МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ВЕНТИЛЬНОГО ИНДУКТОРНОГО ГЕНЕРАТОРА С КОНДЕНСАТОРНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

С.Г. Воронин; А.Д. Чернышев

doi:10.14529/power200112

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ВЕНТИЛЬНОГО ИНДУКТОРНОГО ГЕНЕРАТОРА С КОНДЕНСАТОРНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

Авторы

С.Г. Воронин Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск
А.Д. Чернышев ООО НПП «Резонанс», г. Челябинск

DOI:

https://doi.org/10.14529/power200112

Ключевые слова:

автономная энергетическая установка, электрическая машина, вентильный индукторный генератор, математическая модель

Аннотация

На волне развития транспортных средств на электрической тяге сильный толчок получило и развитие автономных энергетических установок. К новым техническим решениям относится представленная энергетическая установка на базе индукторной машины с новым принципом возбуждения фазных обмоток. В основу его заложена такая особенность подобных электрических машин, как возможность обеспечения трапецеидальной формы фазных ЭДС, что позволяет осуществлять коммутацию и возбуждение фазных обмоток в естественном режиме без необходимости отслеживания и коммутации фазных токов в зависимости от положения ротора, за счет коммутации конденсаторов неработающей фазы. Такое решение позволяет значительно упростить и снизить стоимость электронной аппаратуры управления вентильного индукторного генератора. В силу новизны конструкции рассматриваемое техническое решение не было исследовано ни зарубежными, ни отечественным учеными. В данной статье осуществлено математическое описание работы и разработана математическая модель вентильного индукторного генератора с конденсаторным возбуждением, которая позволяет вычислять токи и ЭДС как в электрической машине, так и во внешней электрической схеме, а также величину крутящего момента. В статье представлены результаты расчетов и экспериментальных исследований разработанного генератора, совпадение которых в достаточной мере подтверждает адекватность модели. Разработанная модель позволяет наглядно исследовать электромагнитные процессы, работоспособность и функционирование системы в различных режимах при разнообразных внешних воздействиях, отрабатывать алгоритмы управления и оценивать энергетические показатели генератора, а также может служить основой для создания методики проектирования и создания новых установок.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Библиографические ссылки

Korovin V.A., Chernyshev A.D. [Innovative electromechanical transmission for increased safety with effi-

ciency]. Vtoraya nauchno-prakticheskaya konferentsiya “Razrabotka i ispol'zovanie elektricheskikh transmissiy

dlya obrazov vooruzheniya i voennoy tekhniki” [The second scientific-practical conference “Development and use

of electric transmissions for arms and military equipment images”]. St. Peterburg, 2018. (in Russ.)

Grebennikov N.V. Dinamika i energoeffektivnost' perspektivnykh edinits podvizhnogo sostava, osna-

shchaemykh ventil'no-induktornymi elektricheskimi mashinami. Dis. kand. tekhn. nauk [Dynamics and energy effi-

ciency of promising rolling stock units equipped with switch reluctance machines. Cand. sci. diss.]. Rostov-na-

Donu, 2012. 148 p.

Lashkevich M.M. Razrabotka sistemy upravleniya dlya elektrotransmissii s tyagovymi ventil'no-

induktornymi dvigatelyami. Dis. kand. tekhn. nauk [Development of a control system for electric transmissions

with traction switch reluctance motors. Cand. sci. diss.]. Moscow, 2013. 175 p.

Hai N.T., Tuan N.M. [The Main Advantages of Switched Reluctance Motors Compared to Traditional Mo-

tors]. Izvestiya Tula State University. Technical Sciences, 2014, no. 8, pp. 184–187. (in Russ.)

Gollandtsev Yu.A. [Comparison of Mechanical Characteristics of Asynchronous and Switched Reluctance

Motors]. Informatsionno-upravlyayushchiye sistemy [Management Information Systems], 2006, no. 6,

pp. 50–53. (in Russ.)

Hrabovcova V., Rafajdus P., Liptak M. [Output Power of Switched Reluctance Generator with regard to the Pha-

se Number and Number of Stator and Rotor Poles]. Electronics and Electrical Engineering, 2011, no. 3, pp. 35–30.

Song Shoujuna, Liu Weiguo, Dieter Peitsch [Detailed Design of a High Speed Switched Reluctance

Starter/Generator for More/All Electric Aircraft]. Chinese Journal of Aeronautics, 2010, no. 23, pp. 216–226. DOI:

1016/s1000-9361(09)60208-9

Ganji B., Heidarian M., Faiz J. [Modeling and analysis of switched reluctance generator using finite ele-

ment method]. Ain Shams Engineering Journal, 2014, no. pp. 85–93. DOI: 10.1016/j.asej.2014.08.007

Yuan-Chih Chang, Chang-Ming Liaw [On the Design of Power Circuit and Control Scheme for

Switched Reluctance Generator]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2008, no. 1, pp. 445–454. DOI:

1109/tpel.2007.911872

Grebennikov N.V., Kireev A.V. [Versions of Switched Reluctance Generator Design at a Constant Stator

Configuration]. International Journal of Power Electronics and Drive System, 2015, no. 1, pp. 65–69. DOI:

11591/ijpeds.v6.i1.pp65-69

Najmeh Faridnia, Masume Seyedyazdi, Faridoon Shabaninia [Voltage Control of a 12/8 Pole Switched

Reluctance Generator Using Fuzzy Logic]. International Journal of Modern Nonlinear Theory and Application,

, no. 1, pp. 107–112. DOI: 10.4236/ijmnta.2012.13016

Korovin V.A. Induktornyy generator s sovmeshchennymi obmotkami vozbuzhdeniya i statora [Inductor

Generator with Combined Field Windings and Stator]. Patent RF, no. 2658636, 2018.

Korovin V.A., Chernyshev A.D. Induktornyy generator s sovmeshchennymi obmotkami vozbuzhdeniya i

statora [Inductor Generator with Combined Field Windings and Stator]. Patent RF, no. 2019100979/07, 2019.

Gollandtsev Yu.A. Ventil’nyye induktorno-reaktivnyye dvigateli pretsizionnykh sledyashchikh sistem

elektroprivoda. Dis. dokt. tekhn. nauk [Switch reluctance motors of precision servo systems of electric drive. Doct.

sci. diss.]. St. Petersburg, 2004. 299 p.

Fisenko V.G., Popov A.N. Proektirovanie ventil'nykh induktornykh dvigateley [Design of Switch Reluc-

tance Motors]. Moscow, MEI Publ., 2005. 56 p.

Shevkunova A.V. Sovershenstvovanie proektirovaniya aktivnoy chasti ventil'no-induktornoy mashiny.

Dis. kand. tekhn. nauk [Improving the Design of the Active Part of Switch Reluctance Motors. Cand. sci. diss.].

386 p.

Gollandtsev Yu.A. Ventil'nye induktorno-reaktivnye dvigateli [Switch Reluctance Motors]. St. Petersburg,

148 p.

Lushchik V.D. [Induction Type Inductors with Combined Windings]. Bulletin of the National Technical

University “Kharkiv Polytechnic Institute”, 2000, no. 84, pp. 129–130. (in Ukraine)

Bakalov V.P., Dmitrikov V.F., Kruk B.I. Osnovy teorii tsepey: uchebnik dlya vuzov [Fundamentals of Cir-

cuit Theory: Textbook for High Schools]. 3rd ed. Moscow, Goryachaya liniya – Telekom Publ., 2007. 597 p.

Tatur T.A. Osnovy teorii elektricheskikh tsepey: spravochnoe posobie [Fundamentals of the Theory of

Electrical Circuits. Reference Guide]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1980. 271 p.

Novozhilov O.P. Elektronika i skhemotekhnika: uchebnik dlya SPO [Electronics and Circuitry: College

Textbook]. Moscow, Yurait Publ., 2018. 282 p.

Shishmarev V.Yu. Elektroradioizmereniya: uchebnik dlya SPO [Electro radio measurements: College

Textbook]. Moscow, Yurait Publ., 2018, 336 p.

Chivilikhin S.A. Vychislitel'nye metody v tekhnologiyakh programmirovaniya. Elementy teorii i praktiku

[Computational Methods in Programming Technologies. Elements of Theory and Practice]. St. Petersburg, SPbSU

ITMO Publ., 2008. 108 p.

Faustova I.L. Chislennye metody: uchebnoe posobie [Numerical Methods: Study Guide]. Seversk, STI

NIIU MEPhI Publ., 2013. 40 p.

Ogorodnikova O.M. Vychislitel'nye metody v komp'yuternom inzhiniringe: uchebnoe posobie [Computational Methods in Computer Engineering: A Training Manual]. Ekaterinburg, UrFU Publ., 2013. 130 p.

Загрузки

Опубликован

10/13/2019

Как цитировать

[1]

Воронин , С. и Чернышев, А. 2019. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ВЕНТИЛЬНОГО ИНДУКТОРНОГО ГЕНЕРАТОРА С КОНДЕНСАТОРНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ. Вестник Южно-Уральского государственного Университета. Серия: «Энергетика». 20, 1 (окт. 2019), 105–115. DOI:https://doi.org/10.14529/power200112.