Материал: Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. Инженерные идеи XXI века. Шелякин В.П., Пархомен Г.А

Рис. 2. Нетрадиционная ортоциклическая обмотка

Основным достоинством данной обмотки является то, что изза отсутствия утолщения она находится полностью под магнитопроводом, что в свою очередь позволяет создать магнитную систему, в которой магнит находится полностью под магнитопроводом.

Сегодня в бесконтактных машинах постоянного тока применяются невероятно мощные редкоземельные магниты, которые в случае недостаточной длинны или смещения магнитопровода способны замыкать свои поля через корпус машины, наводя там поля и увеличивая потери, не говоря уже о дополнительном нагреве машины и помехах для находящейся рядом электроники. Однако наибольшую проблему в этом случае составит то, что поле, замкнутое через корпус в обход магнитопровода будет снижать частоту вращения, работая, как тормоз, что является абсолютно неприемлемым.

Обмотки микродвигателей в силу свих габаритов имеют довольно малое сечение провода и даже небольшие токи, пропущенные по ним, могут вызывать значительный рост температуры и тем важнее стоит вопрос теплоотвода. Как уже говорилось представленная обмотка полностью находится под магнитопроводом, что способствует непосредственной передаче тепла от обмотки на магнитопровод и далее через корпус в окружающую среду.

Остается лишь один вопрос, как намотать данную обмотку?

21

К сожалению, здесь придется отойти от стандартных принципов намотки. Основная сложность заключатся в том, что необходимо рассчитать длину одной полусекции (4), отмотать её на вспомогательную катушку (5) и лишь потом, закрепив проводник на оправке (2), начать намотку. Примечательно то, что намотка полусекций производится на оправке толщиной в 1 проводник, находящейся между специальных щек (1). При этом полусекция (3) и полусекция (4) мотаются в разных направлениях относительно оси вращения.

Рис. 3. Иллюстрация принципа намотки полусекций

Исходя из всего выше сказанного можно сделать вывод, что ортоциклическая обмотка такого типа может стать достаточно выгодным решением при создании бесконтактных микромашин мелкосерийного производства.

Литература 1.Пархоменко Г.А., Титова Л.Н. Перцев Ю.А. Технология

электромашиностроения, Воронеж: «Научная книга»,2006. 87 с. 2.Писаревский Ю.В. Писаревский А.Ю. Нюхин Р.О.

Тепловые и гидравлические расчеты электрических машин, Воронеж: «Научная книга»,2009. 125 с.

Воронежский государственный технический университет

22

УДК 621.313

А.С. Поперека, Г.А. Пархоменко

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ДЛЯ ГИБРИДНОГО АВТОМОБИЛЯ

Электродвигатель гибридного автомобиля целесообразно выполнить на базе маховика бензинового мотора. Предложены две конструкции такого электродвигателя с пазовым игладким, беспазовым статором

Современные автомобили отличаются высокими эксплуатационными качествами, производятся большими объемами, пользуются широкой армией потребителей. В настоящее время бурно развивается новое направление отрасли – автомобили на электрической тяге (электромобили). Однако, проблемы с недорогими и надежными источниками электроэнергии все ещё тормозят развитие идеи. В то же время развивается направление создания так называемых гибридных автомобилей, содержащих как электрическую машину, так и бензиновый двигатель, что позволяет более гибко решать проблему энергоснабжения транспортного средства[1]. При этом привлекает внимание наличие в автомобиле массивного маховика, который мог бы совмещать и функции ротора электрической машины.

Нами выполнены необходимые расчеты и предложено конструктивное решение такого электродвигателя [2]. Ротор двигателя, совмещенный с коленвалом обычным образом, представляет собой магнитопровод из магнитомягкого материала, в который встроены

12неодимовых постоянных магнитов(Nd-Fe- B). Такая конструкция, как показали расчеты и исследована на компьютерной модели, позволяет получить индукцию магнитного

поля в зазоре до 1,2Тл.

С целью снижения себестоимости производства машины мы рассмотрели возможность применения

гладкой, беззубцовой обмотки на статоре. В тех же габаритах удалось сохранить основные энергетические характеристики машины. С учетом сравнительно высокого значения тока в

23

обмотках пришлось для изготовления применить обмоточный провод прямоугольного сечения. Активные проводники расположены на поверхности расточки статора слоями.

Общий вид статора показан на

рис.2. При изговлении статора предусматривается специальная технология изготовления обмотки.

Каждый виток обмотки состоит из двух полувитков (стержней), каждый из которых сформован в соответствии с местоположением активной части на поверхности расточки статора. Для образования витка полувитки соединены в головке лобовой

рис.3.Обмотку следует уложить на специальный клей, после чего пайкой соединить витки между собой с образованием трехфазной системы с 12-ю полюсами. Расчеты показали, что при габаритах 180 мм (диаметр) Х 90мм (длина) машина может развивать мощность до 8 кВт при частоте вращения ротора 3300 об/мин.Расчетный КПД при этом достигает 0.88.

Литература

1.Гибридный автомобиль http://systemsauto.ru/engine/hybrid.html

2. Поперека С.А. и др. Электрическая машина для гибридного автомобиля// Труды всероссийской студ. науч.-тех. конф «Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. Инженерные идеи XXI века» ВГТУ, Воронеж: 2012г.

Воронежский государственный технический университет

24

УДК 629.423.3:621.316.53

А.Ю. Гусев, Г.М. Мамедов, Н.И. Климентов

ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ МЕЖВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЙ

ДАТЧИКОВ ТОКАТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ

Предложено устройство, позволяющее выявлять наличие короткозамкнутых витков в рабочих обмотках датчиков тока тяговых двигателей электропоездов

Датчики тока якоря и возбуждения входят в систему автоматического управления тяговыми двигателями электропоезда ЭД9М и предназначены для преобразования величины силового тока в низковольтное напряжение, изменяющееся пропорционально току и не имеющее гальванической связи с высокопотенциальными цепями [1].

Возникающие в процессе эксплуатации дефекты датчика приводят к неудовлетворительной работе системы управления электропоездом.

Одним из наиболее часто встречающихся дефектов датчика тока являются межвитковые замыкания в его рабочих обмотках.

Нарушение межвитковой изоляции происходит как в процессе производства, так и при эксплуатации. Пробой межвитковой изоляции в условиях эксплуатации может быть вызван атмосферными или коммутационными перенапряжениями при переходных режимах (разгон, торможение, реверс) или другими причинами.

Отбраковка датчиков тока с межвитковым замыканием в рабочих обмотках при малом числе замкнутых витков не позволяет обнаруживать их посредством измерения омического сопротивления обмоток.

Предложенное устройство для обнаружения межвиткового замыкания содержит генератор звуковой частоты (ЗГ), исследуемый датчик тока (ДТ), являющийся, по принципу работы, трансформатором постоянного тока, осциллограф (ЭО) и электронный вольтметр (V2).

25