МОДЕЛЬ РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РЕДУКТОРА С ТРЁХФАЗНОЙ ОБМОТКОЙ СТАТОРА В ПРОСТРАНСТВЕ СОСТОЯНИЙ

А.А. Афанасьев, В.С. Генин, В.А. Ваткин, Н.Н. Иванова

DOI: 10.47026/1810-1909-2021-1-5-18

Ключевые слова

магнитный редуктор, статор с трёхфазной обмоткой, преобразователь частоты, ротор-мультипликатор, ротор с постоянными магнитами, уравнения состояния.

Аннотация

Магнитный редуктор с трёхфазной обмоткой статора, питаемой от статического преобразователя частоты синусоидальным током, который находится в фазе или в противофазе с ЭДС холостого хода обмотки, будет иметь в этом режиме максимальные значения электромагнитных моментов валов, пропорциональные току статора. У такого редуктора будет отсутствовать «опрокидывание» роторов до тех пор, пока преобразователь частоты при росте нагрузки способен наращивать свой ток.

Электромагнитные моменты роторов магнитного редуктора являются следствием наличия электромагнитного момента статора. Электромагнитные моменты роторов жёстко связаны с электромагнитным моментом статора через постоянные коэффициенты.

Представлена математическая модель регулируемого магнитного редуктора с трёхфазной обмоткой статора, а также результаты моделирования динамической системы. Предложена структура системы стабилизации скорости выходного вала, например, ветрогенератора. Проиллюстрировано внедрение основных результатов исследования.

Литература

1. Афанасьев А.А. Аналитические и численные методы решения задач электромеханики на основе комплексного магнитного потенциала. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2017. 430 с.
2. Афанасьев А.А. Электромагнитные моменты магнитного редуктора // Электричество. 2019. № 2. С. 54–59.
3. Афанасьев А.А., Генин В.С. Математическая модель регулируемого электромагнитного редуктора с трёхфазной обмоткой статора // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: материалы ХII Всерос. науч.- техн. конф. (ИТЭЭ-2020). Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2020. С. 9–11.
4. Афанасьев А.А., Генин В.С., Исломов И.И., Калинин А.Г., Токмаков Д.А. Регулируемый магнитный редуктор // Электротехника. 2017. № 7. С. 55–59.
5. Афанасьев А.А., Дмитренко А.М., Ефимов В.В. Магнитная проводимость модулятора магнитного редуктора // Электротехника. 2017. № 7. С. 11–14.
6. Беспалов В.Я., Котеленец Н.Ф. Электрические машины. М.: ИЦ «Академия», 2006. 320 с.
7. Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока. Л.: Энергия, 1980. 256 с.
8. Дергачёв П.А., Курбатов П.А., Молоканов О.Н. Магнитный мультипликатор с регулируемым передаточным отношением для ветровых и малых гидравлических электростанций // Электротехника. 2013. № 4. С. 33.
9. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах. М.: Высш. шк., 1989. 312 с.
10. Jiabin Wang, Kais Atallah, Carvley S.D. A Magnetic Continuously Variable Transmission Device. IEEE Transactions on magnetic, 2011, vol. 47, no. 10, pp. 2815–2818.
11. Jian Linni, Chau K.T., Yu Gong a.o. Comparison of Coaxial Magnetic Gears With Different Topologies. IEEE Transactions on magnetic, 2009, vol. 45, no. 10, pp. 4526–4529.
12. Oka M., Todaka T., Enokizono M. Study on Force–Transmissibility of a Magnetic Gear by Using 3-D Boundary Element Analysis. Material Science Forum, 2014, vol. 792, p. 221.

Сведения об авторах

Афанасьев Александр Александрович – доктор технических наук, профессор кафедры автоматики и управления в технических системах, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (afan39@mail.ru).

Генин Валерий Семёнович – доктор технических наук, профессор кафедры автоматики и управления в технических системах, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (v.s.genin@mail.ru).

Ваткин Владимир Александрович – кандидат технических наук, главный конструктор по электрическим машинам, АО «ЧЭАЗ», Россия, Чебоксары (vatkinv@ya.ru).

Иванова Надежда Николаевна – кандидат технических наук, доцент кафедры математического и аппаратного обеспечение информационных систем, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (niva_mail@mail.ru).

Формат цитирования

Афанасьев А.А., Генин В.С., Ваткин В.А., Иванова Н.Н. Модель регулируемого электромагнитного редуктора с трёхфазной обмоткой статора в пространстве состояний // Вестник Чувашского университета. – 2021. – № 1. – С. 5–18. DOI: 10.47026/1810-1909-2021-1-5-18.

Загрузить полный текст статьи