Опыт оптимизации быстродействующего вентильного электродвигателя

Андрей Владимирович Шилов; Александр Вячеславович Шестаков

doi:10.17213/0136-3360-2017-5-31-38

Авторы

Андрей Владимирович Шилов Вятский государственный университет
Александр Вячеславович Шестаков Вятский государственный университет

DOI:

https://doi.org/10.17213/0136-3360-2017-5-31-38

Ключевые слова:

быстродействующий электропривод, вентильный электродвигатель, оптимизация конструктивных параметров, полевые расчеты, опытный образец, экспериментальные исследования

Аннотация

Приведены области применения и требования, предъявляемые к вентильным электродвигателям (ВЭД) постоянного тока, работающим в составе быстродействующего электропривода. Описаны основные конструктивные исполнения ВЭД и пути выбора конструкции статора и ротора. Изложены основные этапы реализации комплексного подхода при оптимизации конструктивных параметров ВЭД для обеспечения требований по быстродействию, энергетическим и массогабаритным показателям: предварительный электромагнитный расчет электродвигателя, полевой расчет с помощью метода конечных элементов, оптимизация различными методами, имитационное моделирование электропривода, тепловые и механические расчеты. Приведены результаты электромагнитного расчета ВЭД для авиационного электропривода, моделирования магнитного поля и потерь в программном комплексе ANSYS, выбора оптимальных размеров магнитной системы ВЭД для обеспечения необходимого быстродействия с помощью многоуровневой одномерной оптимизации. Результаты экспериментальных исследований опытного образца оптимизированного быстродействующего ВЭД подтверждают справедливость предложенных рекомендаций.

Биографии авторов

Андрей Владимирович Шилов, Вятский государственный университет

аспирант кафедры «Электрические машины и аппараты» Вятского государственного университета. E-mail: bazod@mail.ru

Александр Вячеславович Шестаков, Вятский государственный университет

канд. техн. наук, доцент кафедры «Электрические машины и аппараты» Вятского государственного университета. E-mail: AlexVS1975@yandex.ru, shestakov@vyatsu.ru

Библиографические ссылки

Аракелян А.К., Афанасьев А.А. Вентильные электрические машины и регулируемый электропривод: В 2 кн. Кн 1: Вентильные электрические машины. М.: Высшая школа, 2006. 546 с.

Волокитина Е.В., Шалагинов В.Ф., Овечкин О.И. Вентильные электродвигатели постоянного тока и возрождение концепции полностью электрифицированного самолета // Электроника и электрооборудование транспорта. 2005. № 5. С. 7 - 9.

Оптимизация магнитной системы бесконтактного электродвигателя постоянного тока с редкоземельными постоянными магнитами / Е.В. Волокитина, А.И. Власов, Ю.Г. Опалев, О.А. Юрлова // Электротехника. 2016. № 6. С. 53 - 57.

Ганджа С.А. Сравнительный анализ различных конструктивных исполнений вентильных машин с аксиальным магнитным потоком по развиваемой мощности // Изв. вузов. Электромеханика. 2012. № 2. С. 5 - 11.

Ганджа С.А. Вентильные электрические машины с аксиальным магнитным потоком. Анализ, синтез, внедрение в производство: дис. … д-ра техн. наук; Спец. 05.09.01 / ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет». Екатеринбург, 2012. 217 с.

Ишутинов В.В., Савин А.А. Применение современного программного обеспечения для проектирования высокодинамичных электроприводов // Электротехника. 2015. № 7. С. 2 - 8.

Ледовский А.Н. Электрические машины с высококоэрцитивными постоянными магнитами. М.: Энергоатомиздат, 1985. 168 с