Быстроходные электромеханические преобразователи энергии: оптимизация геометрии активной зоны ротора на основе требований механической прочности
Аннотация
Все большее применение находят машины переменного тока с номинальной частотой вращения более 3000 об/мин. Роторы этих машин выполняются массивными для обеспечения механической прочности, пазы – прямоугольными, обычно с клином (для удержания обмотки возбуждения либо постоянных магнитов, либо стержней короткозамкнутой обмотки) или же трапецеидальными. Исследование конструкции зубцовой зоны массивного ротора показало, что при заданном напряжении в основании зубца может быть получена максимальная площадь пазов ротора при оптимальной их высоте. Тем самым обеспечивается максимальное значение МДС ротора (при заданной плотности тока) и, следовательно, максимальное значение номинальной мощности машины. В статье решение проблемы оптимальной геометрии зубцовой зоны массивного ротора выполнено для общего случая: трапецеидального паза с любым соотношением ширины паза в основании и под клином и любым значением усредненной удельной массы. Проблема решена для произвольной угонной частоты вращения (n≥3600 об/мин). Приведен пример оптимизации зубцовой зоны ротора.
Литература
Данилевич Я.Б., Иванова А.В., Кручинина И.Ю., Хозиков Ю.Ф. Сверхбыстроходный генератор-двигатель для газовых микротурбин. – Электротехника, 2004, № 5, с. 25–29.
Богуславский И.З., Кручинина И.Ю., Любимцев А.С., Хо! зиков Ю.Ф., Пальцева В.В. Быстроходные синхронные маши- ны: Расчетный комплекс для исследования влияния радиально- го эксцентриситета ротора на электромагнитные усилия. – Электротехника, 2016, № 4, с. 29–34.
Кручинина И.Ю., Хозиков Ю.Ф. Численные исследова- ния напряженно-деформированного состояния массивного ро- тора. – Проблемы создания и эксплуатации новых типов элек- троэнергетического оборудования. СПб.: ОЭЭП РАН – ИХС РАН, 2006, вып. 7, с. 22–32.
Детинко Ф.М., Хуторецкий Г.М. Об оптимальном использо- вании ротора турбогенератора. – Сб. «Электросила», 1959,№16.
Проектирование электрических машин/Под ред. И.П. Копылова. М: Энергия, 2015, 767 с.
Boguslawsky I., Korovkin N., Hayakawa M., Large A.C. Machines. Theory and Investigation Methods of Currents and Losses in Stator and Rotor Meshes incl. Operation with Nonlinear Loads, Springer, 2016, 549 p.
#
Kruchinina I.Yu. Nauchno-tekhnicheskiye vedomosti SPbGPU – in Russ. (Scientific and Technical Gazette of St. Petersburg State Polytechnic University), 2011, No. 4, pp. 51–57.
Danilevich Ya.B., Ivanova A.V., Kruchinina I.Yu., Khozikov Yu.F. Elektrotekhnika – in Russ. (Electrical Engineering), 2004, No. 5, pp. 25–29.
Boguslavskiy I.Z., Kruchinina I.Yu., Lyubimtsev A.S., Khozikov Yu.F., Pal’tseva V.V. Elektrotekhnika – in Russ. (Electrical Engineering), 2016, No. 4, pp. 29–34.
Kruchinina I.Yu., Khozikov Yu.F. Problemy sozdaniya i ekspluatatsii novykh tipov elektroenergeticheskogo oborudovaniya – in Russ. (Problems of creation and operation of new types of power equipment), 2006, iss. 7, pp. 22–32 (St. Petersburg, OEEP RAN–IKhS RAN).
Detiko F.M., Khutoretskiy G.M. Ob optimal’nom ispol’zovanii rotora turbogeneratora (On the optimal use of the turbogenerator rotor). Proc. «Elektrosila», 1959, No. 16.
Proektirovaniye elektricheskikh mashin/Pod red. I.P. Kopylova (Design of electrical machines/Edit. by I.P. Kopylov). Moscow, Energiya, 2015, 767 p.
Boguslawsky I., Korovkin N., Hayakawa M., Large A.C. Machines. Theory and Investigation Methods of Currents and Losses in Stator and Rotor Meshes incl. Operation with Nonlinear Loads, Springer, 2016, 549 p.
