Конспект лекций по курсу “Электрический привод”, страница 68

На рис.11.1.1 изображена схема размещения основных элементов в конструкции ЭМПМ. Конструкция этой машины аналогична конструкции синхронной машины традиционного исполнения. В частности, имеется неподвижный статор с пазами на внутренней цилиндрической поверхности. В этих пазах размещена обмотка статора ОС (обычно трехфазная). Внутри статора размещен вращающийся ротор. На роторе может быть размещена демпферная обмотка ДО. На роторе размещены постоянные магниты с полюсами N и S.

Принцип действия ЭМПМ такой же, как и машин традиционного исполнения, с той разницей, что отсутствует обмотка возбуждения. При анализе таких машин их можно рассматривать во взаимно-перпендикулярных осях d и q. При этом могут быть использованы схемы замещения по указанным осям, изображенные на рис.11.1.2.

Рис.11.1.1 Конструкция двигателя с постоянными магнитами

Рис.11.1.2 Схемы замещения по продольной и поперечной осям машины с постоянными магнитами

В схеме замещения по оси d цепь возбуждения представлена источником тока if, с помощью которого имитируется воздействие на систему постоянных магнитов. Во всех режимах работы ток if постоянный и замыкается через ветвь с индуктивностью намагничивания Lad. Эта ветвь в схеме замещения не содержит активных сопротивлений и энергия источника if равна нулю.

Магнитный поток в зазоре ЭМПМ не является постоянным, он изменяется под действием токов в обмотке статора. Это воздействие менее существенно, чем в машинах традиционного исполнения, так как постоянные магнитны обладают сравнительно малой магнитной проводимостью. По этой же причине индуктивность намагничивания по оси d обычно меньше индуктивности намагничивания по оси q. – по оси d магнитный поток замыкается через магниты, а по оси q он замыкается через железо.

В качестве примера применения ЭМПМ на рис.11.1.3 представлена фотография гребного двигателя Permasyn фирмы Siemens AG. Двигатель выполнен со встроенной аппаратурой управления.

Рис.11.1.3 Гребной двигатель на постоянных магнитах со встроенной аппаратурой управления Permasyn фирмы Siemens AG

На рис.11.1.4 представлена фотография субмарины, в которой использован гребной двигатель Permasyn.

Рис.11.1.4 Субмарина, в которой используется двигатель Permasyn

§ 11.2.  Система электродвижения с двигателем на постоянных магнитах

Стоимость постоянным магнитов сравнительно высока. Поэтому ЭМПМ применяются преимущественно в тех областях техники, в которых наиболее важными являются другие характеристики оборудования, например, экономичность. К таким областям техники можно отнести системы электродвижения судов (СЭД).

В варианте питания СЭД от аккумуляторных батарей перспективно построение систем по схеме, представленной на рис.11.2.1 (подобная система реализована в СЭД Permasyn).

Рис.11.2.1 Многоканальная СЭД с гребным двигателем на постоянных магнитах

СЭД рис.11.2.1 содержит гребной двигатель (ГЭД) на постоянных магнитах с шестью трехфазными обмотками. Обмотки выполнены со взаимным сдвигом по фазе на угол p/18. За счет этого обеспечивается взаимная компенсация высших гармоник в магнитном поле ГЭД и при питании его от транзисторного преобразователя пульсации электромагнитного момента практически отсутствуют.

Электроснабжение ГЭД осуществляется по шести каналам. Каждый из шести каналов обеспечивает питанием одну трехфазную обмотку ГЭД и выполняется по схеме рис.11.2.2.