Синхронний генератор з постійними магнітами на базі серійного асинхронного двигуна

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorКотлярова, Вікторія Володимирівна
dc.contributor.authorПаюк, Анна Ігорівна
dc.date.accessioned2024-02-27T08:06:43Z
dc.date.available2024-02-27T08:06:43Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractРобота 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.
dc.description.abstractotherThe work is devoted to the theoretical study and calculation of a permanent magnet synchronous generator based on a serial induction motor. Relevance of the topic. Permanent magnet generators are widely used in modern industries, engineering, transportation, autonomous power plants, etc. The development of complexes and systems based on permanent magnet electric machines is associated with significant material and technical costs, which in turn are associated with the high cost of permanent magnets, higher production costs of such machines compared to traditional electric machines, and the need to use expensive semiconductor converters (frequency converters, controllers, logic circuits, etc.) in conjunction with such machines. The development of a permanent magnet generator based on a serial induction motor reduces the cost of the final product, reduces the time for manufacturing and designing these types of generators. The use of these types of permanent magnet synchronous generators in autonomous power plants driven by diesel and gasoline internal combustion engines is especially relevant. Purpose and objectives of the study. The purpose of the master's thesis is to develop a magnetic rotor system of a permanent magnet synchronous generator based on a serial induction motor. To achieve this goal, it is necessary to solve the following tasks: 1. Conduct a literature search on the research topic - determine the general state of the problem, analyze existing technological solutions for the conversion and unification of serial induction motors; 2. Select the type of rotor for a permanent magnet generator based on the results of the literature search and justify the decision; 3. To calculate a permanent magnet synchronous generator based on a serial induction motor - to justify the dimensions, size and shape of permanent magnets, magnetic system, tooth and groove zone; 4. To develop two-dimensional drawings of the permanent magnet generator design based on a serial induction motor; 5. To develop a two-dimensional numerical circular field mathematical model of the generator under study; 6. Analyze the electromagnetic field and characteristics of the generator under study; 7. Evaluate the change in the shape of the rotor pole tips on the shape of the induced EMF curve; 8. Develop a STARTUP project on the topic of work. The object of study: is a three-phase permanent magnet synchronous generator based on a 4A series induction motor. The subject of research: is the parameters and characteristics of a permanent magnet synchronous generator. Research methods: methods of classical calculation of electrical machines for general industrial purposes, general theory of electrical machines and machines with permanent magnets, search methods, analytical methods for studying parameters and characteristics, numerical methods for calculating the electromagnetic field and electrical circuits. For mathematical modeling, the Comsol Multiphysics software environment is used, and for 2D modeling and visualization, the AutoCad computer-aided design system was used. The scientific novelty of the results obtained in this work is as follows: - Development of a two-dimensional numerical circular-field mathematical model of a permanent magnet generator based on a serial induction motor; - Investigation of the influence of the shape of the rotor magnetic system pole tips on the shape of the EMF curve induced in the armature winding. The practical value of the work is as follows: - Development of a startup project that considers the possibility of manufacturing permanent magnet generators based on the stators of serial induction motors for installation as part of autonomous diesel-gasoline power plants; - Assessing the possibility and economic feasibility of converting serial induction motors to permanent magnet generators.
dc.format.extent117 с.
dc.identifier.citationПаюк, 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.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/64991
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectГенератори з постійними магнітами
dc.subjectGenerators with permanent magnets
dc.subjectротор синхронного генератора з постійними магнітами
dc.subjectrotor of a synchronous generator with permanent magnets
dc.subjectрозрахунок синхронного генератора на постійних магнітах
dc.subjectcalculation of a synchronous generator on permanent magnets
dc.subjectдвовимірнa чисельнa коло-польовa математичну модель досліджуваного генератора
dc.subjecttwo-dimensional numerical circle-field mathematical model of the generator under study
dc.subjectаналіз електромагнітного поля та характеристик досліджуваного генератора
dc.subjectanalysis of the electromagnetic field and characteristics of the generator under study
dc.subject.udc621.313
dc.titleСинхронний генератор з постійними магнітами на базі серійного асинхронного двигуна
dc.title.alternativeSynchronous generator with permanent magnets based on a serial asynchronous motor
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Pauk_magistr.pdf
Розмір:
6.83 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ЕМ)
Магістерські роботи