Online Electric

В статье приведен структурный метод повышения коэффициента электромагнитной редукции в вентильный реактивный электродвигатель (ВРД). И в статье тоже приведен сравнение величины момента в ВРД с повышенным значением электромагнитной редукции и ВРД обычного исполнения.

Ключевые слова: вентильный реактивный электродвигатель, электромагнитная редукция.

Реактивно - вентильные электродвигатели могут выполняться с повышенным значением электромагнитной редукции. На основных зубцах стато­ра нарезают дополнительные мелкие зубцы. Основные зубцы статора в этом случае уместнее называть полюсами. Число полюсов статора определяется выражением: Z₁=2km. Соотношение между полюсами статора Z₁ мелкими зубцами на статоре s, числом фаз обмотки статора m и числом зубцов ротора Z₂:

где m - число фаз обмотки статора;

k = 1, 2, 3,... - вспомогательный параметр, принимающий значения из натурального ряда чисел;

q - число зубцов статора, катушки которых образуют одну фазу;

Шаг ВИРД с повышенным значением электромагнитной редукцией:

Возможное число дополнительных, мелких зубцов на полюсе ротора зависит от диаметра расточки статора. При этом форма полюса имеет явно выраженный башмак, геометрические размеры которого определяются индукцией насыщения материала магнитопровод статора. Минимизация геометрических размеров полюсного башмака необходима для расширения сечения паза статора. Ширина мелкого зубца статора выбирается равной: b_zc=0,4τ_p.Высота зубцов статора и ротора составляет h_zs≈h_zp≥b_zp.

Ширина зубца ротора равна половине полюсного деления ротора:

где D_p - внешний диаметр ротора;

Момент ВРД при постоянстве МДС катушечной обмотки:

Производную проводимости воздушного зазора по углу поворота ротора заменим вычислением приращения:

Магнитные проводимости воздушного зазора соответственно по продольной и поперечной осям ВРД с повышенным значением электромагнитной редукции определяются выражениями:

Магнитная проводимость по поперечной оси в ВРД с повышенным значением электромагнитной редукции отличается содержанием знаменателя по сравнению с традиционными реактивными двигателями. Расстояние между вершинами зубцов ротора и статора в положении q значительно меньше высоты зубца ротора, поэтому эквивалентный путь для замыкания магнитного потока проходит между вершинами зубцов. Если пренебречь проводимостью по оси q (сильное допущение в этом случае), то получим изменение проводимости на половине полюсного деления ротора:

Если сравнить величину момента в ВРД с повышенным значением электромагнитной редукции и ВРД обычного исполнения, то можно отметить следующее. При слабой насыщенности магнитной цепи ВРД с повышенным значением электромагнитной редукции имеет больший момент за счет большего числа зубцов ротора. Однако пропорционального роста момента при увеличении МДС катушки нет, так как уменьшается амплитуда изменения магнитной проводимости. Проводимость по оси d уменьшается за уменьшения площади перекрытия зубцов статора и ротора. Всегда выполняется условие b_zc>sb_zs. Проводимость по оси q увеличивается, так как высота зубца ротора становится значительно меньше по сравнению с высотой зубца ротора ВРД обычного исполнения. При больших плотностях токов увеличивается насыщение мелких зубцов статора и ротора, резко увеличивается приведенный воздушный зазор, что приводит к значительному уменьшению амплитуды проводимости, которое не спасает большое число зубцов ротора.

Вывод: установлено, что с увеличением коэффициента электромагнитной редукции в ВРД пропорционального увеличения момента не наблюдается. В ВРД с повышенным коэффициентом электромагнитной редукции с увеличением насыщения магнитная проводимость по оси q относительно быстро возрастает, так как основой поток замыкается через вершины зубцов статора и ротора, а не через паз ротора. Для каждого соотношения размеров дополнительных мелких зубцов на статоре и соответствующих зубцов ротора существует максимальное значение момента, определяемое насыщением магнитной цепи.

Список литературы

1. Кацман М.М., Электрический привод. Издательство: Академия Год: 2011 Страниц: 384с.

2. Ключев В.И., (2001) Теория электропривода: Учеб. для вузов.

3. Электроприводы на базе реактивных электродвигателей с электронной коммутацией (Switched Reluctance Motors),, АО КАСКОД. СПб, 1998.