WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Порядок проведения экспериментальных работ включал в себя несколько основных этапов: подготовку экспериментального стенда и автоматизированной системы измерения к работе, охлаждение экспериментального ВТСП электродвигателя до температуры жидкого азота и технологический запуск на холостом ходу, запуск ВТСП электродвигателя под нагрузкой, регистрацию и первичную обработку экспериментальных данных в реальном масштабе времени.

а) б) Рисунок 8. Макетный образец экспериментального ВТСП двигателя:

а – ротор без обоймы, б - статор Для оценки влияния ВТСП элементов на параметры электродвигателя были проведены две серии испытаний: с ВТСП пластинами и без них (рис. 9). В последнем случае, ВТСП блоки были заменены текстолитовыми вставками.

Без ВТСП С ВТСП U = 110 В, n = 3000 мин-а) б) U = 147 В, n = 4500 мин-в) г) U = 220 В, n = 6000 мин-д) е) Рисунок 9. Экспериментальные выходные характеристики электродвигателя с радиальнотангенциальными ПМ в роторе.

Из графиков видно, что с ростом питающего напряжения происходит повышение выходной мощности и КПД. КПД машины при номинальном режиме работы достигает 99% и остается стабильным при возрастании нагрузки до значения, соответствующему опрокидывающему моменту.

Видно, что при наличии ВТСП пластин в составе ротора, максимальная мощность электродвигателя возросла приблизительно на 20 %. Коэффициент мощности (cos ), независимо от режима работы ВТСП двигателя, приближается к единице.

Анализируя представленные характеристики ВТСП электродвигателя с радиально-тангенциальными ПМ можно сделать вывод о том, что он сохраняет высокие показатели эффективности при различных значениях входных параметров (U, f) и может успешно эксплуатироваться в режимах работы, отличных от номинального.

На рис 10 показано сравнение результатов экспериментальных данных с теоретическими расчетами для синхронных ВТСП двигателей с радиальнотангенциальными и радиальными ПМ. Видно, что и в том, и в другом случае результаты практически совпадают. На основании этого можно сделать вывод о том, что разработанная теоретическая модель и проверочный численный расчет достаточно точно учитывают свойства и параметры ВСТП двигателя.

Рисунок 10. Сравнение экспериментальных данных с теоретическими расчетами для синхронных ВТСП двигателей с радиально-тангенциальными ПМ в роторе.

На базе теоретических и экспериментальных исследований ВТСП двигателей с ПМ в диссертационной работе сформулированы рекомендации по использованию этих электрических машин в качестве приводов криогенных насосов и высокодинамичных приводов испытательных стендов для автомобильной промышленности.

Основные выводы и результаты 1. Предложены новые схемы синхронных электродвигателей на основе ВТСП элементов и постоянных магнитов радиально-тангенциального намагничивания, обладающие высокими массоэнергетическими показателями.

2. Разработанные аналитические методики расчета двухмерных магнитных полей и выходных параметров синхронных ВТСП двигателей с радиальнотангенциальными магнитами позволяют проводить сравнительный анализ параметров СД с радиально-тангенциальными и радиальными ПМ с учетом физических свойств ВТСП элементов и постоянных магнитов.

3. Использование в составе ротора оболочек композитных ВТСП листовых материалов с тонкопленочными слоями из иттриевых керамик позволяет существенно (в 2-2,5 раза) повысить выходную мощность СД по сравнению с синхронными электродвигателями аналогичной конструкции (без ВТСП плёнок) при тех же режимах охлаждения машины на уровне температур жидкого азота.

4. Результаты численных расчетов показали, что использование вставок из массивных ВТСП элементов в конструкции роторов шестиполюсных синхронных электродвигателей с радиально-тангенциальными ПМ позволяет при одинаковых режимах охлаждения увеличить их мощность до 25%.

5. Разработаны теоретические методы численного расчета двухмерных магнитных полей и параметров шестиполюсных синхронных электродвигателей с радиально-тангенциальными и радиальными ПМ с массивными и тонкопленочными ВТСП элементами на роторе, позволяющие проводить сравнительный анализ энергетических параметров различных конструктивных схем таких двигателей.

6. Разработана конструкция, спроектирована, изготовлена и испытана на стенде кафедры 310 МАИ экспериментальная модель шестиполюсного синхронного ВТСП электродвигателя с радиально-тангенциальными ПМ в роторе и вставками из массивных ВТСП элементов (D x L = 86 x 82 мм) мощностью ~15 кВт.

7. Экспериментальные исследования шестиполюсных синхронных ВТСП электродвигателей показали, что они устойчиво работают в среде жидкого азота, обеспечивая высокие удельные массоэнергетические показатели.

8. Полученные экспериментальные характеристики синхронных ВТСП электродвигателей хорошо согласуются с теоретическими данными, что позволяет рекомендовать их для проектных расчетов высокоэффективных ВТСП приводов.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Ковалев Л.К., Кавун Ю.Ю., Д.С. Дежин. Синхронные электродвигатели с радиально-тангенциальными магнитами // Электричество №11/ 2007;

2. Л.К. Ковалев, Ю.Ю. Кавун, Д.В. Голованов. Предельные характеристики синхронных машин с постоянными магнитами и высокотемпературными сверхпроводниковыми элементами в роторе // Электричество №12/ 2008;

3. Л.К. Ковалев, К.Л. Ковалев Ю.Ю. Кавун, В.А. Альтов, В.Т. Пенкин, Д.В. Голованов. Предельные характеристики синхронных двигателей с постоянными магнитами и ВСТП-элементами в роторе // Известия Академии электротехнических наук РФ №1/ 2009.

4. Ю.Ю. Кавун, Л.К. Ковалев. Новые типы синхронных электрических машин с постоянными магнитами // Проектирование и изготовление аэрокосмических аппаратов / Под ред. проф. Ю.Ю. Комарова. – М. Изд-во МАИ, 2006.

5. Ковалев Л.К., Кавун Ю.Ю. Предельные характеристики синхронных машин с постоянными магнитами и высокотемпературными сверхпроводниками в роторе // Современные технологии в задачах управления автоматики и обработки информации: Труды XVII Международного научно-технического семинара. Алушта, сентябрь 2008 г. – СПб.: ГУАП, 2008.

6. Ю. Ю. Кавун, Д. В. Голованов. Предельные характеристики синхронных машин с радиальными, тангенциальными и радиально-тангенциальными постоянными магнитами и высокотемпературными сверхпроводниками в роторе // 7-я международная конференция "Авиация и космонавтика 2008”, Москва, 2008.

7. Ю. Ю. Кавун, Д. В. Голованов. Предельные характеристики синхронных машин с радиальными, тангенциальными и радиально-тангенциальными постоянными магнитами и высокотемпературными сверхпроводниками в роторе // Информационные технологии в авиационной и космической технике – 2008, Москва, 8. Ковалев Л.К., Кавун Ю.Ю. Синхронные электродвигатели с радиальнотангенциальными постоянными магнитами // 6-я международная конференция "Авиация и космонавтика 2007”, Москва, 2007.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»