ИССЛЕДОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ СПЕЦИАЛЬНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ
Ключевые слова:
бесконтактный электродвигатель, обмотка, стреловидная, ромбовидная, привод манипулятора, магнитная системаАннотация
Рассматриваются различные типы магнитных систем на основе ромбовидной и стреловидной обмоток. Габариты электрической машины в значительной степени зависят от параметров обмотки и технологии её формирования, что требует обеспечения всестороннего анализа еще на начальном этапе проектирования. С точки зрения общей концепции минимизации массогабаритных показателей можно отметить ряд технических решений, позволяющих снизить аксиальные размеры электродвигателя, обмотка которого построена по технологии беспазовых многосекционных катушек. Наиболее яркими примерами таких решений являются рассматриваемые обмотки, однако данный технический облик магнитной системы исключает возможность разделения обмотки на активную и лобовые части ввиду того, что все указанные части формируют МДС. С целью определения эффективности обмоток проводится анализ методом конечных элементов на основе пространственных трехмерных моделей. Для обеспечения единства измерений принята общая для всех рассматриваемых моделей базовая конструкция электродвигателя на основе индуктора с постоянным магнитом при конструктивной вариативности обмоток. Оценка качества преобразования энергии проводилась с точки зрения моделирования системы в генераторном режиме по критерию действующего значения ЭДС, а также полученной кривой - в части пульсаций. Представленные технические решения нашли применение при создании исполнительных механизмов различного рода манипуляционных многокоординатных систем обеспечения движения.
Библиографические ссылки
Кенио, Т. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами / Т. Кенио, С. Нагамори; переведено с английского. – Москва: Энергоатомиздат, 1989. – 184 с. – Текст: непосредственный. / Kenio, T. DC motors with permanent magnets / T. Kenio, S. Nagamori; translated from English. – Moscow: Energoatomizdat, 1989. – 184 p. – Text: immediate.
Parker, R.J. Rare-earth permanent magnets and energy conversion processes / R.J. Parker. – Text: immediate // Proceeding National Aerospace and Electrical Conference. – NAECON 1977, Dayton1977, New York, 1977. – Р. 1089–1093.
Reiquam, Е.Т. Electrical Power System for new technology transport power – by wire airplane / E.T. Reiquam. – Text: immediate // Proceeding IEEE National Aerospace and Electronical Conference – NAECON 1979, Dayton1979. – 1979. – Vol. 1. – P. 254–261.
Иванов-Смоленский, А.В. Электрические машины: учебник для вузов / А.В. Иванов-Смоленский. – Москва: МЭИ, 2006. – 627 с. – Текст: непосредственный. / Ivanov-Smolensky, A.V. Electric machines: textbook for universities / A.V. Ivanov-Smolensky. – Moscow: MEI, 2006. – 627 p. – Text: immediate.
Armature winding for rotary electrical machines: US Grant US 3,360,668 A; filed 24.02.1965 ser.№ 434,970; US Claims. (Cl. 310/195); patented 26.12.1967 / Fritz Faulhaber
Осьмаков, А.А. Технология и оборудование производства электрических машин: учебник для техникумов / А.А. Осьмаков. – Москва: Высшая школа, 1971. – 344 с. – Текст: непосредственный. / Osmakov, A.A. Technology and equipment for the production of electric machines: a textbook for technical schools / A.A. Osmakov. – Moscow: Higher School, 1971. – 344 p. – Text: immediate.
O’Neill, J.J. A hidden advantage of permanent magnet electrical generating systems / J.J. O’Neill. – Text: immediate // Proceeding 16-th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, Atlanta. – 1981. – Vol. 1. – P. 136–139.
Балагуров, В.А. Электрические генераторы с постоянными магнитами / В.А. Балагуров, Ф.Ф. Галтеев. – Москва: Энергоатомиздат, 1988. – 280 с. – Текст: непосредственный. / Balagurov, V.A. Electric generators with permanent magnets / V.A. Balagurov, F.F. Galteev. – Moscow: Energoatomizdat, 1988. – 280 p. – Text: immediate.
ГОСТ 21427.2-83 Сталь электротехническая холоднокатаная изотропная. Технические условия. – Москва, 1984. – 18 с. – Текст: непосредственный. / GOST 21427.2-83 electrotechnical cold-rolled isotropic steel. Technical conditions. – Moscow, 1984. – 18 p. – Text: immediate.
Агапов, А.А. Сравнительный анализ бесконтактных микродвигателей постоянного тока с редкоземельными магнитами на основе сплавов самарий-кобальт и неодим-железо-бор / А.А. Агапов. – Текст: непосредственный // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве. – 2017. – Т. 2. – С. 9–12. / Agapov, A.A. Comparative analysis of contactless DC micro-motors with rare-earth magnets based on samarium-cobalt and neodymium-iron-boron alloys / A.A. Agapov. – Text: immediate // New technologies in scientific research, design, management, production. – 2017. – Vol. 2. – P. 9–12.
Патент № 172408 Российская Федерация, МПК H02K 29/06(2006.01), H02K 1/06(2006.01), H02K 3/04(2006.01). Бесконтактный электродвигатель постоянного тока: № 2016145784: заявл. 22.11.2016: опубл. 07.07.2017: Бюл. № 19 / А.А. Агапов, В.И. Богушев, А.И. Борисова, В.С. Ильтяков. – 5 с. : ил. – Текст: непосредственный. / Patent No. 172408 Russian Federation, IPC H02K 29/06(2006.01), H02K 1/06(2006.01), H02K 3/04(2006.01). Contactless DC electric motor: № 2016145784: application 22.11.2016: publ. 07.07.2017: Bul. № 19 / A.A. Agapov, V.I. Bogushev, A.I. Borisova, V.S. Iltyakov. – 5 p. : ill. – Text: immediate.
Зинкевич, О. Метод конечных элементов в технике / О. Зинкевич; переведено с английского. – Москва: Мир, 1975. – 115 с. – Текст: непосредственный. / Zenkevich, O. The finite element method in engineering / O. Zinkevich; translated from English. – Moscow: Mir, 1975. – 115 p. – Text: immediate.
Chari, M.V. Analysis of turboalternaton magnetic field by finite element / M.V. Chari, P. Silvester. – Text: immediate // IEEE Trans. PAS. – 1971. – Vol. 90, № 2. – Р. 970–976.
Wilson, E.L. Application of the Finite Element Method to Heat Conduction Analysis / E.L. Wilson, R.E. Nickell. – Text: immediate // Nuclear Engineering and Design. – 1966. – № 4. – Р. 276–286.
Сильвестр, П. Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров-электриков / П. Сильвестр, Р. Феррари; переведено с английского. – Москва: Мир, 1986. – 229 с. – Текст: непосредственный. / Sylvester, P. The finite element method for radio engineers and electrical engineers / P. Sylvester, R. Ferrari; translated from English. – Moscow: Mir, 1986. – 229 p. – Text: immediate.
Копылов, И.П. Развитие методов и средств макромоделирования электрических машин / И.П Копылов, Т.Т. Амбарцумова. – Текст: непосредственный // Электротехника. – 2007. – № 9. – С. 19–24. / Kopylov, I.P. Development of methods and means of macromodeling of electric machines / I.P. Kopylov, T.T. Ambartsu-mova. – Text: immediate // Electrical engineering. – 2007. – № 9. – P. 19–24.
Hollow-cylindrical coreless winding: US Patent: US 9,509,187 B2 filed Feb. 27, 2013 Appl. No.: 13/779,219; US Claims. (Cl. 310,156.08, 310,208) patented Nov. 29, 2016 Franz-Xaver Fölmli, Oberdorf (CH): Jens Schulze, Giswil (CH); Raniero Pittini, Hergiswil (CH).
