Overview of Solutions and Design Methods for Linear Electric Generators with Permanent Magnet
DOI:
https://doi.org/10.17213/0136-3360-2021-6-36-51Keywords:
linear electric generator, permanent magnets, calculation and design methods, eddy currentsAbstract
An overview of methods for calculating and designing linear electric generators with permanent magnets is given. The techniques are grouped according to the type of calculation approach used. A detailed analysis of the proposed methods and assumptions is carried out, conclusions are drawn about the possibility of their use in the design of electric generators with permanent magnets with solid magnetic circuit elements. The main assumptions are related to the representation of the parameters of the equivalent circuits of magnetic systems. It was found that the main part of the methods does not take into account the influence of magnetic hysteresis and eddy currents in solid elements of the magnetic circuit. It is shown that many approaches aimed at designing electric machines with permanent magnets can be adapted to linear electric generators.References
Саттаров Р.Р., Бабикова Н.Л., Полихач Е.А. Исследование установившегося режима синхронного генератора возвратно-поступательного движения // Вестник УГАТУ. 2007. Т. 9, № 6 (24). С. 194 - 199.
Тарашев С.А. Вентильный линейный генератор для систем электропитания автономных объектов: автореф. дис. кан. тех. наук. Самара. 2011. 23 с.
Разработка и проектирование линейных генераторов с постоянными магнитами для автономных электроэнергетических комплексов / В.Е. Высоцкий, С.А. Тарашев, А.П. Синицин и др. // Изв. ЮФУ. 2012. Т. 128, № 3. С. 31 - 37.
Кондратенко I.П., Ращепкiн А.П., Ващи-шин Д.Д. Електромеханiчне перетворення енергii в плоскому лiнiйному генераторi з постiqними магнитами // Пр. Ін-ту електродинаміки НАН України. 2012. Вип. 33. С. 39 - 45.
Oprea C.A., Szabo L., Martis C.S. Linear Permanent Magnet Electric Generator for Free Piston Engine Applications. Conference: Electrical Machines (ICEM), 2012 XXth International Conference, Conference Paper. September 2012. DOI: 10.1109 / ICElMach.2012.6349946
Cosic A., Sadarangani C., Leksell M. 3D Analyses of a Novel Transverse Flux Machine for a Free Piston Energy Converter. Proceedings of the 2008 International Conference on Electrical Machines. 6-9 Sept. 2008. Vilamoura, Portugal. DOI: 10.1109/ICELMACH.2008.4799878
Менжинский А.Б., Малашин А.Н., Суходолов Ю.В. Разработка и анализ математических моделей генераторов линейного и возвратно-поступательного типов с электромагнитным возбуждением // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2018. Т. 61, № 2. С. 118 - 128. DOI: 10.21122/1029-7448-2018-61-2-118-128
Соколова Е.М. Мощинский Ю.А. Шумов К.В. Линейный генератор с постоянными магнитами в схеме электрического амортизатора. Электротехнологии в промышленности. ЭСиК. 2018. № 2 (39). https://doi.org/ 10.18503/2311-8318-2018-2(39)-70-74
Сергеенкова Е.В. Синхронная электрическая машина возвратно-поступательного движения (генератор): автореф. дис. кан. тех. наук. М., 2011. 18 с.
Fazal Imran, Dr. Mohd. Noh Karsiti, Dr. K.S. Rama Rao, Saiful Azrin Zulkifli. Modeling and Simulation of Moving Iron Linear Generator (MILG). Applied Mechanics and Materials Vols. 110-116 (2012). pp. 2464 - 2468. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.110-116.2464
Духанин В.И., Кецарис А.А. Анализ рабочего процесса линейного генератора с возвратно-посту-пательным движением // Изв. МГТУ «МАМИ» 2012. Т. 1, № 2 (14). С. 104 - 110.
Кецарис А.А., Духанин В.И. Выбор конструкции и математическая модель линейного электрического генератора с двигателем со свободным поршнем. http:// centaurproject.com/wp-content/uploads/Vyibor-konstr-i-mat-model-lin-e%60lektr-generatora-s-dvig-so-svob-porshnem.pdf (дата обращения 10.09.2020).
Синицин А.П. Совершенствование линейных генераторов с постоянными магнитами для автономных объектов: автореф. дис. кан. тех. наук. Самара. 2013. 24 с.
Kolpakhchyan P. Kochin A., Shaikhiev A. Emergency Generator Design for the Maritime Transport Based on the Free-Piston Combustion Engine. NAŠE MORE : znanstveni časopis za more i pomorstvo, Vol. 62. No. 2. 2015. https://doi.org/10.17818/NM/2015/2.6
Колпахчьян П.Г., Кочин А.Е., Шайхиев А.Р. Повышение эффективности линейного вентильно-индукторного генератора возвратно-поступательного действия. Научный диалог: Вопросы точных и технических наук. Сборник научных трудов, по материалам международной научно-практической конференции 12 декабря 2016 г. Новочеркасск. Изд. ЦНК МНИФ «Общественная наука», 2016. 48 с. DOI: 10.18411/spc-12-12-2016-07.
Копылов А.М. Совершенствование конструкции синхронной электрической машины возвратно-поступательного действия с применением генетического алгоритма: дис. канд. тех. наук: 05.09.01. Казань. 2018. 148 с.
Нейман Л.А. Нейман В.Ю. Анализ рабочего процесса цикличной линейной электромагнитной машины // Электропривод на транспорте и в промышленности. Труды II Всероссийской научно-практической конференции, 2018. Хабаровск. 20-21 сентября 2018 г.
Neyman V.Yu., Markov A.V. Analysis of the working processes of electromagnetic pulse machines // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 560 (2019). DOI 10.1088/1757-899X/560/1/012115
Медведев В.В. Линейные электромеханические приводы клапанов трубопроводной арматуры. Проектирование и оптимизация: дис. канд. тех. наук: 05.09.01. Новочеркасск. 2017. 186 с.
Goncharov V.I., Yezhov Y.V., Chirkin V.G., Shirinskii S.V. Linear Reciprocating Generator - Sizing Equations and Mathematical Model. Global Journal of Pure and Applied Mathematics. Vol. 12. Num. 4. 2016. pp. 3445 - 3462. Reasearch India Peblications.
Антипов В.Н., Грозов А.Д., Иванова А.В. Линейный синхронный генератор мощностью 30 кВт для волновой энергетики // Электротехника. 2017. № 2. C. 8 - 14.
Высоцкий В.Е., Шамесмухаметов С.Л., Старухин А.А. Формирование расчетной модели для определения основных характеристик и параметров линейного генератора с постоянными магнитами // Изв. вузов. Электромеханика. 2010. № 1. С. 80 - 82.
Хитерер М.Я., Овчинников И.Е. Синхронные электрические машины возвратно-поступательного движения, СПб.: Корона принт, 2004. 368 с.
Мошкин В.И., Нейман В.Ю., Угаров Г.Г. Импульсные линейные электромагнитные двигатели: Монография. Курган: Из-во Курганского гос. ун-та, 2010. 220 с.
Электромеханические системы с высококоэрцитивными постоянными магнитами / Ф.Р. Исмагилов, А.А. Герасин, И.Х. Хайруллин, В.Е. Вавилов // М.: Машиностроение, 2014. 267 с.
Analysis and Design of a Linear Tubular Electric Machine for Free-piston Stirling Micro-cogeneration Systems // Paolo Colombo, Luisa Rossetto, Giovanni Attilio Martinelli, Mauro Andriollo, Andrea Tortella, Luca Dall’Ora. Work Sede Amministrativa: Università degli Studi di Padova. Dipartimento di Ingegneria Industriale. Scuola di dottorato di ricerca in: Ingegneria industrial. Indirizzo: ingegneria dell’energia. Ciclo xxvi, 31 gennaio 2014.
Cosic A., Sadarangani C., Carlsso F. A novel concept of a transverse flux linear free-piston generator. Proceedings of Linear Drives for Industry Applications, Hyogo, Japan, September 2005.
Cosic A., Sadarangani C. Cogging torque calculations for a novel concept of a Transverse Flux Linear Free-Piston Generator. Journal of Electrical Engineering. January 2007.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
https://orcid.org/0000-0002-7955-939
