Многополюсные синхронные электрические машины обращенной конструкции

• Автор: Иванов, Николай Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Состояние разработок в области многополюсных электрических машин обращенной конструкции
1.1. Области применения многополюсных синхронных машин обращенной конструкции
1.2. Классификация синхронных электрических машин обращенной конструкции
1.3. Сравнительный анализ электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов и с электромагнитным возбуждением
Выводы
ГЛАВА 2. АНАЛИТИЧЕСКАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА МНОГОПОЛЮСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ОБРАЩЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ
2.1. Постановка двухмерных задач о распределении магнитных полей
2.2. Аналитические решения задачи расчета двухмерных магнитных полей в активной зоне неявнополюсной синхронной машины обращенной конструкции с постоянными магнитами
2.2.1 Структура решения в воздушном зазоре
2.2.2. Структура решения в области постоянных магнитов
2.3. Основные параметры неявнополюсной синхронной электрической машины обращенной конструкции с постоянными магнитами
2.4. Результаты расчета параметров синхронной машины обращенной конструкции с постоянными магнитами
2.5. Методика расчета синхронной машины обращенной конструкции с постоянными магнитами
Выводы
ГЛАВА 3. Аналитическая методика расчета многополюсных синхронных электрических машин обращенной конструкции с электромагнитным возбуждением
3.1 Постановка задачи расчета двухмерных магнитных полей в синхронной машине обращенной конструкции с электромагнитным возбуждением

3.2 Аналитическое решение задачи расчета двухмерных магнитных полей в активной зоне неявнополюсной синхронной машины обращенной конструкции с электромагнитным возбуждением
3.2.1 Решение о распределении магнитных полей от токов индуктора
3.2.2 Решения о распределении магнитных полей от токов якоря
3.2.3 Суперпозиция двухмерных магнитных полей в активной зоне синхронной машины от токов обмотки возбуждения и обмотки якоря
3.3 Основные параметры неявнополюсной синхронной машины обращенной конструкции с электромагнитным возбуждением
3.4 Результаты расчета параметров синхронной машины с электромагнитным возбуждением
3.5 Сравнительный анализ синхронной машины обращенной конструкции с постоянными магнитами и электромагнитным возбуждением на основе высокотемпературных сверхпроводящих проводов
3.5.1 Машина№
3.5.2 Машина №
3.5.3 Машина №
Выводы
ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И ПАРАМЕТРОВ МНОГОПОЛЮСНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ С Постоянными магнитами И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
4.1. Поверочный расчет и сравнение с существующими машинами
4.1.1. Методика расчета синхронного генератора с постоянными магнитами обращенной конструкции
4.1.2. Высокотемпературный сверхпроводниковый синхронный двигатель с постоянными магнитами мощностью 4 кВт
4.1.3. Выскокотемпературный сверхпроводниковый синхронный двигатель мощностью 200 кВт для электротранспорта
4.1.4. Высокотемпературный сверхпроводниковый синхронный генератор для ветроэнергетической установки мощностью 1 МВт
4.1.5. Синхронный генератор «ВИНДЭК» 1 кВт
4.1.6. Синхронный гиромотор «ГМС-200»
Выводы

Заключение
Список литературы

Рассмотренные особенности обеспечивают следующие преимущества ЭМП с ПМ обращенной конструкции:
- малая масса и высокий КПД позволяют экономить энергию, затрачиваемую на тягу;
- исключаются все недостатки, связанные с редукторным тяговым приводом, а именно использование дополнительного пространства, износ, загрязняющие окружающую среду потери масла, пожароопасность. Последнее обстоятельство имеет особое значение, если охлаждение двигателя на постоянных магнитах реализуется без использования масла;
- возможно простое решение системы электрического тормоза с задаваемым замедлением, поскольку двигатель в генераторном режиме надежно переключается на тормозные резисторы;
- машины с ПМ не нуждаются в возбудителе и, благодаря отсутствию потерь на возбуждение, имеют более высокий КПД [28, 45].
Используемые в синхронных генераторах современные РЗМ материалы, из которых выполняются ПМ, позволяют получать более высокие значения МДС возбуждения по сравнению с классическими машинами с электромагнитным возбуждением. В машинах с ПМ необходимо иметь минимальный воздушный зазор, т.к. мощность машины возрастает с уменьшением зазора [10]. Однако, наряду с преимуществами, машины с ПМ имеют одну важную особенность -сложность регулирования. В ряде случае эта особенность делает невозможным применение таких машин. Электрические машины с электромагнитным возбуждением позволяют решить эту проблему. Низкие по сравнению с машинами с ПМ значения МДС обмоток возбуждения могут быть увеличены с помощью СП токонесущих элементов, а электромагнитный момент синхронных двигателей может быть увеличен благодаря применению СП объемных элементов.
Основные надежды разработчики ВТСП устройств в настоящее время связывают с разработкой ВТСП проводов 2-ого поколения на основе иттриевых