Синхронний генератор з постійними магнітами на базі серійного асинхронного двигуна
Вантажиться...
Дата
2024
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Робота присвячена теоретичному дослідженню та розрахунку синхронного генератора з постійними магнітами на базі серійного асинхронного двигуна.
Актуальність теми. Генератори з постійними магнітами знаходять широке застосування в сучасних галузях промисловості, техніки, транспорті, автономних енергоустановках та ін. Розробка комплексів та систем на базі електричних машин із постійними магнітами пов’язане із значними матеріально-технічними витратами, які в свою чергу пов’язані з високою вартістю постійних магнітів, вищими, порівняно з традиційними електричними машинами, витратами на виробництво таких машин та необхідністю використання в парі з такими машинами дороговартісних напівпровідникових перетворювачів (перетворювачів частоти, контролерів, логічних схем та ін.).
Розробка генератора на постійних магнітах на базі серійного асинхронного двигуна дозволяє зменшити вартість кінцевого продукту, зменшити час на виготовлення та проєктування таких типів генераторів. Особливо актуальним є використання даних типів синхронних генераторів з постійними магнітами в автономних енергоустановках із приводом від дизель-бензинових двигунів внутрішнього згоряння.
Мета і задачі дослідження. Метою магістерської дисертації є розробка магнітної системи ротор синхронного генератора з постійними магнітами на базі серійного асинхронного двигуна. Для досягнення поставленої мети необхідно розв’язати наступні задачі:
1. Провести літературний пошук за тематикою дослідження – визначити загальний стан проблеми, проаналізувати існуючі технологічні рішення переобладнання та уніфікації серійних асинхронних двигунів;
2. Вибрати тип ротора для генератора з постійними магнітами за результатами літературного пошуку та обґрунтувати прийняте рішення;
3. Провести розрахунок синхронного генератора на постійних магнітах на базі серійного асинхронного двигуна – обґрунтувати габаритні розміри, розміри та форму постійних магнітів, магнітної системи, зубцево-пазової зони;
4. Розробити двовимірні креслення конструкції генератора на постійних магнітах на базі серійного асинхронного двигуна;
5. Розробити двовимірнa чисельнa коло-польовa математичну модель досліджуваного генератора;
6. Провести аналіз електромагнітного поля та характеристик досліджуваного генератора;
7. Провести оцінку зміни форми полюсних наконечників ротора на форму кривої індукованої ЕРС;
8. Розробка СТАРТАП-проекту за темою роботи.
Об'єктом дослідження є трифазний синхронний генератор на постійних магнітах на базі серійного асинхронного двигуна серії 4А.
Предметом дослідження є параметри та характеристики синхронного генератора на постійних магнітах.
Методи дослідження - методи класичного розрахунку електричних машин загальнопромислового призначення, загальна теорія електричних машин та машин із постійними магнітами, методи пошуку, аналітичні методи дослідження параметрів та характеристик, чисельні методи розрахунку електромагнітного поля та електричних ланцюгів. Для математичного моделювання використовується програмне середовище для математичного моделювання Comsol Multiphysics, а для 2D моделювання і візуалізації була застосована система автоматизованого проектування AutoCad.
Наукова новизна отриманих в роботі результатів полягає в наступному:
− Розробці двовимірної чисельної коло-польової математичної моделі генератора з постійними магнітами на базі серійного асинхронного двигуна;
− Дослідженню впливу форми полюсних наконечників магнітної системи ротора на форму кривої індукованої в обмотці якоря ЕРС.
Практична цінність роботи полягає в:
− Розробці стартап-проєкту, в якому розглядається можливість виготовлення генераторів на постійних магнітах на базі статорів серійних асинхронних двигунів для встановлення їх у складі автономних дизель-бензинових енергетичних установках;
− Проведенні оцінки можливості та економічної доцільності переобладнання серійних асинхронних двигунів на генератори з постійними магнітами.
Опис
Ключові слова
Генератори з постійними магнітами, Generators with permanent magnets, ротор синхронного генератора з постійними магнітами, rotor of a synchronous generator with permanent magnets, розрахунок синхронного генератора на постійних магнітах, calculation of a synchronous generator on permanent magnets, двовимірнa чисельнa коло-польовa математичну модель досліджуваного генератора, two-dimensional numerical circle-field mathematical model of the generator under study, аналіз електромагнітного поля та характеристик досліджуваного генератора, analysis of the electromagnetic field and characteristics of the generator under study
Бібліографічний опис
Паюк, А. І. Синхронний генератор з постійними магнітами на базі серійного асинхронного двигуна : магістерська дис. : 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / Паюк Анна Ігорівна. – Київ, 2024. – 117 с.