 u smjeru osi rotacije, i isključujući Njihova rotacija u odnosu na prstenasti rotor 7, odvojen elastičnim elementom 10, kao što su kompresijski izvori. I pokrivajući stup izbočine s sidrenim namotavanjem prstena magnetskog cjevovoda statora. ROTOR ROTOR 7 uključuje prstenaste magnetske košuljice 8, elastični element 10 i potisak prsten 11. Stator uključuje prstenasti magnetski krug 2, sidri namotavi svici 3, unutarnji slučaj 1 i vanjsko tijelo 12 s središnjim rupama 13 na kraju , Unutarnje kućište 1 od montaže nosača statora povezano je sa svojim unutarnjim cilindričnim bočnim stijenkama s ležajem 5, a vanjsko tijelo 12 sa ležajem 6. ROTOR RING 7 je spojen na osovinu 4. prstenaste magnetski krug 2 ( s namotima 3) statora instaliranog na specificiranom unutarnjem slučaju 1, koji je čvrsto pričvršćen vanjskim kućištem 12, i oblikuju se s posljednjom prstenastom šupljinom 14. Ventilator 15 za hlađenje inkatora sidrenog statora nalazi se na kraju vratilo 4. Na vanjskom kućištu, kućište je instalirano 16. Faze (A, B, c) sidrenje sidrenja 3 na prstenastoj magnetskom krugu 2 su međusobno povezani strujni krug.

Sinkroni generator s pobudom od stalnih magneta radi kako slijedi.

Iz pogona, na primjer, iz motora s unutarnjim izgaranjem, kroz remenicu klinološkog prijenosa (nije prikazano na crtežu), rotacijsko kretanje se prenosi na osovinu 4 s prstenastom rotorom 7. Kada rotira prstenasti rotor 7 s Knjinalne magnetske košuljice 8, kreira se rotirajući magnetski fluks, prodirući u prstenove zraka između prstenastih magnetskih obloga 8 i prstenaste magnetske jezgre 2 statora, kao i permearing radijalne stup izbočine (koji nisu prikazani na crtežu) magnetizacije prstena 2 statora. Kada rotirajući prstenasti rotor 7, alternativni prolaz "sjevernog" i "južnih" izmjenjivanih magnetskih stupova prstena magnetskih obloga 8 preko radijalnih stup izbočina prstenaste magnetskog cjevovoda 2 statora, koji uzrokuje rotaciju magnetskog fluksa oboje U veličini i u smjeru u radijalnim stupovima izbočina prstenaste magnetskog cjevovoda 2. U sidru namotu 3 statora, sinusoidalna elektromotivna sila (EMF) s pomicanjem u fazi od 120 stupnjeva podliježe kutu od 120 stupnjeva i s frekvencijom jednakom proizvodu broja parova (p) magnetskih stupova u prstenu magnetskoj linije 8 na frekvenciji rotacije prstenastog rotora 7.. Naizmjenična struja (na primjer, tri faze) teče preko sidra Namotavanje statora 3 se dovodi do izlaznih električnih priključaka (nije prikazano na crtežu) za povezivanje električnog prijemnika za energiju.

Uz povećanje opterećenja trenutnog generatora koji teče preko sidrenog namota statora 3, ona također povećava silu atrakcije koja djeluje na prstenastoj magnetske košuljice 8. Potonji su uvučeni u zračni razmak, stiskanje elastičnog elementa 10, Jačanje magnetskog toka magnetskih obloga za prstena 8. Za ovaj račun stabilizira napon na križevima za namatanje 3 statora generatora. Izvršenje statora s navedenim prstenom magnetskim sobom 2 i prstenastom rotorom 7 montiran na istom vratilu 4, kao i prsten rotor s mogućnošću povlačenja magnetskih obloga za prstena 8 do zračnog razmak, omogućuju vam da stabilizirate izlaz napon i aktivna snaga sinkronog generatora u navedenim granicama.

Tako predloženo tehničko rješenje Omogućuje vam da osigurate stabilizaciju oba izlaznog napona i aktivne snage prilikom mijenjanja električnog opterećenja generatora.

Predloženi sinkroni generator s pobudom stalnih magneta može se koristiti s odgovarajućim prebacivanjem namota u sidreni stator za opskrbu električnom energijom širokog raspona naizmjenične električne električne struje s različitim parametrima napona napajanja.

Sinkroni generator s pobudom stalnih magneta koji sadrže sklop nosača statora s ležajevima za nosače na kojima je na periferiji montirana na periferiji Sidreni namotač statora, montiran na referentnu osovinu s mogućnošću rotacije u referentnim ležajevima oko magnetskog cjevovoda prstenastog rotora statorskog prstena s prstenastom magnetskom košuljicom montiran na unutarnji bočni zid s izmjeničnim magnetskim stupovima iz P-pare , koji pokriva stup izbočine s električnim zavojnicama sidrenog magnetskog cjevovoda statora prstena, naznačen time, da je magnetska košuljica napravljena u obliku dvaju istih prstenova koji imaju mogućnost kretanja u aksijalnom smjeru, dok između prstena postoji elastični element.

Slični patenti:

Ovaj izum se odnosi na električni stroj (1) za hibridna ili električna vozila. Stroj sadrži vanjski rotor, stator (2) koji se nalazi unutar rotora (3), rotor sadrži nosač (4) rotora, rotacijskih ploča (5) i konstantnih magneta (6), element nosača (4) rotora sadrži prvi, radijalno prolazi dio (7) nosač i drugi, koji prolazi u dijelu aksijalnog smjera (8) elementa nosača, koji je spojen na njega, drugi dio (8) elementa nosača nosi Rotary ploče (5) i stalni magneti (6) i stator (2) imaju statorske ploče (9) i namota (10), namota tvore namota (11, 12) naslova, koji se koriste u aksijalnom smjeru s obje strane na obje strane Iznad statorskih ploča (9) također ima kolni kotač (14), koji je spojen na rotor ležajnog elementa (4).

Beskontaktni sinkroni generatori s trajnim magnetima (SGPM) imaju jednostavan električni krug, ne troše energiju uzbude i imaju povećanu učinkovitost, razlikuju se u visokoj pouzdanosti rada, manje osjetljivom na djelovanje sidrenog odgovora od običnih strojeva, njihovi nedostaci su povezani s njima Niska regulatorna svojstva kroz to da se radni tok trajnih magneta ne može široko mijenjati. Međutim, u mnogim slučajevima ta značajka ne određuje i ne sprječava njihovu raširenu uporabu.

Većina trenutno primijenjena sGPM ima magnetski sustav s trajnim magnetima koji se okreću. Stoga se magnetski sustavi međusobno razlikuju u dizajnu glavnog rotora (induktor). Stator SGPM-a ima gotovo isti dizajn kao u klasičnim AC strojevima, obično sadrži cilindrični magnetski krug uzgajao se iz listova električnog čelika, na unutarnjoj površini od kojih se nalaze utora za učvršćivanje. Za razliku od običnih sinkroni strojevi Radni razmak između statora i rotora u SGPM-u odabran je kao minimalan na temelju tehnoloških sposobnosti. Dizajn rotora je u velikoj mjeri određen magnetskim i tehnološka svojstva Magnetski čvrsti materijal.

Rotor s cilindričnim magnetom

Najjednostavniji je rotor s monolitnim cilindričnim magnetom prstenastog tipa (sl. 5.9, ali). Magnet 1 je napravljen od lijevanog, pričvršćenog na osovinu s rukavcem 2, na primjer, iz aluminijske legure. Magnet magnetizacija se provodi u radijalnom smjeru na multiplni položaj magnetiziranja. Budući da je mehanička čvrstoća magneta mala, tada na visokim linearnim brzinama, magnet se nalazi u ljusci (zavoj) iz ne-magnetskog materijala.

Varijacija rotora s cilindričnom magnetom je kolektorski rotor od odvojenih segmenata 1 iz ne-magnetske čelične ljuske 3 (sl. 5.9, b). Magnetizirani radijalno segmentni magneti 1 su zaključeni na rukavu 2 s magnetoijem čelikom i na bilo koji način, na primjer, uz pomoć ljepila. Generatori s rotorom takvog dizajna pri stabilizaciji magneta u slobodnom stanju imaju oblik krivulje EDC, blizu sinusoidalnog. Prednost rotora s cilindričnom magnetom je jednostavnost i proizvodnja dizajna. Nedostatak - niska uporaba glasnoće magneta zbog male duljine srednje linije pole h. i. S povećanjem broja polova vrijednosti h. i smanjuje se i uporaba glasnoće magneta se pogoršava.

Slika 5.9 - Rotori iz Cilindrični magnet: A - monolitski, B - montažni

Rotori s magnetskom zvijezdom

U SGPM-u s kapacitetom do 5 kVA dobivene su rotori vrste zvijezde s jasno izraženim polovima bez polove cipela (sl. 5.10, ali). U takvom dizajnu, magnet-zvijezda je češće pričvršćena na osovinu s punjenjem ne-magnetske legure 2. Magnet se također može umočiti izravno na osovinu. Kako bi se smanjio demagnetizirajući učinak polja za sidrenje s strujom kratkog kruga na rotoru u nekim slučajevima, pretpostavlja se da je sustav prigušivača 3. potonji se obično provodi popunjavanjem rotora aluminijom. Na visokim frekvencijama rotacije, ne-magnetski zavoj se ubrizgava u magnet.

Međutim, kada generator preopterećuje, poprečni odgovor sidra može uzrokovati asimetričnu magnetizaciju rubova polova. Slično magnetizaciji iskrivljuje oblik polja u radnom intervalu i obliku krivulje EDC-a.

Jedan od načina za smanjenje djelovanja sidro na polju magnetskog polja s magnetskim čelikom. Promjenom širine zupčanih cipela (podešavanje protoka raspršenja polova), moguće je postići optimalnu uporabu magneta. Osim toga, mijenjanje konfiguracije pole cipele, možete dobiti potreban oblik polja u radnom prostoru generatora.

Na sl. 5.10, B prikazuje dizajn rotora koji je poput zvijezde tipa s prizmatičnim trajnim magnetima s pole cipela. Radijski magnetizirani magneti 1 su instalirani na rukavu 2 s magnetskim materijalom. Na stup magneta superponirani pole cipele 3 s magnetskim čelikom. Osigurati mehaničku čvrstoću BA

Slika 5.10 - zvjezdani rotori: a - bez polove cipele; b - prefabricirani s pole cipele

shmaaks su zavareni na ne-magnetski umetci 4 formiraju zavoj. Praznine između magneta mogu se ispuniti aluminijskom legurom ili spojem.

Nedostaci rotora nalik na zvijezde s pole cipele uključuju komplikaciju dizajna i smanjenja punjenja magneta volumena rotora.

Rotori s kozpavljenim stupovima.

Kod generatora s velikim brojem stupova, dizajn rotora s kandženim stupovima naširoko se koristi. Rotor u obliku noktiju (sl. 5.11) sadrži cilindrični magnet 1, magnetiziran u aksijalnom smjeru, stavljen na ne-magnetnu rukavu 2. do kraja magnet, prirubnice 3 i 4 s magnetskim čelikom su susjedne, su kandže izvedbe koje tvore polove. Svi govori lijeve prirubnice su sjeverni stupovi, a govori prave prirubnice su južni. Govori prirubnica izmjenjuju se duž oboda rotora, tvoreći višelni sustav uzbude. Snaga generatora može se značajno poboljšati ako koristite modularni princip tako da stavite nekoliko magneta s kandženim stupovima na vratilu.

Nedostaci rotora su kazneni tip su: relativna složenost dizajna, poteškoća magnetizira magnet u okupljenom rotoru, velike tokove raspršenja, moguće je vezati krajeve performansi pri visokim rotacijskim frekvencijama, imala je mjeru magnet volumena rotora.

Postoje strukture rotora s različitim kombinacijama PM-a: s uzastopnim i paralelnim uključivanjem MGC MRS, s kontrolom napona zbog aksijalnog kretanja rotora u odnosu na stator, zajednički upravljački sustav SGPM iz PM i paralelni elektromagnetski namota , itd. SGPM Multi

Slika 5.11 - vrsta rotora kandže

izvršenje pola. U Njemačkoj je iskustva u Njemačkoj, Ukrajina u drugim zemljama da razviju i primijenimo niske brzine generatora za vanjsku vezu s rotacijskom brzinom od 125-375 o / min.

Zbog glavnog zahtjeva za vanjskom veu, da ima nisku frekvenciju rotacije generatora - dimenzije i masa SGPM dobivaju se precijenjenim u usporedbi s velikim generatorima s približno istom snagom. U kućištu 1 (sl. 5.12) postoji konvencionalni stator 2 s namotavanjem 3. Rotor (induktor) 4 s pločama zalijepljene na vanjskoj površini 5 od neodimij-bora ugrađenog na osovini 6 s ležajevima 7. Slučaj 1 je fiksno 8, "vezano uz LEU podršku, a rotor 4 je spojen na osovinu turbine vjetra (na Sl. 5.12 nije prikazano).

Pri niskim brzinama vjetra za veu, potrebno je koristiti generatore s niskim brzinama. U tom slučaju sustav često nema mjenjač, \u200b\u200ba os je izravno povezana s osi električnog generatora. U tom slučaju proizlazi problem dobivanja dovoljno visokog izlaznog napona i električne energije. Jedan od načina rješavanja je multipalni električni generator s rotorom dovoljno velikog promjera. Rotor za električni generator može se izvesti pomoću trajnih magneta. Električni generator s rotorom na trajnim magnetima nema kolektora i četke, koji

Slika 5.12 - konstruktivna shema SGPM za vanjsku veu: 1- slučaj; 2 - stator; 3 - navijanje; 4 - rotor; 5 - ploče stalnih magneta s ND-FE-B; 6 - osovina; 7 - ležajevi; 8 - osnovno

potrebno je značajno povećati pouzdanost i radno vrijeme bez održavanja i popravka.

Električni generator s rotorom na trajnim magnetima može se izgraditi prema različitim shemama koje se međusobno razlikuju od strane općeg mjesta namota i magneta. Magneti s polaritetom, koji se izmjenjuju, nalaze se na rotoru generatora. Namotavanje namota, koje se izmjenjuju, nalaze se na staru generatora. Ako su rotor i stator koaksijalni diskovi, ovaj tip generatora naziva se aksijalni ili disk (slika 5.13).

Ako rotor i stator su koaksijalni koaksijalni cilindri, ovaj tip generatora naziva se radijalno ili cilindrično (sl. 5.14). U generatoru radijalnog tipa rotor može biti unutarnji ili vanjski u odnosu na stator.

Slika 5.13 - Pojednostavljeni krug električnog generatora s rotorom na trajnim magnetima aksijalnog (diska)

Slika 5.14 - Pojednostavljeni dijagram električnog generatora s rotorom na trajnim magnetima radijalnog (cilindričnog) tipa

Važna značajka sinkronih generatora s PM u usporedbi s konvencionalnim sinkronim generatorima je složenost reguliranja izlaznog napona i njegove stabilizacije. Ako je u običnom sinkroni strojevi Možete glatko podesiti tijek rada i napona, mijenjajući struju uzbude, zatim u strojevima s trajnim magnetima ne postoji mogućnost, jer je protok F unutar određene povratne linije i neznatno se mijenja. Regulirati i stabilizirati napon sinkronih generatora s trajnim magnetima, morate koristiti posebne metode.

Jedan od mogućih načina za stabilizaciju napona sinkronih generatora - uvođenje u vanjski električni krug elemenata spremnika koji doprinose pojavu uzdužno-magnetske reakcije sidra. Vanjske karakteristike generatora ispod kapacitivne prirode opterećenja slabo mijenjaju i mogu čak sadržavati rastuću parcelu. Kondenzatori koji pružaju prirodnu opterećenje kapacitivnosti uključeni su u krug opterećenja izravno (Sl. 5.15, ali) Ili kroz kore transformatora, koji vam omogućuje da smanjimo masu kondenzatora povećanjem radnog napona i smanjenje struje (Sl. S.1s, b). Tu je i paralelno uključivanje kondenzatora u krugu generatora (sl. 5.15, e).

Slika 5.15 - Uključivanje stabilizacijskih kondenzatora u krug sinkronog generatora sa stalnim magnetima

Dobra stabilizacija izlaznog napona generatora s PM može se osigurati pomoću rezonantne konture koja sadrži spremnik C i zasićenja L. Krug je uključen paralelno s opterećenjem, kao što je prikazano na Sl. 5.16, ali U jednofaznoj slici. Zbog zasićenja leptira, njezin induktivnost pada s povećanjem struje, a ovisnost napona na gas od struje gasa je nelinearna u prirodi (sl. 5.16, b). U isto vrijeme, ovisnost napona na spremniku od struje je linearna. Na mjestu sjecišta krivulja i, što odgovara nominalnom naponu

Slika 5.16 - stabilizacija napona, sinkroni generator s trajnim magnetima pomoću rezonantnog kruga: krug kruga spojeva; B - Karakteristike volt-ampora (b)

tora, kontura dolazi u krugu, tj. Ne dolazi reaktivna struja u obrisu.

Ako se napon smanjuje, kao što se može vidjeti iz Sl. 4.15, b, Kada imamo, to jest, krug uzima kapacitivnu struju od generatora. Uzdužno-magnetiziranje sidreni odgovor koji se pojavljuje u isto vrijeme doprinosi rastu. U. , Ako kontura uzima induktivnu struju iz generatora. Sidro uzdužno-demagnetiziranje dovodi do smanjenja U.

U nekim slučajevima, kako bi se stabilizirali napon generatora, koriste se gušenja zasićenja (DN), što je trajno za konstantnu struju iz sustava kontrole napona. Kada je napon smanjen, regulator povećava pidmagny struju u priguščici, njezin je induktivnost smanjen zbog zasićenja jezgre, a djelovanje sonditudirajuće sidrene reakcije se smanjuje, kao i pad napona do dna, koji Pomaže za vraćanje izlaznog napona generatora.

Kontrola i stabilizacija napona generatora s PM mogu se učinkovito provoditi pomoću poluvodičke transducera, u svakoj fazi od kojih postoje dva protuučelni tiristor. Svaka poluvrsna krivulja napona ispred pretvarača odgovara izravnom naponu na jednom od tiristora. Ako kontrolni sustav odgovara signalima da se tihiristors uključi s nekom kašnjenjem, što odgovara kontrolnom kutu. Uz povećanje napona iza pretvarača, smanjuje se, kada se napon reducira na stezaljkama generatora, kut se smanjuje tako da je napon u generatoru. Uz pomoć sličnog pretvarača, ne samo da se ne samo stabilizirati, već i prilagoditi izlazni napon široko, mijenjanje kuta. Nedostatak opisane sheme je pogoršanje kvalitete napona pri povećanju pojave viših harmonika.

Opisane metode za reguliranje i stabilizaciju napona povezane s upotrebom dodatnih uređaja s obzirom na generator i glomazan. Moguće je postići cilj kroz korištenje dodatnog pidmagnicuyuyuyuchi (softver) DC-a, mijenja stupanj zasićenja čeličnih magneto žica i promjena, tako, vanjsku magnetsku vodljivost u odnosu na magnet.

Sinkroni strojevi s trajnim magnetima (magnetnoelektrični) nemaju uzbudljivu namotu na rotoru, a uzbudljiv magnetski fluks se stvara trajnim magnetima koji se nalaze na rotoru. Stator ovih strojeva uobičajenog dizajna s dvije ili tri faze namota.

Primijenite ove strojeve najčešće kao niske snage. Sinkroni stalni magnet generatori se primjenjuju rjeđe, uglavnom kao samostalno radovi pojačani frekvencijski generatori, mala i srednja moć.

Sinkroni magnetnoelektrični motori. Ovi motori su raspoređeni u dvije verzije dizajna: s radijalnom i aksijalnom položaju trajnih magneta.

Za radijalna lokacija Trajni magneti Rotor paket s jastukom, izrađen u obliku šupljeg cilindra, fiksiran je na vanjskoj površini ekspresnih polova stalnog magneta 3. U cilindru čine utore za interpole koje sprečavaju zatvaranje protoka konstantnog magneta u ovom cilindru (sl. 23.1,).

Za aksijalna lokacija Magneti Dizajn rotora je sličan dizajnu rotora asinkronog kratkog spoja motora. Prstenasti konstantni magneti se pritisne do krajeva ovog rotora (sl. 23.1, ).

Aksijalni raspored magneta koristi se u motorima niskog promjera s napajanjem do 100 W; Dizajni s radijalnim rasporedom magneta koriste se u motorima većih promjera s kapacitetom do 500 W i više.

Fizički procesi koji se pojavljuju u asinkronom početku tih motora imaju određenu značajku zbog činjenice da su magnetoelektrični motori dopušteni u uzbuđenom stanju. Područje trajnog magneta u procesu overclocking rotor donosi namotanju statora EMF-a
, učestalost koja se povećava razmjerno frekvenciji rotacije rotora. Ovaj EMF vodi u namotu struje statora, u interakciji s poljem stalnih magneta i stvaranje kočnicatrenutak
, usmjeren na rotaciju rotora.

Sl. 23.1. Magnetnoelektrični sinkroni motori s radijalnim (a) i

aksijalan (b)mjesto trajnih magneta:

1 - Stator, 2 - kratkog spojenog rotora, 3 - trajni magnet

Tako, kada se motor ubrza s trajnim magnetima, dva asinkronog trenutka djeluju na rotoru (sl. 23.2): rotirajući
(od struje , djelujući u namotavanje statora iz mreže i kočnice
(od struje induciran u namotu stalnog statora magneta).

Međutim, ovisnost ovih trenutaka iz brzine rotora (skliz) je drugačiji: maksimalni okretni moment
odgovara značajnoj frekvenciji (malo slip) i maksimalni okretni moment kočenja M. T. - niska brzina (veliki slajd). Ubrzanje rotora javlja se pod djelovanjem rezultiranja
koji ima značajan "neuspjeh" u zoni male brzine. Iz krivulja prikazanih na slici, može se vidjeti da je utjecaj trenutka
na početnim svojstvima motora, posebno u vrijeme ulaska u sinkronizam M. vak , mnogo.

Kako bi se osiguralo pouzdano pokretanje motora, potrebno je da je minimalni nastavak momenta u asinkronom načinu rada
i trenutak ulaska u sinkronizam M. vak , bilo je više bodova opterećenja. Oblik asinkronog trenutka magnetoelektričnog

Sl.23.2. Grafikoni asinkroni trenutci

magnetnoelektrični sinkroni motor

motor u velikoj mjeri ovisi o aktivnom otporu početne ćelije i na stupnju uzbude motora karakterizira magnitude
gdje E. 0 - EMF faze statora, inducira se u načinu mirovanja pri rotiranju rotora sa sinkronom frekvencijom. S povećanjem "Neuspjeh" u trenutku krivulje
povećava se.

Elektromagnetski procesi u magnetnoelektričnim sinkronim motorima su u načelu slični procesima u sinkronim elektromagnetskim uzbudljivim motorima. Međutim, potrebno je imati na umu da stalni magneti u magnetnoelektričnim strojevima podliježu demagnetiziranju učinka magnetskog protoka reakcije sidra. Početno namotavanje pomalo slabi ovu demagnetizaciju, kao oklopne učinke na trajne magnete.

Pozitivna svojstva magnetnoelektričnih sinkronih motora su povećana stabilnost rada u sinkronom načinu i ujednačenosti brzine rotacije, kao i mogućnost da se jednostavno okreće više motora uključenih u jednu mrežu. Ovi motori imaju relativno visoke energetske pokazatelje (učinkovitost i
,).

Nedostaci magnetoelektričnih sinkronih motora su povećane vrijednosti u usporedbi sa sinkronim motorima drugih vrsta, zbog visoke cijene i složenosti liječenja trajnih magneta izvedenih od legura s velikom prisilnom silom (Alni, Alnico, Magno et al.). Ovi motori se obično čine na niskoj snazi \u200b\u200bi koriste se u izradi instrumenata i automatskim uređajima za pokretanje mehanizama koji zahtijevaju postojanost brzine rotacije.

Sinkroni magnetoelektrice generatori, Rotor takvog generatora izvodi se na niskoj snazi \u200b\u200bkao "zvjezdice" (sl. 23.3, ali), s prosječnom snagom - s kaznenim stupovima i cilindričnim trajnim magnetom (sl. 23.3, b).Rotor s klečenim stupovima omogućuje dobivanje generatora s raspršivanjem polova koji ograničava struju šoka s naglim kratkim krugom generatora. Ova struja je veća opasnost za trajnu magnet zbog snažnog demagnetizacijskog učinka.

Osim nedostataka primijećenih pri razmatranju magnetoelektričnih sinkronih motora, trajne magnetne generatore imaju još jedan nedostatak zbog nedostatka uzbude namotavanje, te je stoga podešavanje napona u magnetnoelektričnim generatorima gotovo nemoguće. To otežava stabilizaciju napona generatora kada se opterećenje promijeni.

Sl.23.3. Rotori magnetoelektričnih sinkronih generatora:

1 - osovina; 2 - trajni magnet; 3 - Pole; 4 - ne-magnetska rukavica