Проектирование синхронной машины с постоянными магнитами, страница 10

Характеристика 1 –характеристика размагничивания магнита, 2 – характеристика холостого хода , 3 – зависимость потока рассеяния от намагничивающей силы  , 4 – зависимость магнитного потока, обеспеченного постоянным магнитом разность характеристик 1 и 3, 5- зависимость 2, смещенная на величину .

Намагничивающая сила действия реакции якоря, А

Размагничивающая составляющая реакции якоря по продольной оси, А

,

где  - коэффициент приведения реакции якоря по продольной оси.

По графикам определяем рабочую точку

Определение действительной ЭДС, соответствующей рабочей точке, Вб

 Параметры схемы замещения при нагрузке

Активная составляющая сопротивления нагрузки при нагрузки в номинальном режиме, Ом

Индуктивная составляющая сопротивления нагрузки в номинальном режиме, Ом

Требуемая ЭДС холостого хода, В

,

где

       

       

Проверка:  Должно отличаться не более 2,5%.

Масса активных материалов

Масса меди обмотки статора, кг

Масса ярма статора, кг

Масса зубцов статора, кг

Масса магнитов, кг

где - удельная плотность материала магнита

Масса обода (ярма) ротора, кг

Потери и коэффициент полезного действия

Электрические потери в обмотке статора, кВт

Магнитные потери в зубцах статора, кВт

,

где  - удельные потери для марки стали 2411 при  В=1 Тл и f=50.

Магнитные потери в ярме сердечника статора, кВт

Добавочные потери при нагрузке, кВт

Потери в подшипниках, кВт

,

где  - масса ротора, кг.

 Потери на трение вращающихся частей о воздух, кВт

Механические потери, кВт

Полные потери в электрической машине, кВт

Коэффициент полезного действия, о.е.

2  Стартер-генератор(СГУ) и его конструктивные особенности

СГУ – это специальная электрическая машина, которая использует основной принцип электромеханики - обратимость электрической машины. Иначе говоря, данная машина может работать в двух режимах: двигатель и генератор.  СГУ проектировался изначально для автомобильной промышленности, но, на мой взгляд, его экономическая рентабельность лежит далеко за пределами одной узкоспециализированной области промышленного производства. Подобные разработки, конечно же, велись, и выдуться за границей, и дабы не отставать от мирового прогресса на кафедре Электромеханики НГТУ был создан такой вид машин. Опытный образец представлен на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1.- Стартер-генератор кафедры Электромеханики.

В двигательном режиме работы это устройство работает, как стартер и должно запускать двигатель внутреннего сгорания в работу, в генераторном же режиме работы устройство снабжает системы автомобиля электрической энергией. Мощность СГУ составляет 4,5 кВт, что является достаточным для малогаритного автомобиля, как «Калина» и «Приора», разработки АвтоВаза.

       Как видно из рисунка стартер-генератор имеет массивный ротор, что позволяет убрать маховик с коленчатого вала автомобиля, экономя место для самого стартер-генератора. Его ширина не превышает 35 мм, и он устанавливается между двигателем и корзиной сцепления. Крепление происходит за счет шпилек. На внутренней поверхности ротора расположены постоянные магниты, которые создают основной магнитный поток в электрической машине рисунок 2.2. Магниты приклеиваются к внутренней поверхности ротора, а между ними заливается изоляционный материал.

Рисунок 2.2.- Расположение магнитов на роторе.

  Ротор вращается вокруг статора, жестко прикрепленного к двигателю внутреннего сгорания. В СГУ применены  высококоэрцитивные магниты на основе редкоземельных элементов (NdFeCо (неодим- железо-кобальт)) с высокой намагниченностью в 963 кА/м, что позволяет развивать данной машине большой пусковой (150 Н·м) и номинальный (55 Н·м) моменты. Также в СГУ применена обмотка с большим числом параллельных ветвей, что позволяет уменьшить вылет лобовых частей машины и, следовательно, уменьшить ее ширину. 

2.1  Принцип работы

СГУ - это обращенная синхронная машина с возбуждением от постоянных магнитов на роторе. Принцип ее работы не отличается от принципа действия обычной синхронной машины, так как в основу положены одни и те же законы электромеханики.