- устойчивость магнитов к размагничивающему действию внешних
- высокая температурная стабильность
- низкое значение магнитной проницаемости, приближающейся к магнитной проницаемости воздуха.
Применение магнитов с высокой энергией дает возможность уменьшить объем магнитов, размеры вращающейся части – индуктора, что обеспечивает снижение момента инерции и повышение быстродействия электрической машины.
Высококоэрцитивные магниты можно подразделить на две группы:
- магниты на основе самарий - кобальта (Sm-Co)
- магнитотвердые материалы на основе неодима железа и бора. «+» низкая стоимость, высокая магнитная энергия; «-« термонеустойчив, поглощает водород из воздуха (опасно)
Конструкция магнитных систем ВДПТ.
Характеристики ВДПТ зависят не только от свойств магнитотвердых материалов, но и от конструкции магнитной системы. Классическими конструкциями магнитных систем являются конструкции с радиальным направлением потока и тангенциальным направлением потока. Для регулируемого электропривода, с точки зрения обеспечения динамических и массо-энергетических показателей, используется сборная конструкция типа «звездочка» в виде насаженного на вал магнитомягкого магнитопровода, по наружной поверхности которого расположены постоянные магниты, намагниченные радиально
Особого внимания для использования в ВДПТ заслуживают оптимизированные
магнитные системы, позволяющие получить максимальное значение магнитного потока
с единицы объема магнита, увеличить индукцию в воздушном зазоре, сохранив
высокие энергетические показатели, увеличив удельный момент машины. Такой ротор
получил название РОМС – ротор оптимизированный мозаичный сборный. Полюс РОМС
состоит из магнитных сегментов, намагниченных в соответствии с направлением магнитного
потока, и не содержит магнитомягких участков. Конструирование такой магнитной
системы требует выполнения оптимизационных расчетов методом конечных элементов
с использованием программных средств.
Лекция 3.
Конструкция роторов. Конструкция статоров. Конструкция ДПР. Ротор торцевой электрической машины.
Весьма перспективным представляется применение редкоземельных постоянных магнитов в торцевой электрической машине.
На валу 1 машины установлены два диска 2 из магнитомягкой стали, которая имеет хорошую магнитную проводимость (малое магнитное сопротивление). К дискам 2 крепятся сегментные постоянные магниты 3, на которые надета оболочка (бандаж) 4, из высокопрочного немагнитного материала. Между роторами располагается дисковая обмотка.
Постоянные магниты намагничены в аксиальном направлении и установлены на магнитопроводе таким образом, что на торцевых поверхностях роторов, обращенных к обмотке, образуется ряд полюсов чередующейся полярности. Постоянные магниты роторов включены последовательно, т.е. напротив северного полюса N левого ротора располагается южный полюс S правого ротора. Магнитный поток, выходя из северного полюса левого ротора проходит через воздушный зазор, в котором расположена обмотка, попадает на южный полюс правого ротора. Далее магнитный поток проходит через магнитопровод правого ротора, диск 2, и уходит на смежные магниты. Из северных полюсов смежных магнитов магнитный поток выходит и пройдя воздушный зазор в обратном направлении попадает на южные полюсы левого ротора. Пройдя через магнитную цепь диска 2 левого ротора, проходит на южные полюсы смежных магнитов и таким образом получается замкнутая цепь.
Достоинства торцевых электрических машин:
- возможность выполнения ротора большого диаметра.
- бандаж магнитов находится вне рабочего зазора и может быть выполнен сколь угодно толстым.
- высокий КПД.
- отсутствие осевых сил, действующих на подшипники
- отсутствие стальных участков магнитной цепи на статоре, и как следствие, малая индуктивность обмотки и высокая жесткость внешней характеристики.
- возможность применения сегментных или призматических магнитов, имеющих высокое значение вектора намагниченности.
Недостатки:
- высокие аэродинамические потери из-за малого отношения длины ротора.
- сложность сборки ротора
- сложность укладки обмотки в пространство между двумя роторами.
- трудности с обеспечение механической прочности обмотки.
Конструкции статоров
В ВДПТ:
1)пазовые статоры
2) беспазовые статоры
3) безстаторные
Анализ требований к электрическим машинам с учетом особенностей характеристик редкоземельных постоянных магнитов (высокое значение коэрцитивных сил по индукции и намагниченности, низкое значение магнитной проницаемости) показал что во многих случаях наилучшие массогабаритные показатели, а также удовлетворительные выходные параметры машин с высококоэрцитивными магнитами удается получить при использовании безпазовых статоров.
Основным видом обмоток, используемых в беспазовой электрической машине является трехфазная двухслойная обмотка которая широко применяется в пазовых машинах. Такая обмотка позволяет выполнять обмотку с любым шагом, имеет простую форму лобовых частей, одинаковые размеры всех катушек.
Распространенная в настоящее время технология изготовления двухслойной беспазовой обмотки приводит к необходимости разбивать обмотку на секции, каждой из которых соответствует некий фиктивный паз в зазоре беспазового статора.
Схемы соединения двухслойной обмотки при пазовом и беспазовом статорах идентичны.
Полюсное деление под пазом: т=z/2p=18/2*2=4.5;
Коэффициент укорочения обмотки: в=у/т=4/4,5;
Число пазов на полюс фазу: q=z/2pm=18/2*3*2=1.5;
Z - число пазов катушки обмотки; m – число фаз; у- шаг обмотки по пазам; р – число пар полюсов.
Технология изготовления обмотки может быть различной. Рассмотрим некоторые из них:
1) обмотка мотается на фторопластовой оправке
2) В беспазовый статор, шихтованный из колец вставляются листы их немагнитного материала с пазами, в которые закладывается обмотка. В пазы закладывают клинья. Межобмоточное пространство заполняют компаундом.
3)
Можно делать каркас на
который накладывается обмотка.
Датчик положения ротора.
1) Индуктивный ДПР – основан на изменении магнитной проводимости под действием магнитного поля.
Принцип действия:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.