Моделирование и поиск рациональной конструкции бесконтактного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов
Диссертация
При режимах работы, характеризующихся частыми пусками или реверсами рекомендуется использовать тот двигатель, в котором обеспечен больший момент при меньшем токе. Для БД 40 это четырёхполюсная конструкция. Стоит отметить, что величина Мтах при р=2 отличается не более чем на 15% от момента при р=1, что связано с большим рассеянием магнитной цепи двигателя с р= 1. Разработанная единая методика… Читать ещё >
Содержание
- 1. Современное состояние теории БДПМ, области применения. Объект и задачи исследования
- 1. 1. Области применения бесконтактных двигателей с возбуждением от постоянных магнитов
- 1. 2. Варианты конструктивной реализации БДПМ
- 1. 3. Характеристики и технологии производства постоянных магнитов для систем возбуждения бесконтактных двигателей
- 1. 4. Анализ и тенденции развития теории БДПМ
- 1. 5. Методы оптимизации БДПМ
- 1. 6. Основные задачи исследования
- Выводы
- 2. Методика расчёта БДПМ на основе сочетания аналитического описания электромагнитных процессов и решения задач магнитостатики численным методом
- 2. 1. Модель БДПМ, полученная на основе аналитического описания электромагнитных процессов
- 2. 2. Вывод критерия оптимизации магнитной системы БДПМ повышенного быстродействия
- 2. 3. Содержание методики электромагнитного расчёта БДПМ
- 2. 4. Выводы
- 3. Моделирование электромагнитных процессов методом конечных элементов
- 3. 1. Постановка задачи магнитостатического анализа БДПМ
- 3. 2. Анализ результатов численного моделирования
- 3. 3. Основные факторы, влияющие на погрешность электромагнитного расчёта БД 40 методом конечных элементов
- 3. 4. Выводы
- 4. Экспериментальные исследования БДГТМ
- 4. 1. Экспериментальная установка и испытательное оборудование
- 4. 2. Методика и программа экспериментальных исследований
Список литературы
- Аветисян Д.А. Автоматизация проектирования электрических систем / Д. А. Аветисян. -М.: Высшая школа, 1998. 331 с.
- Аветисян Д.А. Системы автоматизированного проектирования: учеб. пособие / Д. А. Аветисян, И. А. Башмаков, В. И. Гемитерн. -М.: Изд-во стандартов, 1985. -179 с.
- Автоматизированное проектирование электрических машин: учеб. пособие для студентов вузов / Ю. Б. Бородулина и др.- под ред. Ю. Б. Бородулина. -М.: Высшая школа, 1989. 280 с.
- Адволоткин Н.П., Овчинников И. Е. Вентильные электродвигатели с постоянными магнитами / Н. П. Адволоткин, И. Е. Овчинников // Электротехническая промышленность. Сер. Электрические машины. 1986. Вып. 1 (11). 84 с.
- Алямовский A.A. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике /А.А. Алямовский и др. СПб.: БХВ-Петербург, 2008. -1040 с.
- Анненков А.Н. Совершенствование систем возбуждения бесконтактных двигателей / А. Н. Анненков, М. А. Иванов, Н. В. Прибылова // Вестник ВГАУ. 2011. № 4. С. 59−62.
- Анненков А.Н. Численное моделирование синхронного двигателя с возбуждением от высококоэрцитивных магнитов / А. Н. Анненков, М. А. Иванов, С. Ю. Кобзистый // Электротехнические комплексы и системы управления. Воронеж, 2009. № 2. С. 43−45.
- Анненков А.Н. Концепция проектирования высокоиспользуемых электрических машин / А. Н. Анненков, М. А. Иванов // Вычислительные машины, автоматика и робототехника: сб. материалов науч.-техн. конф. студентов и молодых учёных. Воронеж, 2007. С. 34−40.
- Анненков А.Н. Соотношение между полюсным и зубцовым делениями в бесконтактном двигателе с возбуждением от постоянных магнитов / А. Н. Анненков, М. А. Иванов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2011. Т. 7. № 12.3. С. 10−11.
- Анненков А.Н. Геометрия зубцовой зоны бесконтактного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов / А. Н. Анненков, М. А. Иванов // Анализ и проектирование средств роботизации и автоматизации: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж, 2011. С. 60−64.
- Аоки М. Введение в методы оптимизации: пер. с англ. / М. Аоки. -М.: Наука, 1977. 343 с.
- Афанасьев A.A., Бабак А. Г., Волокитина E.B. и др. Малоинерционный высокоскоростной магнитоэлектрический беспазовый вентильный двигатель / A.A. Афанасьев, А. Г. Бабак, Е. В. Волокитина и др.// Электричество. 2007. № 4. С. 28−35.
- Балагуров В.А. Электрические машины с постоянными магнитами / В. А. Балагуров, Ф. Ф. Галтеев, А. Н. Ларионов. -М.: Энергия. 1969. 594 с.
- Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс: пер. с англ. / Б. Банди. -М.: Радио и связь, 1988. 624 с.
- Бахвалов Н.С. Численные методы / Н. С. Бахвалов, Н. П. Жидков, Г. М. Кобельков. -М.: Лаборатория базовых знаний, 2000. 624 с.
- Бахвалов Ю.А. Численное моделирование стационарных магнитных полей магнитоэлектрических систем методом конечных элементов / Ю. А. Бахвалов, А. Г. Никитенко, В. П. Гринченков, М. Ю. Косиченко / Электротехника. 1999. № 1. С. 29−32.
- Бергер А.Я. Выбор главных размеров электрических машин / А. Я. Бергер. -Л.: Энергия, 1972. 89 с.
- Бертинов А.И. Специальные электрические машины: учеб. пособие / А. И. Бертинов, Д. А. Бут и др. -М.: Энергоиздат, 1982. -552 с.
- Бинс К., Лоуренсон П. Анализ и расчет электрических и магнитных полей: пер. с англ. / К. Бинс, П. Лоуренсон. -М.: Энергия, 1970. 376 с.
- Брынский Е.А., Данилевич Я. Б., Яковлев В. И. Электромагнитные поля в электрических машинах / Е. А. Брынский, Я. Б. Данилевич, В. И. Яковлев. -Л.: Энергия, 1979. 176 с.
- Буль О.Б. Методы расчета магнитных систем электрических аппаратов: Магнитные цепи, поля и программа FEMM: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / О. Б. Буль. -М.: Изд. центр «Академия», 2005. 336 с.
- Буль О.Б. Методы расчета магнитных систем электрических аппаратов. Программа ANSYS: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / О. Б. Буль. -М.: Академия, 2006. 288 с.
- Бут Д. А. Бесконтактные электрические машины: учеб. пособие для электромех. и электроэнерг. спец. вузов / Д. А. Буд. -М.: Высшая школа, 1990. -416 с.
- Видеман Е. Конструкции электрических машин: учебник / Е. Виде-ман, В. Келленбергер. -JL: Энергия, 1972. 520 с.
- Вольдек А.И. Электрические машины. Машины переменного тока: учебник / А. И. Вольдек, П. В. Попов. -СПб.: Питер, 2008. 320 с.
- Говорухин В.Н. Компьютер в математическом исследовании: Maple, MATLAB, LaTeX / В. Н. Говорухин, В. Г. Цибулин. -СПб.: Питер, 2001. 624 с.
- Гольдберг О.Д. Инженерное проектирование и САПР электрических машин: учебник для студ. высш. учеб. заведений / О. Д. Гольдберг, И.С. Сви-риденко. -М.: Академия, 2008. 559 с.
- Горев A.A. Переходные процессы синхронной машины / A.A. Горев. -M.JL: Госэнергоиздат, 1950. 552 с.
- Гультяев А.К. Визуальное моделирование в среде Matlab: учебный курс / А. К. Гультяев. -СПб.: Питер, 2000. 432 с.
- Гурин Я.С. Проектирование серий электрических машин / Я. С. Гурин, Б. И. Кузнецов. -М.: Энергия, 1978. 480 с.
- Демирчан К.С. Моделирование магнитных полей / К. С. Демирчан -Л.: Энергия, 1974.- 288 с.
- Дискретный электропривод с шаговыми двигателями: под ред. М. Г. Чиликина. -М.: Энергия, 1971. 624 с.
- Домбровский В.В. Параметры электрических машин переменного тока / В. В. Домбровский, Я. Б. Данилевич, Е. Я. Казанский. -М.: Наука, 1965. 340 с.
- Дьяконов В.П. Справочник по применению системы PC MATLAB / В. П. Дьяконов. -М.: Физматлит, 1993. 112 с.
- Дьяконов В.П. MathCAD 2001: специальный справочник / В. П. Дьяконов. -СПб.: Питер, 2002. 622 с.
- Зечихин Б.С. Анализ магнитных систем бесконтактных синхронных машин / Б. С. Зечихин // Электричество. 2003. № 12. С. 30−34.
- Зечихин Б.С. Традиционные и компьютерные методы проектирования бесконтактных синхронных машин / Б. С. Зечихин, А. Д. Куприянов, Е.В. Сыро-ежкин // Электричество. 2002. № 5. С. 61−71.
- Зенкевич O.K. Методы конечных элементов в технике: пер. с польского / O.K. Зенкевич. -М.: Мир, 1975. 727 с.
- Иванов Смоленский A.B. Электрические машины: учеб. для вузов в 2-х томах / A.B. Иванов — Смоленский. -М.: Издательский дом МЭИ, 2006. 650 и 520 с.
- Иванов Смоленский A.B. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах: учебник / A.B. Иванов — Смоленский. -М.: Высшая школа, 1989. — 312 с.
- Иванов-Смоленский A.B. Развитие методов расчета электромагнитных процессов в электрических машинах/ A.B. Иванов-Смоленский // Современные проблемы электромеханики: тез. докл. Всесоюзн. научн. техн. конф. -М. 1989. С. 117−119.
- Иванов-Смоленский A.B., Универсальный метод расчета электромагнитных процессов в электрических машинах: учеб. пособие / A.B. Иванов-Смоленский, Ю. В. Абрамкин. -М.: Энергоатомиздат, 1986. 216 с.
- Иванов-Смоленский A.B. Универсальный численный метод моделирования электромеханических преобразователей и систем / A.B. Иванов-Смоленский, В. А. Кузнецов // Электричество. 2000. № 7. С. 24−33.
- Инкин А.И. Аналитические исследования магнитного поля в активном объеме электрической машины с постоянными магнитами /А.И. Инкин // Электричество. 1979. № 5. С. 30−34.
- Инкин А.И. Электромагнитные поля и параметры электрических машин: учеб. пособие / А. И. Инкин. Новосибирск: ЮКЭА, 2002. 464 с.
- Инкин А.И. Дифференциальные уравнения поля возбуждения и их общие решения в активных зонах электрических машин с постоянными магнитами / А. И. Инкин, A.B. Бланк // Электричество. № 4. 2007. С. 36−41.
- Казовский Е.Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока/ Е. Я. Казовский. -М.: Изд-во АН СССР, 1962. 624 с.
- Кацман М.М. Расчет и конструирование электрических машин: учеб. пособие / М. М. Кацман. -М: Энергоатомиздат, 1984. 360 с.
- Копылов И.П. Электрические машины: учебник для вузов / И. П. Копылов. -М.: Энергоатомиздат, 1986. 360 с.
- Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин: учебник для вузов / И. П. Копылов. -М.: Высшая школа, 2001. 327 с.
- Костомаров Д.П. Программирование и численные методы / Д. П. Костомаров, J1.C. Корухова, С. Г. Манпелей. -М.: Изд-во МГУ, 2001. 224 с.
- Курант Р. Методы математической физики: пер. с англ. / Р. Курант, Д. Гильберт. -М.: Гостехтеориздат, 1951. 476 с.
- Курбатов П.А. Численный расчет электромагнитных полей / П. А. Курбатов, С. А. Аринчин. -М.: Энергоатомиздат, 1984. 168 с.
- Курбатов П.А. Расчет сложных систем с постоянными магнитами на основе интегральных уравнений / П. А. Курбатов, В. В. Коген Далин // труды МЭИ вып. 483, 1980. С. 75−80.
- Куликов Н.И. Исследование и разработка быстродействующих вентильных двигателей / Н. И. Куликов, Т.А. Елизарова// Электричество. 2002. № 5. С. 11−21.
- Ледовский А.Н. Электрические машины с высококоэрцитивными постоянными магнитами /А.Н. Ледовский. -М.: Энергоатомиздат, 1985. -168 с.
- Материалы магнитотвердые спеченные. Марки. ГОСТ 21 559–76. -М.: Государственный стандарт СССР, 1976. 44с.
- Материалы магнитотвердые спеченные на основе сплавов неодима с железом и бором. Технические условия ТУ 1984−001−18 785 310−2003. ООО «НПК „Магниты и магнитные технологии“, М., 2003. 30 с.
- Новиков A.B. Тихоходные микродвигатели постоянного тока/ A.B. Новиков, В. Т. Кафтанатий // Электрические двигатели малой мощности: сб. докл. Всесоюз. науч. техн. совещ. Киев: Наукова думка, 1969. 4.1 С. 260 -266.
- Норбеков И.П. Основы автоматизированного проектирования: учебник / И. П. Норбеков. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. 336 с.
- Орлов И.Н., Маслов С. И. Системы автоматизированного проектирования электромеханических устройств: учеб. пособие для вузов / И. Н. Орлов, С. И. Маслов. -М.: Энергоатомиздат, 1989. 296 с.
- Осин И.Л. Синхронные микродвигатели с постоянными магнитами / И. Л. Осин, В. П. Колесников, Ф. М. Юферов. -М.: Энергия, 1976. 232 с.
- Пирумов У.Г. Численные методы: учеб. пособие / У. Г. Пирумов. -М.: Изд-во МАИ, 1998. 188 с.
- Постников И.М. Проектирование электрических машин / И. М. Постников. Киев: Госэнергоиздат, 1960. 910 с.
- Постоянные магниты. Справочник / А. Б. Альтман, А. Н. Герберг, П.А. Гладышев- под. ред. Ю. М. Пятина. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергия, 1980. -488 с.
- Применение метода проводимостей зубцовых контуров для расчета электромагнитных полей в электрических машинах / А. Г. Дарьин, С. Г. Дарьин. -М.: Информэлектро, 1985. 33 с.
- Разработка серии бесконтактных электродвигателей на основе ме-хатронных технологий для автомобильной и бытовой техники: отчет о НИР. Воронеж: ВГТУ, 2005. 114 с.
- Сипайлов Г. А. Математическое моделирование электрических машин (АВМ): учеб. пособие для студентов вузов / Г. А. Сипайлов, A.B. Лоос. -М.: Высш. шк, 1980. 176 с.
- Справочник по электрическим машинам / под общ. ред. И.П. Копыло-ва и Б. К. Клокова. -М.: Энергоатомиздат, 1989. 688 с.
- Столов Л.И. Моментные двигатели с постоянными магнитами / Л. И. Столов, Б. Н. Зыков. -М.: Энергия, 1977. 112 с.
- Столов Л.И. Оптимальное проектирование электрических машин с использованием аналитических моделей / Л. И. Столов, А. Ю. Афанасьев, В. А. Новиков // Электрооборудование летательных аппаратов. Казань: КАИ, 1979.С.3−7.
- Фурсов В.Б. Метод конечных элементов и программа ELCUT: учеб. пособие / В. Б. Фурсов, Ю. В. Писаревский. Воронеж: ВГТУ, 1999. 56 с.
- Хемминг Р.В. Численные методы для научных работников и инженеров: пер. с англ. / Р. В. Хемминг. -М.: Наука, 1976. 400 с.
- Иванов М.А. Оценка процесса проектирования электордвигателя / М. А. Иванов, Т. Е. Черных // Прикладные задачи электротехники, энергетики, электроники. Инженерные идеи XXI века: труды Всерос. студенческой науч.-техн. конф. Воронеж, 2009. С. 24−26.
- Чечет Ю.С. Электрические микромашины автоматических устройств /Ю.С. Чечет. -М.: Энергия, 1964. 224 с.
- Чигарев A.B. ANSYS для инженеров: справочное пособие / A.B. Чи-гарев. -М.: Машиностроение, 2004. 512 с.
- Электрические машины малой мощности: учебник / под ред. Д.А. За-валишина. -М.Л.: Госэнергоиздат, 1963. 432 с.
- Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств: учебник для вузов / Ф. М. Юферов. -М: Высш. шк., 1988. 479 с.
- Basic Analysis Procedures Guide. ANSYS Release 11. ANSYS Inc., 2010.
- Bartos F. J. Springtime for Switched-Reluctance Motors // Control Engineering, Feb. 2003. PP. 47- 49.
- Gferas J. F., Wing M. Permanent magnet Motor Technology. Design and applications. Second Edition Marcel Dekker Inc, 2002.
- Her G., Vogt К., Ponlck В. Berechnung elektrisch. Machine, 6. Auflage. -WILLEY-VCH Verlag GmbH & Co, 2008.
- Leonowicz M., Wysiocki J.J. Wspolczesne magnesia. Technologie Mecha-nizmy koercji Zastosowania. Warszawa: WNT, 2005.
- M Iler G., Vogt К., Ponick В. Berechnung elektrischer Maschinen, 6. Auflage. WILLEY-VCH Verlag GmbH & Co, 2008.
- Matveev A., Kuzmichev V., Nilisen R., Undeland T. Two Approaches to Modeling of Switched Reluctance Drives // European Conference on Power Electronics and Applications. 2−4 September 2003. Toulouse. France. 2003. 10 p.
- Miller T.J.E. Switched Reluctance Motors and Their Control. Oxford: Magna Physics Publishing and Clarendon Press. 1993. 205 p.
- Miller T.J.E., Mc Gilp M. Nonlinear Teory of the Switched Reluctance Motor for Rapid Computeraided Desigen // IEEE Proc. Vol. 137, Pt. B, № 6, November 1990. P. 337−347.
- Pyrh nen J., Jokinen Т., Hrabovcov V. Design of Rotating Electrical Machines.- John Wiley 7 Sons Ltd, 2008.
- Chrisanov V.l., Szymczak P., Kaminski W. Comparison of the PMSM drives by means of generalized express method and power density criterion. Prze-glad Elektrotechniczny, 2007, № 11.
- Gieras J., Gieras I., Szymczak P. Is the ferromagnetic core in PM brushless motors necessary. Proc. of the 5th Inter. Conf. on Unconventional Electromechanical and Electrical Systems (UEES'01), 2001, vol.1.
- Afonin A., Gieras J., Szymczak P. Permanent magnet brushless motors with innovative field excitation systems. Proc. of the 6th Inter. Conf. on Unconventional Electromechanical and Electrical Systems (UEES'04). — Alushta (Ukraine), 2004. vol.1.
- АКТ ВНЕДРЕНИЯ результатов диссертационной работы Иванова Михаила Алексеевича
- В 2009 2010 г. проводились работы, но изготовлению опытных образцов бесконтактных двигателей с возбуждением от редкоземельных постоянных магнитов, а также проведены приемо-сдаточные испы тания опытных образцов.
- Критерий оптимизации бесконтактных двигателей с возбуждением от постоянных магнитов.
- Рекомендации по проектированию бесконтактных двигателей с возбуждением от редкоземельных постоянных магнитов, направленные на выбор рациональных соотношений между конструктивными параметрами и обмоточными данными.
- Рассмотрено на секции НТС ООО „МЭЛ“. Протокол № 16 от 10 ноября2011 г.
- Зам. главного конструктора10.Д. Илларионов1. Г р1. УТВЕРЖДАЮ»
- Проректор по учебной работе НОУ ВПО «Международный институтюлогий»
- Волков В.Д. сентября 2010 г.1. АКТ
- О внедрении результатов диссертационной работы в учебный процесс
- Указанные результаты используются при выполнении научно-исследовательских работ по тематике 08−404 «Проблемы создания энергетическогооборудования».
- Заведующий кафедрой электроэнергетики? ЗуА.Н. Низовойподпись, Ф.И.О.) г-«/Г «2010 г.