Aktuálne generátory Excitácia permanentných magnetov. Synchrónne generátory s permanentnými magnetmi. Konštrukcie a typy synchrónneho elektromotora s permanentnými magnetmi
Excitácia synchrónneho stroja a jeho magnetických polí. Vzrušenie synchrónny generátor.
Synchrónne generátorové vzrušenie (C.G.) sa nachádza na rotore a dostane jedlo dc Od cudzieho zdroja. Vytvára hlavné magnetické pole stroja, ktoré sa otáča s rotorom a zatvára cez celé magnetické inžinierstvo. V procese otáčania sa toto pole prekročí vodičom vinutia statora a indukujú v nich EDC E10.
Na napájanie excitačného vinutia výkonného S.G. Špeciálne generátory sa používajú - patogény. Ak sú inštalované samostatne, výkon v excitačnej vinutí sa dodáva prostredníctvom kontaktných krúžkov a prístrojov kefy. Pre výkonné turbogenerátory, patogény (synchrónne generátory "Tvárne") visia na hriadeli generátora a potom je excitačné vinutie napájané cez polovodičové vyrovnávacie zariadenia, namontované na hriadeli.
Sila strávená na excitáciu je približne 0,2 - 5% menovitého výkonu tohto roka a menšia hodnota je pre veľké s.g.
V stredne-vzduchových generátoroch sa často používa samo-vzrušenie - od sieťovej siete statora cez transformátory, polovodičové usmerňovače a krúžky. Vo veľmi malých s.g. Niekedy sa používajú konštantné magnety, ale neumožňuje nastaviť veľkosť magnetického toku.
Excitačné vinutie môže byť koncentrované (v obnofo-luvy synchrónnych generátoroch) alebo distribuované (v nevýrebe s.g.).
Magnetický reťazec s.g.
Magnetický systém S.G. - Toto je rozvetvený magnetický reťazec, ktorý má 2P paralelné vetvy. V tomto prípade je magnetický prúd, vytvorený excitačným vinutím, uzavreté takými oblasťami magnetického reťazca: vzduchový klírens "?" - dvakrát; Kelnárna zóna statora Hz1 je dvakrát; Zadná strana statora L1; Zuby rotora "Hz2" - dvakrát; Rotor späť - "LOB". V prívesných generátoroch na rotore sú póly rotora "HM" - dvakrát (namiesto vrstvy zubov) a krížové lob (namiesto zadnej časti rotora).
Obrázok 1 ukazuje, že paralelné vetvy magnetického reťazca sú symetrické. Z toho môže byť zrejmé, že väčšina magnetického toku F sa zatvára v priebehu magnetického potrubia a je spojené s vinutím rotora a s vinutím statora. Menšia časť magnetického toku Fsigma (ľúto nie je žiadny symbol) je zatvorený len okolo excitačného vinutia, a potom vzduchovým medzerom sa neupravuje navíjacie statora. Toto je tok magnetického rozptylu rotora.
Obrázok 1. Magnetické reťaze S.G.
Prednostné (A) a imunita (B).
V tomto prípade je úplný magnetický prietok FM rovný:
kde Sigmam je magnetický tok rozptyl.
MDS excitačného vinutia dvojicou pólov v režime voľnobehu môžu byť definované ako súčet zložiek MDS potrebných na prekonanie magnetickej rezistencie v príslušných častiach reťazca.
Najväčší magnetický odpor má graf klírensu steny, v ktorom je magnetický náhľad μ0 \u003d konštantný. V prezentovanej vzorci WB je to počet postupne pripojených otáčok excitačného vinutia dvojicou pólov a IO excitačného prúdu v nečinnom režime.
Magnetická výkonová oceľ so zvýšením magnetického toku má vlastnosť saturácie, takže magnetická charakteristika synchrónneho generátora je nelineárna. Táto vlastnosť ako závislosť magnetického toku z excitačného prúdu F \u003d F (I) alebo F \u003d F (FB) môže byť konštruovaná výpočtom alebo odstránením experimentálneho spôsobu. Má vzhľad znázornený na obrázku 2.
Obrázok 2. Magnetické charakteristiky tohto roka.
Zvyčajne tento rok Je navrhnutý tak, aby s menovitou hodnotou magnetického toku bol magnetický obvod nasýtený. Zároveň časť "AV" magnetickej charakteristiky zodpovedá MDS na prekonanie vzduchovej medzery 2FSIGMA a "Slnko" sekcie - prekonať magnetickú odolnosť magnetického potrubia. Potom postoj 
Môže byť nazývaný sýtkový koeficient magnetického potrubia ako celku.
Voľnobehový synchrónny generátor
Ak je obvod navíjacie stator otvorený, potom v tomto roku. Existuje len jedno magnetické pole - vytvorené MDS excitačného vinutia.
Poskytuje sa sínusové rozdelenie indukcie magnetického poľa potrebného na získanie sínusového EMF navíjacieho statora
- v Appeater a S.G. Forma pólových tipov rotora (pod stredom pólu je menšia ako pod jeho hranami) a hovoriacimi drážkami statora.
- v imuniku s.g. - Distribúcia vinutia vzrušenia na drážkach rotora pod stredom pólu je menšie ako pod jeho okrajmi a hovoriacim drážkami statora.
V multi-pólových strojoch sa používajú vinutia statora s fragmentovým číslom drážok na pól a fázu.
Obrázok 3. Zabezpečenie magnetického sínusového
Oblasti excitácie
Vzhľadom k tomu, EMC e10 statora vinutia je úmerná k magnetickému prúdu FD, a prúd v excitačným vinutím je úmerný MDC excitácie FBO, je ľahké konštruovať závislosť: E0 \u003d F (IO) identické K magnetickej charakteristike: F \u003d F (FBO). Táto závislosť sa nazýva charakteristika voľnobehu (H.KH.H.) S.G. To vám umožní určiť parametre tohto roka, postaviť svoje vektorové diagramy.
Zvyčajne h.kh.kh. Stavať v relatívnych jednotkách E0 a IVO, t.j. Tieto udržiavané hodnoty hodnôt sa týkajú ich nominálnych hodnôt
V tomto prípade H.KH.KH. Zavolajte normálnu charakteristiku. Zaujímavé je, že normálne H.KH.KH. Takmer každý s.g. Rovnaký. V reálnych podmienkach, H.H.KH. Začína nie od začiatku súradníc, ale z určitého bodu na osi ordinácie, čo zodpovedá zvyškovému EDS E OST, spôsobené zvyškovým magnetickým prúdom magnetického potrubia.
Obrázok 4. Charakteristika voľnobehu v relatívnych jednotkách
Schémy Excitácia tohto roka S excitáciou A) as vlastnou excitáciou b) sú znázornené na obrázku 4.
Obrázok 5. Schémy pripojenia excitácie S.G.
Magnetické pole s.g. S zaťažením.
V tomto roku. Alebo zvýšiť jeho zaťaženie, je potrebné znížiť elektrický odpor medzi svorkami fázy vinutia statora. Potom aktuálne vinutia fázových vinutí pod uzavretými reťazami fázových vinutí pod pôsobením tokov navíjania statora. Ak predpokladáme, že toto zaťaženie je symetrické, potom prúdy fáz vytvárajú MDS trojfázové vinutie, čo má amplitúdu
a otáča sa podľa statora s frekvenciou otáčania N1, ktorá sa rovná rýchlosti otáčania rotora. To znamená, že MDC statora vinutia F3F a MDC vinutia excitačného fb, pevné vzhľadom na rotor, otáčať s rovnakými rýchlosťami, t.j. synchrónne. Inými slovami, sú v pokoji voči sebe navzájom a môžu interagovať.
Zároveň v závislosti od povahy zaťaženia, tieto MDS môžu byť navzájom inak orientované, čo mení povahu ich interakcie, a preto pracujúce vlastnosti generátora.
Opäť si poznamenávame, že vplyv MDS prístavu navíjania F3F \u003d FA na MDC vinutia rotorového fb sa nazýva "kotvová reakcia".
V imunitných generátoroch je vzduchová medzera medzi rotorom a statorom rovnomerná, preto je indukcia B1, vytvorená MDA vinutia statora, je distribuovaná vo vesmíre as a MDS F3F \u003d FA Sinusoilne bez ohľadu na polohu rotora a polohu excitácie.
V prístavných generátoroch je vzduchová medzera nerovnomerná v dôsledku formy Tipy typu Pole a vďaka interpolárnemu priestoru naplnenému medeným vinutím excitáciou a izolačným materiálom. Preto magnetická odolnosť vzduchovej medzery pod pólovými hrotmi je významne nižšia ako v oblasti medziproduktu. Os pulisovho rotora s.g. Nazval ho s pozdĺžnou osou D - D a os interpolarového priestoru - priečny osi tohto roka. Q - Q.
To znamená, že indukcia magnetického poľa statora a grafu jeho distribúcie vo vesmíre závisí od polohy vinutia MDS Wave F3F statora vinutia vzhľadom na rotor.
Predpokladajme, že amplitúda MDS prístavu navíjania F3F \u003d FA sa zhoduje s pozdĺžnou osou stroja D-D a priestorové rozloženie tohto MDS je sínusové. Navrhujeme tiež, aby excitačný prúd bol nulový io \u003d 0.
V prípade prehľadnosti sa zobrazí na obrázku lineárneho skenovania tohto MDS, z ktorého je možné vidieť, že indukcia magnetického poľa statora v poli špičky pólu je dostatočne veľká, av interpolarskom priestore Región ostro znižuje takmer na nulu kvôli veľkej odolnosti vzduchu.
Obrázok 6. Lineárne MDS skenovanie statora vinutia pozdĺž pozdĺžnej osi.
Takéto nerovnomerné rozdelenie indukcie s amplitúdenou B1dmaxom môže byť nahradená sinusoidovou distribúciou, ale s menšou amplitúdenou B1D1MAX.
Ak sa maximálna hodnota MDS statora F3F \u003d FA zhoduje s priečnou osou stroja, vzor magnetického poľa bude odlišný, ktorý je vidieť z výkresu lineárneho stroja MDS MDS.
Obrázok 7. Lineárne MDS skenovanie statora vinutia cez priečnu os.
K dispozícii je tiež rozsah indukcie v oblasti pólových látok viac ako v oblasti interpolarového priestoru. A je celkom zrejmé, že amplitúda hlavnej harmonickej indukcie poli Stator B1D1 pozdĺž pozdĺžnej osi je väčšia ako amplitúda indukcie B1Q1 poľa pozdĺž priečnej osi. Stupeň poklesu indukcie B1D1 a B1Q1, ktorý je spôsobený nerovnomerným vzduchovým medzerom berie do úvahy koeficienty:
Závisia od mnohých faktorov a najmä od vzťahu SIGMA / TAU (ľúto, neexistuje žiadny symbol) (relatívna klimatizácia), zo vzťahu
(Koeficient pólu prekrývania), kde VP je šírka špičky pólu a z iných faktorov.
Obsah:V moderné podmienky Trvalé pokusy sa vyrábajú na zlepšenie elektromechanických zariadení, znížiť ich hmotnosť a celkové rozmery. Jednou z týchto možností je generátor na permanentných magnetoch, ktoré sú dostatočné jednoduchý dizajn S vysokou účinnosťou. Hlavnou funkciou týchto prvkov je vytvorenie rotujúceho magnetického poľa.
Typy a vlastnosti permanentných magnetov
Po dlhú dobu boli známe permanentné magnety získané z tradičných materiálov. V priemysle sa zliatina, niklová a kobaltová (alnická) začala používať prvýkrát. To umožnilo aplikovať konštantné magnety v generátoroch, motoroch a iných typoch elektrických zariadení. Feritové magnety prijaté zvlášť rozšírené.
Následne sa vytvorili tvrdé magnetické materiály s sadrovým kobaltom, ktorých energia má vysokú hustotu. Nasledujte ich, objav magnetov na základe vzácnych zemských prvkov - bór, železo a neodym. Hustota ich magnetickej energie je výrazne vyššia ako zliatina samarium-kobaltu pri významnom nízku cene. Oba typy umelé materiály Úspešne vymeňte elektromagnety a používajú sa v špecifických oblastiach. Jednoduché prvky sa týkajú materiálov novej generácie a sú považované za najvýznamnejšie.
Princíp prevádzky zariadení
Hlavný problém štruktúry bol považovaný za návrat rotujúcich častí v pôvodnej polohe bez výraznej straty krútiaceho momentu. Tento problém bol vyriešený pomocou medeného vodiča, podľa ktorého bol elektrický prúd spôsobený príťažlivosťou. Keď je prúd odpojený, akcia atrakcia sa zastaví. V zariadeniach tohto typu sa teda použilo periodické spínanie zapnutia.
Zvýšený prúd vytvára zvýšenú silu príťažlivosti a ten, zase, je zapojený do aktuálneho cvičenia prechádzajúceho cez medený vodič. V dôsledku cyklických akcií, zariadení okrem mechanické práce, Začína produkovať elektrický prúd, to znamená, že funkcie generátora.
Permanentné magnety v generátoroch
V konštrukciách moderných zariadení okrem trvalé magnety Elektromagnety sa používajú v cievke. Táto funkcia kombinovanej excitácie vám umožňuje získať potrebné nastavenie vlastností napätia a rýchlosti otáčania pri nízkej excitácii. Okrem toho sa rozsah celého magnetického systému znižuje, čo robí takéto zariadenia oveľa lacnejšie v porovnaní s klasickými štruktúrami elektrických strojov.
Sila zariadení, v ktorých môžu byť tieto prvky len niekoľko zosilňovačov kilo. V súčasnosti rozvoj permanentných magnetov s lepšími indikátormi poskytujúcimi postupné zvyšovanie výkonu. Podobný synchrónne stroje Používa nielen ako generátory, ale aj ako motory rôznych účelov. Sú široko používané v ťažobnom a metalurgickom priemysle, tepelných staniciach a iných oblastiach. Týka sa to možnosti práce. synchrónne motory s rôznymi reaktívnymi kapacítmi. Oni sami pracujú s presnou a konštantnou rýchlosťou.
Stanice a rozvodne fungujú spolu so špeciálnymi synchrónnymi generátormi, ktoré v pohotovostnom režime poskytujú len reaktívnu generáciu energie. Zase zabezpečuje prácu asynchrónnych motorov.
Generátor na permanentných magnetoch pracuje na princípe interakcie magnetických polí pohybujúceho sa rotora a pevného statora. Nie do konca, študované vlastnosti týchto prvkov nám umožňujú pracovať na vynáleze iných elektrických zariadení, až po vytvorenie nezákonného.
[0001] Vynález sa týka oblasti elektrotechniky a elektrotechniky, najmä na synchrónne generátory s excitáciou z permanentných magnetov. Technickým výsledkom je rozšírenie prevádzkových parametrov synchrónneho generátora poskytnutím možnosti nastavenia jeho aktívneho výkonu aj výstupného napätia AC, ako aj zabezpečenie možnosti použitia ako zdroj zváracieho prúdu pri vedení elektrickej energie oblúkové zváranie v rôznych režimoch. Synchrónny excitačný generátor z permanentných magnetov obsahuje nosnú zostavu statora s nosnými ložiskami (1, 2, 3, 4), na ktorých je skupina magnetických jadier (5) namontovaná s výčnelkami pól pozdĺž obvodu, vybavenej elektrickým Cievky umiestnené na nich (6) s viacfázovými kotvami (7) a (8) statora namontovaného na nosnom hriadeli (9) s možnosťou otáčania v nosných ložiskách (1, 2, 3, 4) okolo nosiča zostavenie statorovej skupiny rotorov krúžkov (10) s krúžkami namontovanými prstencami magnetickými vložkami (11) so striedaním v kruhovom smere magnetickými pólmi z P-pary, pokrývajúce výčnelky pólov s elektrickými cievkami (6) kotviacimi vinutiami (7, \\ t 8) magnetického potrubia statora. Nosičom uzla statora je vyrobený zo skupiny rovnakých modulov. Nosné moduly uzla statora sú nastavené s možnosťou ich obrátenia voči sebe navzájom okolo osi, borovice s nosným hriadeľom (9), a sú vybavené kinematicky spojeným pohonom uhlového obratu z nich navzájom A fázy kotevných vinutí uvedených modulov sú vzájomne prepojené vytvorením spoločných fáz kotviaceho vinutia statora. 5 z.p. F-LS, 3 yl.
Obrázky na patentový patent 2273942
[0001] Vynález sa týka oblasti elektromashinkovania, najmä na synchrónne generátory s permanentnými magnetmi, a môže byť použitý v autonómnych zdrojoch elektriny na vozidlách, lodiach, ako aj v autonómnych zdrojoch napájania spotrebiteľom striedavým prúdom ako štandardná priemyselná frekvencia a zvýšená frekvencia av autonómnych elektrárňach ako zdroj zváracieho prúdu na vedenie elektrického oblúkového zvárania v poľných podmienkach.
Synchrónny generátor s excitovaním permanentných magnetov obsahujúcich nosnú zostavu statora s nosnými ložiskami, na ktorých je na okraji obvodu namontovaná kruhovým magnetickým jadrom s pólovými výčnelkami, vybavené elektrickými cievkami umiestnenými s kotvovým vinutím statora, Rovnako ako nainštalovaný na referenčnom hriadeli s možnosťou otáčania v uvedených nosných ložiskách rotor s trvalými excitačnými magnetmi (pozri napríklad A.I.Voldek, " Elektrické vozidlá", Ed. Energia, Leningrad Branch, 1974, str. 794).
Nevýhody známeho synchrónneho generátora sú značné kovové kapacity a veľké rozmery v dôsledku významnej intenzity kovov a rozmerov masívnej valcovej formy rotora, vyrobeného s konštantnými excitačnými magnetmi z magneticky tuhých zliatin (napríklad ALNI, ALNICO, MAGNO ET AL ,).).
Synchrónna excitácia permanentných magnetov je tiež známa, obsahujúca nosnú zostavu statora s nosnými ložiskami, na ktorých sa prstencové magnetické jadro s výstupnými výčnelkami namontujú na obvode umiestnenej na nich s elektrickými cievkami s kotvovým vinutím statora Možnosť otáčania okolo rotora magnetického krúžku statora kruhu s krúžkovou magnetickou vložkou s striedavou bočnou stenou namontovanou na vnútornej bočnej stene s magnetickými pólmi, pokrývajúcimi výstupkami pól s elektrickými cievkami kotviaceho navíjania zadaného krúžku magnetického potrubia Stator (pozri napríklad patent Ruskej federácie č. 2141716, Cl. N 02 až 21/12 Aplikácia No. 4831043/09 z 02.03.1988).
Nevýhodou známej synchrónnej excitácie permanentných magnetov je úzke prevádzkové parametre spôsobené absenciou schopnosti regulovať aktívnu silu synchrónneho generátora, pretože v konštruktívnom vykonávaní tohto synchrónneho generátora synchrónneho induktora neexistuje možnosť prevádzkovej zmeny V hodnote celkového magnetického toku vytvoreného individuálnymi permanentnými magnetmi zadanej magnetickej vložky kruhu.
Najbližší analógový (prototyp) je synchrónny generátor s excitáciou permanentných magnetov, ktoré obsahujú nosnú zostavu statora s nosnými ložiskami, na ktorých je na okraji obvodu namontovaný kruhový magnetický obvod s pólovými protrifikačnými ložiskami, ktoré sú vybavené elektrickými cievkami umiestnenými na nich s viacfázovým kotvovým statorovým stetorom namontovaným na nosnom hriadeli so schopnosťou otáčať v uvedených nosných ložiskách okolo krúžku magnetického potrubia statora, rotor kruhu s prstencou magnetickou vložkou namontovanou na vnútornej bočnej stene s striedavým magnetickým pólom z P-pary, zakrytie pólových výčnelkov s elektrickými cievkami kotviaceho vinutia určeného magnetického potrubia statora (pozri patent RF № 2069441, Cl. N 02 až 21/22 na požiadanie č. 4894702/07 z 06/01/1990 ).
Nevýhodou známeho synchrónneho generátora s permanentnými magnetmi je tiež úzkymi prevádzkovými parametrami kvôli nedostatku schopnosti regulovať aktívny výkon synchrónneho generátora induktora a absencia možnosti regulácie hodnoty výstupného napätia AC, ktorá sťažuje ho používať ako zdroj zváracieho prúdu počas elektrického oblúkového zvárania (pri konštrukcii známeho synchrónneho generátora, neexistuje možnosť prevádzkovej zmeny hodnoty celkového magnetického toku jednotlivých permanentných magnetov vytvorenie magnetickej vložky kruhu).
Cieľom predloženého vynálezu je rozšíriť prevádzkové parametre synchrónneho generátora poskytnutím možnosti regulácie jeho aktívneho výkonu a možnosti regulácie napätia AC, ako aj na zabezpečenie možnosti použitia ako zdroja zváracieho prúdu pri vykonávaní elektrického oblúkového zvárania v rôznych režimoch.
Nastavovací cieľ sa dosahuje skutočnosťou, že synchrónny generátor s excitáciou permanentných magnetov obsahujúcich nosnú zostavu statora s nosnými ložiskami, na ktorých sú na okraji obvodu namontované prstencové magnetické jadro s pólovými výčnelkami, ktoré sú vybavené elektrickými cievkami umiestnenými na nich s viacfázovým zakotvovým vinutím statora nainštalovaného na nosnom hriadeli s možnosťou otáčania v uvedených nosných ložiskách okolo krúžku magnetického rotora statora s prstencou magnetickou vložkou namontovanou na vnútornej bočnej stene s striedavým magnetickým Položky z P-para, pokrývajúce výstupné výčnelky s elektrickými cievkami kotviaceho vinutia určeného magnetického potrubia statora, ktorý nosí uzol, stator je vyrobený zo skupiny rovnakých modulov so špecifikovaným magnetickým jadrom kruhu a prstencovým rotorom namontovaný na jednom referenčnom hriadeli s možnosťou ich zvratu voči sebe navzájom okolo osi koaxiálneho s nosným hriadeľom a Abzhena Kinematicky spojená s pohonom uhlového otáčania z nich voči sebe navzájom a fázy kotviaceho vinutia v nosných moduloch statora sú vzájomne prepojené vytvorením všeobecných fáz kotviaceho vinutia statora.
Dodatočný rozdiel navrhovaného synchrónneho generátora s excitáciou permanentných magnetov je, že magnetické póly magnetických vložiek kruhu s krúžkovými rotormi v susedných moduloch statora uzla sú navzájom zhodujú v jednom radiálnych rovinách a koncoch fáz Kotviaceho vinutia v jednom z modulu statora sú pripojené k iniciatívnym fázam kotviaceho navíjania rovnakého mena v inom susednom module statorového uzla, ktorý tvorí všeobecné fázy kotviaceho vinutia statora v spojení.
Okrem toho každý z modulov statorového uzla obsahuje prstencovú objímku s vonkajšou odolnou prírubou a sklom so stredovým otvorom na konci, a rotor kruhu v každom z nosných modulov statora obsahuje prstencový obal s vnútorným tvrdohlavým Príruba, ktorá uviedla uvedenú zodpovedajúcu magnetickú vložku v kruhu, sú uvedené indikované krúžkové objímky modulov uzla statora sú spojené s jeho vnútornou valcovou bočnou stenou s jedným z uvedených nosných ložísk, z ktorých majú konjugát s stenami Centrálne otvory na koncoch špecifikovaných vhodných okuliarov, prstencový plášť krúžkového rotora je pevne spojený s nosným hriadeľom pomocou spojovacích prvkov, kruhový magnetický jadro v zodpovedajúcom module zostavy nosiča statora je namontovaný na zadanom krúžkovom puzdre , pevne spojené s vonkajšou odolnou prírubou s bočnou valcovou stenou skla a vytvárajúce spolu s poslednou prstencou dutinou, v ktorej Revidované prstencové magnetické jadro s elektrickými cievkami zodpovedajúceho kotviaceho vinutia statora. Dodatočný rozdiel navrhovaného synchrónneho generátora s excitovaním permanentných magnetov je, že každý z upevňovacích prvkov spájajúcich kruhový kryt rotora kruhu s nosným hriadeľom obsahuje náboj namontovaný na nosnom hriadeli s prírubou, ktorá je pevne spojená s vnútorným Tvrdú prírubu zodpovedajúceho kruhového plášťa.
Dodatočný rozdiel navrhovaného synchrónneho generátora s excitovaním permanentných magnetov je, že pohon uhlového zvrátenia modulov nosiča statora je navzájom namontovaný referenčným uzlom na moduloch nosičového uzla statora.
Okrem toho, pohon uhlovej zapnutia navzájom nosných modulov nosného uzla statora je vyrobený vo forme skrutkového mechanizmu s hnacou skrutkou a maticou a nosným uzlom rohového obrátenia sekcií statorového uzla. Podpora očí na jednom z uvedených okuliarov a na druhom poháriku, referenčnom tyči, zatiaľ čo skrutka podvozku je skrutko spojená dvojčlenným závesom s jedným koncom pomocou osi rovnobežne s osou uvedeného nosného hriadeľa, S vedením slotu, ktorý je umiestnený na oblúku kruhu, a skrutkový mechanizmus je zavesený jedným koncom s uvedeným okom, vykonané na druhom konci s driekom preskočený cez vodiacu drážok v nosnom paneli a je vybavený uzamykacím prvkom.
Vynález je znázornený výkresmi.
Obrázok 1 znázorňuje všeobecný pohľad na navrhovaný synchrónny generátor s excitáciou permanentných magnetov v pozdĺžnom reze;
Obrázok 2 ukazuje druh a na obrázku 1;
Obrázok 3 znázorňuje schematický magnetický obvod excitácie synchrónneho generátora v uskutočnení s trojfázovými elektrickými obvodmi kotevnej stetorovej vinutí v pôvodnej počiatočnej polohe (bez uhlového posunu zodpovedajúcich fáz v moduloch nosičového uzla statora ) pre počet stórov pólov p \u003d 8;
Obrázok 4 je rovnaký, s fázami trojfázových elektrických obvodov kotviaceho vinutia statora, nasadené voči sebe v uhle v uhle, ktoré sa rovná 360 / 2p stupňam;
Obrázok 5 zobrazuje možnosť elektrický obvod Zlúčeniny kotviaceho vinutia synchrónneho statora generátora s fázou zlúčeninou a sekvenčnou zlúčeninou fáz rovnakého mena v celkových fázach vytvorených;
Obr. 6 znázorňuje ďalší variant elektrického obvodu kotviaceho vinutia synchrónneho statora generátora so zlúčeninou fázy trojuholníka generátora a sekvenčnou zlúčeninou fáz rovnakého názvu v celkových fázach vytvorených;
Obrázok 7 znázorňuje schematický vektorový diagram zmenu hodnôt synchrónneho generátora synchrónneho generátora s uhlovým zvrátením zodpovedajúcich fáz vinutí statora (resp. Modulmi uzla statora) do príslušného uhla a kedy Pripojenie zadaných fáz podľa schémy "Star";
Obrázok 8 je rovnaký pri pripájaní fáz kotviaceho vinutia statora podľa schémy "trojuholník";
Obrázok 9 znázorňuje diagram s grafom závislosti výstupného lineárneho napätia synchrónneho generátora z geometrického uhla zvrátenia rovnakých názvových fáz kotviaceho statora s príslušným elektrickým uhlom otáčania vektora napätia v fáza na pripojenie fáz podľa schémy "Star";
Obr. 10 znázorňuje diagram s grafom závislosti výstupného lineárneho napätia synchrónneho generátora z geometrického uhla zvrátenia rovnakého mena fázy kotviaceho vinutia statora s príslušným elektrickým uhlom otáčania napätia vektora Vo fáze na pripojenie fáz podľa trojuholníka.
Synchrónny excitačný generátor z permanentných magnetov obsahuje nosnú zostavu statora s nosnými ložiskami 1, 2, 3, 4, na ktorých je namontovaná skupina identických magnetických rúrok 5 kruhu (napríklad vo forme monolitických diskov z prášku kompozitný magnetický materiál) s výstupkami pól na obvode, vybavené na nich s elektrickými cievkami 6 s viacfázou (napríklad trojfázou a v všeobecný M-fáze) kotviace vinutia 7, 8 statora namontovaného na nosnom hriadeli 9 s možnosťou otáčania v uvedených nosných ložiskách 1, 2, 3, 4 okolo nosnej zostavy statorovej skupiny rovnakých rotorov 10, s Kruhové magnetické vložky namontované na vnútorných bočných stenách (napríklad vo forme monolitických magnetických kruhov vyrobených z práškového magnetoizotropného materiálu) so striedaním v kruhovom smere magnetickými pólmi z P-párov (v tomto uskutočnení generátora, počet Páry magnetických pólov je 8), ktoré pokrývajú výčnelky pólov s elektrickými zvitkami 6 kotevných vinutí 7, 8 špecifikovaných magnetických línií kruhu 5 statora. Nosná zostava statora je vyrobená zo skupiny rovnakých modulov, z ktorých každý obsahuje kruhovú objímku 12 s vonkajšou odolnou prírubou 13 a sklom 14 s centrálnym otvorom "A" na konci 15 a s bočnou valcovou stenou 16. Každý z prstencových rotorov 10 obsahuje kruhový plášť 17 s vnútornou tvrdiacou prírubou 18. Kruhové rukávy 12 nosných modulov statora sú konjugát s jeho vnútornou valcovou bočnou stenou s jedným z uvedených nosných ložísk (s nosnými ložiskami 1 , 3), z ktorých (nosné ložiská 2, 4) sú konjugát so stenami centrálnych otvorov "" na koncoch 15 týchto príslušných skiel 14. Kruhové plášte 17 ROZPLATNOSTI 10 sú pevne spojené s nosným hriadeľom 9 prostriedky na montážne uzliny a každý z magnetických rúrok 5 v príslušnom module statora uzla je namontovaný na zadanej kruhovej objímke 12, pevne upevnený svojou vonkajšou tvrdohlavnou prírubou. 13 s bočnou valcovou stenou 16 šálkou 14 a tvarovania V spojení s poslednou prstencou dutinou "B", ktorá umiestni špecifikované zodpovedajúce prstencové magnetické potrubie 5 s elektrickými cievkami 6 zodpovedajúceho kotviaceho vinutia (kotevné vinutia 7, 8) statora. Nosné moduly statora (krúžkové puzdrá 12 tvoriace tieto moduly s okuliarmi 14) sú nastavené s možnosťou ich otáčky navzájom okolo osi koaxiálne s nosným hriadeľom 9, a je vybavený kinematicky pridruženým pohonom rohu rohu voči sebe navzájom, namontované referenčným uzlom. Na moduloch nosnej zostavy statora. Každý z upevňovacích prvkov spájajúcich kruhový plášť 17 zodpovedajúceho prstencového rotora 10 s nosným hriadeľom 9 obsahuje 9 náboj na oporný hriadeľ s prírubou 20, pevne spojené s vnútornou tvrdiacou prírubou 18 zodpovedajúcej prstencovej škrupiny 17. Disk uhlového zvrátenia modulov uzla statora voči sebe navzájom v prezentovanej verzii vykonávania je vyrobený vo forme skrutkového mechanizmu s hnacou skrutkou 21 a maticou 22 a nosnou zostavou rohu zvrátenia Sekcia statora uzla obsahuje 14 nosných okhových stohov upevnených na jednom z uvedených okuliarov a na inom sklenenom 14, nosná tyč 24. Nosná skrutka 21 je poháňaná dvojitým závesom (záves s dvoma stupňami slobody) Koniec "v" pomocou osi 25 rovnobežnej s osou O-O1 uvedeného nosného hriadeľa 9, so špecifikovanou referenčnou tyčou 24, vyrobený s umiestneným v oblúku kruhu, vodiatka slotu "G" a maticu 22 skrutkovacieho mechanizmu je zásaditá spojená s jedným koncom s uvedeným nosným očkom 23, ktorý sa uskutočňuje na druhom konci s driekom 26 prešiel cez vodiaci otvor "G" v nosnom paneli 24 a je vybavený blokovacím prvkom 27 (zámok matica). Na konci matice 22 je nainštalovaný dodatočný uzamykací prvok 28 (dodatočná matica uzamknutia). Nosný hriadeľ 9 je vybavený ventilátormi 29 a 30, 8 statora, z ktorých jeden (29) je umiestnený na jednom z koncov referenčného hriadeľa 9 a druhý (30) je umiestnený medzi úsekmi Statorový uzol a namontovaný na nosnom hriadeli 9. RING Družón 12 rezy nosnej zostavy statora sú vyrobené s ventilačnými otvormi "D" na vonkajších odolných prírubách 13 prejsť prúd vzduchu do príslušných prstencových dutín "B" , tvorený krúžkovými puzdrámi 12 a okuliarmi 14, a na chladenie kotevných vinutí 7 a 8, umiestnené v elektrických cievkach 6 na stĺpci prstencových magnetických línií 5. na konci nosného hriadeľa 9, na ktorom ventilátor 29 sa nachádza, kladka prevodovky kliniky sa namontuje, aby sa 10 synchrónneho generátora pri otáčaní prstencových rotorov. Ventilátor 29 je upevnený priamo na kladke 31 klinrónu. Na druhom konci skrutkovej skrutky 21 skrutkového mechanizmu je rukoväť 32 manuálneho riadenia hnacieho mechanizmu rohového zvráchania modulov statorového uzla voči sebe inštalovaná voči sebe. Fázy rovnakého mena (A1, B1, C1 a A2, B2, C2) kotevných vinutí v prstencových magnetických rúrkach 5 modulov nosiča statora sú vzájomne prepojené vytvorením všeobecných fáz generátora (zlúčenina z fáz všeobecne, ako sú konzistentné aj paralelné, ako aj zlúčenina). Rovnaké magnetické póly ("severné" a, resp. "Južné") Prsteňové magnetické vložky 11 King Rotory 10 v priľahlých moduloch statorového uzla statora sú navzájom v niektorých radiálnych rovinách. V prezentovanom uskutočnení koncov fáz (A1, B1, C1) kotevné vinutie (navíjanie 7) v magnetických líniách kruhu 5 z jedného modulu uzla statora, pripojený na začiatok fáz rovnakého mena ( A2, B2, C2) Kotviace vinutie (navíjanie 8) v susednom jednom module nosičovej zostavy statora, ktorý tvorí všeobecné fázy kotviaceho vinutia statora v po sebe idúcom spojení.
Synchrónny generátor s excitáciou z permanentných magnetov funguje nasledovne.
Z pohonu (napríklad z vnútorného spaľovacieho motora, výhodne dieselového motora, ktorý nie je znázornený na výkrese) cez kladku 31 prevodovky klinóra, sa otáčajúci pohyb prenáša na nosný hriadeľ 9 s prstencovými rotormi 10. Pri otáčaní rotory kruhu 10 (prstencové škrupiny 17) s krúžkovými magnetickými vložkami 11 (napríklad monolitické magnetické kruhy z práškového magnetoizotropného materiálu) sa vytvárajú otáčajúce magnetické toky, prenikajú do medzery vzduchového krúžku medzi prstencovými magnetickými vložkami 11 a magnetickými rúrkami kruhu 5 (pre Príklad, monolitickými kotúčmi z práškového kompozitného magnetického materiálu) modulov uzla statora, ako aj povolenie na radiálne póly, výčnelky (na výkrese nie sú znázornené) prstencových magnetických rúr 5. Pri otáčaní rotorov kruhu 10, alternatívny Priechod "severných" a "južných" striedavých magnetických pólov kruhových magnetických vložiek 11 nad radiálnymi pólovými výčnelkami prstencov Magnetické časti 5 modulov nosnej zostavy statora, čo spôsobuje pulzáciu otočného magnetického toku veľkosti, ako aj v smere v radiálnych pólových výstupkoch týchto magnetických rúrok 5. V tomto prípade premenné (EMF) so vzájomným \\ t Posun vo fáze sa pridáva do kotevných vinutí 7 a 8 statora v každej z kotevných vinutí 7 a 8 m-fázy uhlom rovným 360 / m elektrickým stupňom a pre trojfázové kotevné vinutia 7 a 8 Fázy z nich (A1, B1, C1 a A2, B2, C2) sú indukované sínusové premenné elektromotorických síl (EMF) s fázovým posunom s uhlom 120 stupňov a frekvenciou rovnajúcu sa produktu počtu párov (P) magnetických pólov v kruhu magnetickej vložke 11 na frekvencii otáčania rotorov kruhu 10 (pre počet párov magnetických pólov p \u003d 8, sú premenné EMF nevyhnutné výhodne zvýšená frekvencia, napríklad s frekvenciou 400 Hz). AC (napríklad trojfázová alebo všeobecne m-fáza) prúdiaca cez celkovú kotvové vinutie statora vytvoreného nad zlúčeninou rovnakého mena (A1, B1, C1 a A2, B2, C2) kotevných vinutí 7 a 8 V susedných ringových magnetických elektrárňach 5, privádzané do výstupného elektrického napájania (nie je znázornené na výkrese) na pripojenie elektrického prijímača energie (napríklad na pripojenie elektromotorov, elektrických nástrojov, elektrických čerpadiel, vykurovacích nástrojov, ako aj na Pripojte elektrické zváracie zariadenia atď. ). V predloženom uskutočnení synchrónneho generátora, napätie výstupnej fázy (UF) v celkovej kotvové vinutie statora (tvorené vhodne špecifikovaným zlúčeninou rovnakého názvu rovnakého názvu kotviaceho vinutia 7 a 8 v magnetickom kruhu Rúry 5) V pôvodnej počiatočnej polohe modulov uzla statora (bez uhlového posunu z každého, pokiaľ ide o priateľa týchto modulov statora uzla, a teda bez uhlového posunu navzájom s priateľom prstencových magnetických rúrok 5 S výčnelkami pól pozdĺž periférie) sa rovná súčtu modulu jednotlivých fázových napätí (UF1 a UF2) v kotevných vinutiach 7 a 8 magnetických línií krúžkových línií nosičových modulov statora (vo všeobecnosti celková výstupná fáza Napätie generátora UF sa rovná geometrickým súčtom napätia vektorov v jednotlivých fázach A1, B1, C1 a A2, B2, C2, C1 a A2, C2, C2 z kotevných vinutí 7 a 8, pozri obr , 7 a 8 s diagrammi napätia). Ak je potrebné zmeniť (zníženie) hodnoty výstupnej fázy napätia UF (a, resp. Výstupné lineárne napätie uL) prezentovaného synchrónneho generátora na výkon určitých elektrických prijímačov so zníženým napätím (napríklad pre elektrické oblúkové zváranie Striedajúci prúd v určitých režimoch) sa uskutočňuje uhlovým zvrátením stavu jednotlivých nosných modulov voči sebe navzájom v určitom uhle (zadané alebo počítané). Zároveň je uzamykací prvok 27 matice 22 skrutkového mechanizmu modulov obrátenia rohových modulov statora modulov spojený a cez rukoväť 32 je poháňaná skrutkou 21 skrutkového mechanizmu, v dôsledku toho uhlový pohyb matice 22 sa vykonáva na kruhu oblúku v slote v danom uhle jedného z modulov uzla statora vzhľadom na iný modul tejto nosnej zostavy statora okolo O-O1 osi referenčného hriadeľa 9 (V prezentovanej verzii synchrónneho generátora induktora je modul zostavy nosiča statora namontovaný, na ktorom je namontovaný nosný olej 23, zatiaľ čo iný modul nosičového uzla statora s nosnou tyčou 24, ktorý má štrbinu "G" je V pevnej polohe, tj upevnené na akomkoľvek balení, nie je podmienečne uvedená v predloženom ťahu). S uhlovým obrátením nosičových modulov nosičov (kruhové rukávy 12 s okuliarmi 14) voči sebe navzájom okolo O-O1 osi nosného hriadeľa 9 sú kruhové magnetické potrubia 5 obrátené s výstupkami pól pozdĺž obvodu voči sebe navzájom v určenom uhle, v dôsledku zvrátenia v danom uhle seba okolo osi O-O-O1 nosného hriadeľa 9 samotných výčnelkov (nie je podmienečne zobrazený na výkrese) s elektrickými cievkami 6 Multifúzy (v tomto prípade trojfázových) kotevných vinutí 7 a 8 statora v prstencových magnetických potrubiach. S prelomkou pólových výstupkov kruhových magnetických potrubí 5 relatívne k sebe v danom uhle do 360 / 2P stupňov, proporcionálne otáčanie vektorov fázového napätia došlo v kotvovom vinutí pohybujúceho sa modulu statora uzla (v tomto prípade , UF2 fázové napätia vektory sa otáčajú v kotvovom vinutí 7 nosičového modulu statora, ktorý má abnormálny obrat) do úplne definovaného uhla do 0-180 elektrických stupňov (pozri obr. 7 a 8), čo vedie k zmene Výsledná výstupná fáza napätia UF synchrónny generátor UF, v závislosti od elektrického uhla otáčania vektorov napätia VF2 vo fázach A2, B2, C2 jedného kotevného vinutia 7 statora v porovnaní s VF1 fázovým napätím vektorov vo fázach A1, \\ t B1, C1 iného kotviaceho vinutia 8 statora (táto závislosť sa vypočíta, vypočíta sa roztokom valcovacích trojuholníkov a je stanovená nasledujúcou expresiou:
Rozsah nastavenia výsledného výsledného fázového napätia UF predstavil synchrónny generátor pre prípad, keď UF1 \u003d UF2 sa zmení z 2UF1 na 0, a pre prípad, keď UF2 Vykonávanie nosiča statora zo skupiny rovnakých modulov s uvedeným kruhovým magnetickým drôtom 5 a rotorom kruhu 10 namontovaný na jednom referenčnom hriadeli 9, ako aj inštaláciu modulov uzla statora s možnosťou ich zvratu k sebe Axis koaxiálny s nosným hriadeľom 9, prívod modulov nosičovou zostavou statora kinematicky spojenej s nimi pomocou pohonu uhlovej obratu ich relatívnej navzájom a spojenie medzi rovnakým názvom fázy kotevných vinutí 7 a 8 V nosičových moduloch statorov s tvorbou všeobecných fáz kotviaceho vinutia statora vám umožní rozšíriť prevádzkové parametre synchrónneho generátora poskytnutím možnosti regulácie ako jeho aktívneho výkonu a zabezpečenie možnosti regulácie výstupného napätia AC, ako aj poskytovanie možnosti použitia ako zdroj zváracieho prúdu pri vykonávaní elektrického oblúkového zvárania v rôznych režimoch (poskytnutím možnosti regulácie hodnoty Fázy stresu sa posúvajú vo fázach fáz A1, B1, C1 a A2, B2, C2 a vo všeobecnom prípade vo fázach AI, BI, CI kotevných vinutí statora v navrhovanom synchrónnom generátore). Navrhovaný synchrónny generátor s excitáciou permanentných magnetov je možné použiť so zodpovedajúcim spínaním vinutiach kotviaceho statora na dodávku elektrickej energie širokej škály striedajúcich sa multifázových elektrických prúdov s rôznymi parametrami napájacieho napätia. Okrem toho, dodatočné umiestnenie rovnakých magnetických pólov ("severné" a, resp. Južné ") magnetické vložky 11 v susedných rotoroch kruhu 10 navzájom v niektorých radiálnych rovinách, ako aj zlúčeniny koncov Fázy A1, B1, C1 Kotviace vinutie 7 v prstencovom magnetickom vodivom 5 jedného nosičového modulu statora s princípmi fáz fáz fáz A2, B2, C2 kotevné navíjanie 8 v priľahlom module statora uzla (sériové spojenie medzi Fázy kotviaceho vinutia statora) určujú možnosť zabezpečenia hladkej a efektívnej kontroly výstupného napätia synchrónneho generátora z maximálnej hodnoty (2U F1, a všeobecne pre počet n častí nosného uzla Nu F1 Stator) na 0, ktorý možno použiť aj na dodávku elektrickej energie špeciálnych elektrických strojov a zariadení. 1. Synchrónny excitačný generátor z permanentných magnetov obsahujúcich nosnú zostavu statora s nosnými ložiskami, na ktorých sú na okraji obvodu namontované prstencové magnetické jadro s výstupnými ložiskami, ktoré sú vybavené elektrickými cievkami umiestnenými s viacfázovým zakotvovým vinutím Stator namontovaný na referenčnom hriadeli s možnosťou otáčania v uvedených referenčných ložiskách okolo krúžku magnetického potrubia rotora statora s prstencou magnetickou vložkou namontovanou na vnútornej bočnej stene s striedavým magnetickými pólmi z P-pary, krycej póly Výčnelky s elektrickými cievkami kotviaceho vinutia určeného magnetického potrubia statora kruhu, vyznačujúci sa tým, že nosný statorový uzol je vyrobený zo skupiny rovnakých modulov so špecifikovaným krúžkovým magnetickým jadrom a prstencovým rotorom namontovaným na jednom referenčnom hriadeli, zatiaľ čo Moduly nosiča statora sú inštalované s možnosťou ich obrátenia okolo OS a, koaxiálne s nosným hriadeľom, a sú vybavené kinematicko-viazaným pohonom uhlovej obratu z nich voči sebe navzájom, a fázy kotevných vinutí v moduloch uzla statora sú vzájomne prepojené vytvorením všeobecných fáz kotva vinutia statora. 2. Synchrónny generátor s excitáciou z permanentných magnetov podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že magnetické póly prstencových magnetických vložiek rotorov kruhu v susedných moduloch statora uzla statora sú navzájom zhodujú v jednom radiálnych rovinách a Konce fáz fáz kotviaceho vinutia v jednom nosičovom module sú umiestnené statorový uzol je spojený s princípmi rovnakých názvových fáz kotviaceho vinutia v inom, priľahlom modulov zostavy nosiča statora, ktorý tvorí celkové fázy kotviaceho navíjania statora v súvislosti s ostatnými. 3. Synchrónny generátor s excitovaním permanentných magnetov podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že každý z nosičových modulov statora obsahuje prstencovú objímku s vonkajšou prírubou a sklom so stredovým otvorom na konci a rotor kruhu v každom Moduly nosiča statora obsahuje prstencový obal s vnútornou tvrdohlavnou prírubou, v ktorej je uvedený zodpovedajúci kruhová magnetická vložka, zatiaľ čo zadané krúžkové rukávy modulov uzla statora sú spojené s jeho vnútornou valcovou bočnou stenou s jednou z uvedených podpory Ložiská, z ktorých sú konjugát so stenami centrálnych otvorov na koncoch špecifikovaných zodpovedajúcich okuliarov, rotor krúžkov prstencov sú pevne spojené s nosným hriadeľom pomocou montážnych uzlov a magnetickou oponou kruhu v príslušnom module Uzol statora je namontovaný na zadanej kruhovej objímke, pevne spojené s vonkajšou odolnou prírubou s bočnou valcou stenou stohu ANA a tvorba spolu s poslednou prstencou dutinou, v ktorej je umiestnený špecifikovaný zodpovedajúci kruhový magnetický obvod s elektrickými cievkami zodpovedajúceho kotviaceho vinutia statora. 4. Synchrónny generátor s excitáciou z permanentných magnetov podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že každý z montážnych uzlov spájajúcich kruhový kryt rotora kruhu s nosným hriadeľom obsahuje náboj na oporný hriadeľ s a Príruba, ktorá je pevne spojená s vnútornou rezistentnou prírubou zodpovedajúceho kruhového plášťa. 5. Synchrónny generátor s excitovaním permanentných magnetov podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že pohon uhlového zvrátenia modulov nosného uzla statora je navzájom namontovaný pomocou referenčného uzla na moduloch nosič statora. 6. Synchrónny generátor s excitáciou permanentných magnetov podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že pohon uhlového otáčania voči sebe je vytvorená vo forme skrutkového mechanizmu s hnacou skrutkou a maticu a nosný uzol rohového obrátenia modulov uzla statora zahŕňa upevnené na jednom z vyššie uvedených okuliarov a na inom skle, nosičovou tyčou, zatiaľ čo hnacia skrutka je skrutka s dvojstupňovými Záves s jedným koncom pomocou osi rovnobežnej s osou spomínaného nosného hriadeľa, so špecifikovaným referenčným panelom vyrobenými s vedením GOOTH GUIDE, ktorý sa nachádza na oblúku. Skrutka skrutkového mechanizmu je artikulovaná s jedným koncom Očko, vyrobené na druhom konci s stopkou prešlo cez vodiaci otvor v nosnom paneli a je vybavený uzamykacím prvkom. Účelom tejto práce je zistiť energetické vlastnosti sériových synchrónnych generátorov na permanentné magnety, a najmä účinok zaťaženia, ktorý vytvára demagnetizačné pole (kotviaca reakcia), na zaťaženie charakteristické generátorov. Testovali sa dva synchrónne generátory disku rôznych výkonov a návrhov. Prvý generátor je reprezentovaný malý synchrónny generátor diskov s jedným magnetickým kotúčom s priemerom 6 palcov, so šiestimi pármi pólov a navíjací kotúč s dvanástimi vinutiami. Tento generátor je znázornený na skúšobnej lavici (Foto č. 1) a jeho úplné skúšky sú opísané v mojom článku :, experimentálne štúdie energetickej účinnosti získania elektrickej energie z magnetického poľa permanentných magnetov. " Druhý generátor je reprezentovaný veľkým generátorom disku s dvoma magnetickými diskami s priemerom 14 palcov, s piatimi pármi pólov a navíjací kotúč s desiatimi vinutiami. Tento generátor ešte nebol komplexne testovaný a je znázornený na photos №3, nezávislý elektrický stroj, vedľa testovacej lavice malého generátora. Rotácia tohto generátora bola vytvorená jednosmerným motorom nainštalovaným na jeho puzdre. 1. V žiadnom prípade nepoužívajte otvorené magnetické obvody v nich, vedie k silnému rozptylu a krátkemu používaniu magnetického poľa. A konečne, želám vám vytrvalosť a trpezlivosť pri vytváraní Dmitry Levkin Hlavný rozdiel medzi synchrónnym motorom s permanentnými magnetmi (SDPM) a je rotorom. Štúdie ukazujú, že SDPM má približne o 2% viac ako vysoko účinný (IE3) asynchrónny motor za predpokladu, že stator má rovnaký dizajn, a to isté sa používa na kontrolu. Súčasne, synchrónne elektromotory s permanentnými magnetmi v porovnaní s inými elektrickými motormi majú lepšie indikátory: výkon / objem, moment / zotrvačnosť atď. Synchrónny motor s permanentnými magnetmi, as, pozostáva z rotora a statora. Stator je pevná časť, rotor je rotačná časť. Typicky je rotor umiestnený vo vnútri statora elektromotora, existujú aj štruktúry s externým elektromotorom rotora. Konštrukcie synchrónneho motora s permanentnými magnetmi: Vľavo je štandard, vpravo sa konvertuje. Rotor pozostáva z permanentných magnetov. Materiály s vysokou donucovacou silou sa používajú ako permanentné magnety. Elektromotor s implicitne exprimovanými pólmi má rovnakú indukčnosť pozdĺž pozdĺžnych a priečnych osí L d \u003d l q, zatiaľ čo na elektromotore s explicitne vyslovenými pódiami nie je priečna indukčnosť rovná pozdĺžnym L Q ≠ L d. Prierez rotorov s iným postojom LD / LQ. Čierne marže označené. Na obrázku d, e predstavuje axiálne stratifikované rotory, v obrázkoch B a S zobrazené rotory s bariérmi. Synchrónny rotor motora s povrchovou inštaláciou permanentných magnetov Synchrónny motor rotora so zabudovanými magnetmi Stator Pozostáva z trupu a jadra s navíjaním. Najčastejšie návrhy s dvoj- a trojfázovým vinutím. Distribuovaný Nazývajú takéto navíjanie, v ktorom počet drážok na pól a fázu q \u003d 2, 3, ...., K. Koncentrovaný Zavolajú takéto navíjanie, v ktorom počet drážok na pól a fázu q \u003d 1. V tomto prípade sú drážky jednotne v obvode statora. Dva cievky, ktoré tvoria vinutie, môžu byť spojené za sebou a paralelne. Hlavnou nevýhodou takýchto vinutí je nemožnosť vplyvu na formu krivky EDC. Schéma trojfázovej distribuovanej navíjania Schéma trojfázového koncentrovaného navíjania Forma krivky EDC v vodiči je určená magnetickou indukčnou distribučnou krivkou v medzere v obvode statora. Je známe, že magnetická indukcia v medzere pod výrazným pólom rotora má lichobežníkovú formu. Rovnaká forma má fit v EMF vodiča. Ak je potrebné vytvoriť sínusové EMF, potom pólové tipy pripájajú takúto formu, pri ktorej by bola krivka indukčnej distribúcie v blízkosti sínusového. To prispieva k podpichu pólových rotorových tipov. Princíp prevádzky synchrónneho motora je založený na interakcii statora a konštantného magnetického poľa rotora. Spustiť Zastávka Rotujúce magnetické pole synchrónneho motora Magnetické pole rotora, interakcie s synchrónnym striedavým prúdom vinutia statora, podľa, vytvára, nútiť rotor na otáčanie (). Trvalé magnety umiestnené na rotore SDPM vytvárajú konštantné magnetické pole. S synchrónnou rýchlosťou rotora so statorovým poľom sa rotorový pól odomkne otočným magnetickým poľom statora. V súvislosti s týmto SDPM nemôže spustiť, keď je pripojený priamo do trojfázovej aktuálnej siete (aktuálna frekvencia v 50 Hz). Pre prevádzku synchrónneho motora s permanentnými magnetmi je potrebný riadiaci systém, napríklad alebo servo. V tomto prípade existuje veľký počet spôsobov, ako kontrolovať implementované riadiace systémy. Voľba optimálneho spôsobu kontroly závisí najmä od úlohy, ktorá je umiestnená pred elektrickým pohonom. Hlavné spôsoby riadenia synchrónneho elektromotora s permanentnými magnetmi sú uvedené v tabuľke nižšie. Populárne metódy pre kontrolu magnetov Synchrónny motor Na vyriešenie nekomplikovaných úloh sa bežne používajú terasačné ovládacie prvky na snímače haly (napríklad - počítačových fanúšikov). Na riešenie problémov, ktoré vyžadujú maximálne vlastnosti z elektrického pohonu, zvyčajne sa volá polytentizovaná kontrola. Jedným z najjednoduchších metód riadenia synchrónneho motora s permanentnými magnetmi je trapézová kontrola. Na riadenie SDPM s Trapezdinálnym reverzným EDC sa používa trapial management. V tomto prípade vám táto metóda tiež umožňuje ovládať SPM s sínusovým reverzným EMF, ale potom priemerný okamih elektrického pohonu bude pod 5% a momentová pulzácia bude 14% maximálnej hodnoty. K dispozícii je terasačná kontrola bez spätnej väzby a spätnej väzby na polohe rotora. Kontrola bez spätnej väzby Nie optimálne a môže viesť k výstupu SDPM zo synchronizmu, t.j. Stratou kontrolovateľnosti. Ako snímač polohy rotora sa bežne používajú trojfázové SDPM Trapezdal Controly, ktoré bežne používajú tri high-end snímače, ktoré vám umožňujú určiť uhol s presnosťou ± 30 stupňov. S touto kontrolou má prúdový vektor statora len šesť polôh na elektrické obdobie, v dôsledku čoho existujú momentové pulzácie na produkte. Kvôli rýchlemu rozvoju mikroprocesorov od 70. rokov začal vyvinúť z dessontívnych vektorových metód na riadenie bezčisteného striedavého prúdu. Prvé precipitatívne metódy na určenie uhla boli založené na vlastnostiach elektromotora, aby sa vytvorili reverzné EMF počas otáčania. Reverzný EMF motora obsahuje informácie o polohe rotora, takže pomer reverznej EDC v stacionárnom súradnicovom systéme môže vypočítať polohu rotora. Ale keď sa rotor nepohybuje, reverzný EMF je neprítomný a na nízkych otáčkach reverznej EMF má malú amplitúdu, ktorá je ťažké odlíšiť od hluku, preto tento spôsob nie je vhodný na určenie polohy rotora motora pri nízkym spôsobom rev. V súčasnosti je možné len pre motory s rotorom s explicitnými pólmi.Nárok
Premenné výstupného napätia generátorov narovnaných, vyhladených kondenzátormi veľkej kapacity a meranie prúdov a napätí v oboch generátoroch sa pripravilo v jednosmernom prúde DT9205A digitálnych multimetrov. Pre malý generátor merania bol vytvorený štandardom striedavý prúdový frekvencia 60Hz, ktorý pre malý generátor zodpovedal 600 ot / min., Pre malý merací generátor bol tiež vyrobený na viacnásobnej frekvencii 120 Hz, čo zodpovedá 1200 ot / min. Zaťaženie oboch generátorov bolo čisto aktívne. V malom alternátore s jedným magnetickým kotúčom bol magnetický obvod otvorený a vzduchová medzera medzi rotorom a statorom bola asi 1 mm. Vo veľkom generátore, s dvoma magnetickými diskami, magnetický obvod bol uzavretý a vinutia boli umiestnené v 12 mm vzduchovej medzere.
Pri opise fyzikálnych procesov v oboch generátoroch je Axiom, že v permanentných magnetoch je magnetické pole vždy a nemôže sa znížiť ani zvýšiť. Je to dôležité pri analýze povahy vonkajších charakteristík týchto generátorov. Preto ako premenná zvážime len meniace sa demagnetizačné pole nakladacích vinutí generátorov. Vonkajšia charakteristika malého generátora, pri frekvencii 60 Hz, je znázornená na obr. 1, ktorý tiež zobrazuje výstupnú elektrickú krivku generátora RGGEN a krivku KPE. Charakter krivky vonkajšej charakteristiky generátora je možné vysvetliť na základe nasledujúcich úvah - ak je veľkosť magnetického poľa na povrchu magnetov a potom sa nezmení, keď odstraňuje z tohto povrchu, znižuje sa A, a je mimo tela magnetu, sa môže zmeniť. Pri nízkych nákladných prúdoch sa zaťaženie nakladacích vinutí generátora interaguje so oslabenou, rozptýlenou časťou pole magnetov a výrazne ju znižuje. V dôsledku toho sa ich spoločná oblasť výrazne znižuje a výstupné napätie prudko klesá parabolom, pretože sila demagnetizačného prúdu je úmerná svojmu štvorcovu. To potvrdzuje obraz magnetického poľa magnetu a navíjanie získané železným pilitou. Na fotografii №1 je viditeľný obraz len magnetu sám, a jasne vidí, že polia z oblasti zameranej na póly vo forme pilín spojky. Bližšie k stredu magnetu, kde je pole všeobecne nula, pole je veľmi oslabené, takže nemôže ani pohnúť pilín. Toto je oslabené pole a resetujte reakciu navíjacej kotvy, s malým prúdom v 0,1A, ako je možné vidieť na fotografii číslo 2. S ďalším nárastom prúdu zaťaženia sa silnejšie polia magnetu znížili bližšie k ich pólom, ale na zníženie ďalšieho, rastúce pole magnetu, navíjanie nemôže, a krivka vonkajšej charakteristiky generátora postupne narovnávať a otočí sa do priamej závislosti výstupného napätia generátora z prúdu zaťaženia. Okrem toho, na túto lineárnu časť nosných charakteristík, napätie pod zaťažením sa znižuje menej ako na nelineárne a vonkajšia charakteristika sa stáva ZESH. Prístupuje sa k charakteristike konvenčného synchrónneho generátora, ale s menším počiatočným napätím. V priemyselných synchrónnych generátoroch je povolené až 30% poklesu napätia pod menovitým zaťažením. Pozrime sa, aké percento poklesu napätia v malého generátora pri 600 a 1200 ot / min. S 600 otáčok, jeho napätie jeho voľnobežného zdvihu bolo 26 voltov a pod prúdom zaťaženia 4 zosilňovačov, klesol na 9 voltov, znížil sa o 96,4% - to je veľmi vysoký pokles napätia, viac ako trikrát zvláštna sadzba. S 1200 otáčok sa nečinné napätie už stalo 53,5 voltov a pod prúdom zaťaženia 4 zosilňovačov, klesla na 28 voltov, tj znížil o 47,2% - je to bližšie k 30% prípustnému. Zvážte však numerické zmeny v tuhosti vonkajších charakteristík tohto generátora v širokom spektre zaťaženia. Tuhosť nákladovej charakteristiky generátora je určená rýchlosťou výskytu výstupného napätia pri zaťažení, takže ho vypočítavame, od voľnobehového zdvihu generátora. Sharp a nelineárny pokles v tomto napätí je pozorovaný o prúde v jednom amp, a je najvýraznejší k prúdu 0,5 AMPS. Takže, s nosným prúdom 0,1 AMPS, napätie je 23 voltov a klesá v porovnaní s voľnobežným zdvihom 25 voltov, o 2 volty, čo je rýchlosť napätia je 20 V / A. S zaťažením v 1,0 ampére je napätie už 18 voltov a kvapky o 7 voltov, v porovnaní s voľnobňovým napätím, to znamená, že rýchlosť napätia je už 7 V / A, dokonca sa znížila o 2,8-krát. Takéto zvýšenie tuhosti vonkajšej charakteristiky pokračuje a s ďalším nárastom zaťaženia generátora. Takže, s nosným prúdom 1,7 AMP, napätie klesá z 18 voltov na 15,5 voltov, dokonca aj rýchlosť napätia je už 3,57 v / a, a s nosným prúdom 4 ampry, napätie od 15,5 voltov klesne na 9 volt , Tj rýchlosť poklesu napätia klesá na 2,8 v / a. Takýto spôsob je sprevádzaný konštantným zvýšením výstupného výkonu generátora (obr. 1), pričom súčasne zvyšuje tuhosť jeho vonkajších charakteristík. Zvýšenie výstupného výkonu, s týmito 600 ot / min, poskytuje pomerne vysoký generátor KPE v 3,8 jednotkách. Podobné postupy sa vyskytujú pri dvojitej rýchlosti synchrónnej generátora (obr. 2), tiež silný štvoruhodný pokles výstupného napätia pri nízkych prúdových prúdoch s ďalším nárastom tuhosti jeho vonkajšej charakteristiky s nárastom zaťaženia, rozdiely len v numerické hodnoty. Vezmite len dva extrémne prípady zaťaženia generátora - minimálne a maximálne prúdy. Takže, s minimálnym nosným prúdom 0,08 A, napätie je 49,4 V, a spadá v porovnaní s napätím 53,5 V na 4,1 V. Skúška rýchlosť poklesu napätia je 51,25 V / A, a viac ako dvojnásobok rýchlosti na 600 ot / min. S maximálnym prúdovým prúdom 3,83 A, napätie je už 28,4 V a spadá, v porovnaní s 42 V pri prúde 1,0 A, pri 13,6 V., rýchlosť poklesu napätia bola 4,8 V / A, a 1,7-krát presahuje Táto rýchlosť pri 600 ot / min. Z toho môžeme dospieť k záveru, že zvýšenie rýchlosti otáčania generátora výrazne znižuje tuhosť svojich vonkajších charakteristík na jeho počiatočnej časti, ale významne ho nerená v lineárnej časti jej zaťaženia. Je charakteristické, že pri plnom zaťažení generátora v 4 zosilňovačoch je percentuálny pokles napätia menší ako 600 otáčok. To je vysvetlené skutočnosťou, že výstupný výkon generátora je úmerný štvorcovým štvorcom vytvoreným napätím, dokonca aj obrat rotora a výkon demagnetívneho prúdu je úmerný štvorcovi zaťaženia prúdu. Preto pri nominálnom, plnom zaťažení generátora sa vykazuje demagnetizačný výkon, vzhľadom k výstupu, sa ukáže, že je menej a zníži sa pokles napätia. Hlavným pozitívnym znakom vyššej rýchlosti otáčania malého generátora je významným zvýšením jeho KPE. Pri 1200 ot / min sa generátor KPE zvýšil z 3,8 jednotiek pri 600 ot / min, až po 5,08 jednotiek.
Veľký generátor má koncepčne iný dizajn založený na aplikácii druhého zákona Circhoff v magnetických obvodoch. Tento zákon uvádza, že ak sú v magnetickom okruhu, alebo niekoľko zdrojov MDS (ako permanentné magnety), potom v magnetickom okruhu, tieto MDS algebraicky zhrnuté. Preto, ak berieme dve identické magnety a niektoré z ich variepetných pólov s magnetickým obvodom s magnetickým jadrom, potom vo vzduchovej medzere iných dvoch rôznych pólov sú zdvojnásobené MDS. Tento princíp je položený v konštrukcii veľkého generátora. Rovnaký byt na forme vinutia, ako v magnetickom generátore, sa umiestni do tejto tvorenej vzduchovej medzery s dvojitým MDS. Ako ovplyvnilo vonkajšiu charakteristiku generátora, ukázala svoje testy. Testy tohto generátora sa uskutočnili pri štandardnej frekvencii 50Hz, ktorá, rovnako ako v malého generátora, zodpovedá 600 ot / min. Uskutočnil sa pokus o porovnanie vonkajších charakteristík týchto generátorov s rovnakým stresom ich voľnobehu. Na tento účel sa rýchlosť otáčania veľkého generátora znížila na 108 otáčok za minútu a jeho výstupné napätie kleslo na 50 voltov, napätie v blízkosti voľnobežného zdvihu malého generátora rýchlosťou 1200 ot / min. Vonkajšia charakteristika takto získaného veľkého generátora je znázornená na rovnakom obrázku č. 2, kde je znázornená aj vonkajšia charakteristika malého generátora. Porovnanie týchto charakteristík ukazuje, že s takým veľmi nízkym výstupným napätím pre veľký generátor je jej vonkajšia charakteristika veľmi mäkká, dokonca aj v porovnaní s takou tuhou vonkajšou charakteristikou malého generátora. Vzhľadom k tomu, že obaja duchovní generátori sú schopní samozverejčence, bolo potrebné zistiť, čo je potrebné pre to v ich energetických vlastnostiach. Preto experimentálna štúdia sily spotrebovanej elektromotorom pohonu bola vykonaná bez spotreby voľnej energie z veľkého generátora, to znamená, že meranie straty voľnobehu generátora. Tieto štúdie boli vykonané pre dva rôzne prenosové pomery spodného redukcie medzi elektrickým hriadeľom motora a hriadeľom generátorov, aby ovplyvnili spotrebu energie generátora nečinnosti. Všetky tieto merania sa uskutočnili v rozsahu od 100 do 1000 rpm. Merané napájacie napájacie napätie hnacieho motora spotrebovaného prúdom spotrebovaného prúdom sa meralo a výkon voľnobehu generátora sa vypočítal počas prevodového pomeru prevodovky rovný 3,33 a 4,0. Na obr. 3 predstavuje grafy zmien v týchto hodnotách. Napájacie napätie hnacieho elektromotora lineárne zvýšil s rastúcimi otáčkami na oboch prevodových pomeroch a spotrebovaný prúd mal malú nelineáriu, korunovanú kvadratickou závislosťou elektrickej zložky sily prúdu. Mechanická zložka spotrebovanej energie, ako je známa, lineárne závisí od rýchlosti otáčania. Je potrebné poznamenať, že zvýšenie prevodového pomeru prevodovky znižuje prúd spotrebovaný v celom rozsahu rýchlostí a najmä pri vysokých rýchlostiach. A to sa prirodzene ovplyvňuje oboch spotrebovaných energie - táto kapacita sa znižuje v pomere k zvýšeniu prevodového pomeru prevodovky a v tomto prípade asi o 20%. Vonkajšia charakteristika veľkého generátora sa odstránila len počas prevodového pomeru rovného do štyroch, ale pri dvoch otáčkach - 600 (frekvencia 50 Hz) a 720 (frekvencia 60 Hz). Tieto vlastnosti zaťaženia sú znázornené na obr. Tieto charakteristiky, na rozdiel od vlastností malého generátora, sú lineárne, s veľmi malým poklesom napätia pod zaťažením. Takže pri 600 ot / min, napätie voľnobežného zdvihu v roku 188 pri nosnom prúde 0,63 A klesol na 1,0 V. pri 720 ot / min, nečinné napätie zdvih v 226 pri zaťažení 0,76 a klesol 1,0 B. s ďalším nárastom 1,0 B. Zaťaženie generátora, tento vzor zostal, a jeden môže predpokladať, že rýchlosť napätia je približne 1 V na AMPER. Ak považujete za percentuálny pokles napätia, potom pre 600 otáčok to bolo 0,5%, a počas 720 otáčok 0,4%. Tento pokles napätia je spôsobený len k poklesu napätia na aktívnom náraze navíjacieho reťazca generátora - vinutie, usmerňovacie a usmerňovacie vodiče a je približne 1,5 ohms. Demagnetizačný účinok navíjania generátora pod zaťažením sa nezobrazil, alebo sa prejavil veľmi slabý pri vysokých nosných prúdoch. To je vysvetlené skutočnosťou, že dvojité magnetické pole, v takej úzkej vzduchovej medzere, kde sa nachádza navíjanie generátora, môže reakcia kotvy prekonať a zastrašovanie je generované V. Tetom dvojité magnetické pole magnetov. Hlavným rozlišujúcim znakom vonkajších charakteristík veľkého generátora je, že pri nízkom nosnom prúde sú lineárne, neexistujú žiadne prudké kvapky napätia, ako v malého generátora, a to je vysvetlené skutočnosťou, že existujúca reakcia kotvy nemôže vyjadriť nemôžu prekonať pole permanentných magnetov. Preto môžete vykonať nasledujúce odporúčania pre vývojárov generátorov CE na trvalých magnetoch:
2. Disperzné pole je ľahko prekonané kotvou odozvy, čo vedie k prudkému zmierneniu vonkajších charakteristík generátora, a nie je možné odstrániť vypočítaný výkon z generátora.
3. Výkon generátora môžete zdvojnásobiť, pričom súčasne zvyšuje tuhosť vonkajšej charakteristiky, aplikovaním dvoch magnetov v magnetickom reťazci a vytvorenie poľa s dvojitým MDS.
4. V tejto oblasti so zdvojnásobenými MDS je nemožné umiestniť cievky s feromagnetickými jadrami, pretože to vedie k magnetickej zlúčenine dvoch magnetov a zmiznutie zdvojnásobujúceho účinku MDS.
5. V elektrickom pohone generátora použite takýto prevodový pomer prevodovky, ktorý vám najviac umožní znížiť stratu na vstupnom generátore pri nečinnosti.
6. Odporúčam dizajn diskového disku generátora, je to najjednoduchší dizajn dostupný vo výrobe doma.
7. Disk konštrukcia umožňuje použitie puzdra a hriadeľa s medveďmi z bežného elektromotora.
Skutočný generátor.Konštrukcie a typy synchrónneho elektromotora s permanentnými magnetmi
Konštrukcia rotora sú synchrónne motory rozdelené do:
Tiež na konštrukcii rotora SDPM sú rozdelené do:
(SLOVENSKÝ SPMSM - POVRCHOVÝ MAGNICKÝ MAGNICKÝ MAGNRUKTU) ;
(Anglicky IPMMSM - Synchrónny motor s trvalým magnetom).
V závislosti od konštrukcie statora sa synchrónny motor s permanentnými magnetmi stane:
Forma reverznej emf. Elektromotor môže byť:
Ovládanie synchrónneho motora s permanentnými magnetmi
Kontrola
Výhoda
nevýhody
Sínusový
Jednoduchá kontrolná schéma
S polohovým senzorom
Hladká a presná inštalácia polohy rotora a rýchlosť otáčania motora, veľká škála regulácie
Vyžaduje senzor polohy rotora a výkonný mikrokontrolér riadenia
Bez pozície snímača
Nie je potrebný žiadny senzor polohy rotora. Hladká a presná inštalácia polohy rotora a rýchlosť otáčania motora, veľký rozsah regulácie, ale menej ako s polohovým senzorom
Dummy Pole-orientovaný manažment v celom rozsahu otáčok Je možné len pre SDPM s rotorom s explicitnými pólmi, vyžaduje sa výkonný riadiaci systém.
Jednoduchá schéma riadenia, dobré dynamické charakteristiky, veľký rozsah regulácie, žiadny senzor polohy rotora
Vysoké pulzácie krútiaceho momentu a prúd
Trapezdal
Bez spätnej väzby
Jednoduchá kontrolná schéma
Manažment nie je optimálny, nie je vhodný pre úlohy, kde sa mení zaťaženie, je možná správa.
So spätnou väzbou
S polohovým senzorom (halové snímače)
Jednoduchá kontrolná schéma
Chcel sály sály. Existujú momentové pulzácie. Navrhnuté na ovládanie SDPM s trapézou reverznej reverznej reverznej emf, pri riadení SPMM so sínusovým reverzným EDC, priemerný moment je 5%.
Bez senzora
Potrebujete silnejší riadiaci systém
Nie je vhodný na prácu na nízkych otáčkach. Existujú momentové pulzácie. Navrhnuté na ovládanie SDPM s trapézou reverznej reverznej reverznej emf, pri riadení SPMM so sínusovým reverzným EDC, priemerný moment je 5%.
Tesňový manažment
Kontrola so spätnou väzbou možno rozdeliť na:
Existujú dva spôsoby, ako určiť polohu rotora:
Ovládanie SDPM orientovanej na police na polohe
Ako senzor uhla sa používajú nasledujúce typy senzorov:
Ovládanie SDPM orientovaného na poli bez polohového snímača
Na spustenie SDPM existujú dve bežné možnosti:
