Авиационные генераторы с постоянными магнитами

Борис Семенович Зечихин, Сергей Владимирович Журавлев, Роман Юрьевич Мисютин, Boris S. ZECHIKHIN, Sergey V. ZHURAVLEV, Roman Yu. MISYUTIN

Аннотация


Единичная мощность авиационных генераторов достигает сотен киловольт-ампер. С целью снижения удельной массы генераторы разрабатываются на предельно допустимые по прочности значения частоты вращения. При увеличении единичной мощности авиационных генераторов сис­тема возбуждения на основе высокоэнергетических постоянных магнитов может рассматривать­ся как альтернатива электромагнитной системе возбуждения. Это обусловлено тем, что магни­ты по объему в несколько раз меньше, чем ферромагнитные полюсы с обмотками, и генераторы с постоянными магнитами могут выполняться с ротором меньшей массы и диаметром вала, в не­сколько раз большим, чем при электромагнитном возбуждении, что позволяет повысить их кри­тическую частоту и предельную мощность. Кроме того, ротор с постоянными магнитами явля­ется более прочным и может быть спроектирован на более высокие значения частоты вращения и большее число полюсов, чем при электромагнитном возбуждении. Генераторы с постоянными маг­нитами имеют повышенные значения КПД и перегрузочной способности. Роторы с тангенциаль­ными магнитами обеспечивают более высокие значения магнитной индукции в рабочем зазоре, чем роторы с радиальными магнитами, и позволяют снизить длину высокооборотного генератора при практически неизменной массе. Однако генераторы с радиальными магнитами обладают более прочным ротором и могут быть выполнены на большие значения мощности и частоты вращения, чем генераторы с тангенциальными магнитами. Среди многих конструктивных схем роторов наи­более простыми являются схемы роторов с немагнитными обоймами, а наиболее эффективными — схемы с обоймами из градиентного материала. Наиболее рационально использование многополюс­ных генераторов с постоянными магнитами в системах постоянного тока при работе с электрон­ными преобразователями.

Ключевые слова


авиационный генератор; генератор с постоянными магнитами; математическая модель постоянного магнита; конструктивные схемы ротора

Полный текст:

PDF

Литература


Науменко В.И., Клочков О.Г. Авиационные электриче­ские машины с интенсивным охлаждением. — М: Машино­строение, 1977.

Пат. РФ № 2523018. Статор электрической машины/ A.В. Левин, В.М. Довгаленок, С.В. Журавлев, Р.Ю. Мисютин, B.А. Хабаров. - БИ, 2014, № 20.

Пат. РФ № 2546964. Статор электрической машины с жидкостным охлаждением проточным хладагентом/С.В. Жу­равлев, Р.Ю. Мисютин, А.В. Левин, В.М. Довгаленок. — БИ, 2015, № 10.

Кузьмичев Р.В., Левин Д.В., Мисютин Р.Ю., Зечихин Б.С. Авиационные генераторы повышенной мощности. — Вестник Московского авиационного института, 2011, т. 18, № 6, с. 39—46.

Мисютин Р.Ю., Левин А.В., Журавлев С.В., Зечихин Б.С. Автоматизированное конструирование авиационных электри­ческих генераторов с постоянными магнитами. — Вестник Мос­ковского авиационного института, 2013, т. 20, № 2, с. 132—139.

Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины: Учеб­ник для вузов. — М.: Энергия, 1980, 928 с.

Журавлев С.В., Зечихин Б.С. Автоматизированный расчет авиационного синхронного генератора: Учебное пособие к кур­совому и дипломному проектированию. — М.: Изд-во Москов­ского авиационного института, 2011, 60 с.

Зечихин Б.С., Куприянов А.Д., Сыроежкин Е.В. Традици­онные и компьютерные методы проектирования бесконтактных синхронных машин. — Электричество, 2002, № 5, с. 61—71.

Зечихин Б.С. Электрические машины летательных аппа­ратов. Гармонический анализ активных зон. — М.: Машино­строение, 1983, 149 с.

Зечихин Б.С., Журавлев С.В., Ситин Д.А. Расчетные ко­эффициенты синхронных машин с редкоземельными магнита­ми. — Электричество, 2009, № 3, с. 35—40.

Журавлев С.В., Зечихин Б.С., Кузьмичев Р.В. Аналитиче­ский расчет магнитного поля в активной зоне синхронных ма­шин с постоянными магнитами. — Вестник Московского авиа­ционного института, 2016, т. 23, № 1, с. 197—209.

Мисютин Р.Ю. Автоматизированное конструирование авиационных генераторов с постоянными магнитами: Автореф. дисс.... канд. техн наук. — Москва, 2015, 35 с.

Пат. РФ № 2516440. Ротор электрической машины/С.В. Журавлев, А.В. Левин, Р.Ю. Мисютин, Д.А. Ситин, Ф.А. Фо­кин, В.А. Хабаров. — БИ, 2014, № 1

Пат. РФ № 2211517. Ротор электрической машины/А.В. Левин, Э.Я. Лившиц, В.А. Хабаров. — БИ, 2003, № 24.

Пат. РФ № 66603. Ротор высокооборотной электриче­ской машины/А.В. Левин, Э.Я. Лившиц, В.А. Хабаров, М.М. Юхнин. — БИ, 2007, № 25.

Пат. РФ № 2382472. Ротор высокооборотной электри­ческой машины/А.В. Левин, Э.Я. Лившиц, В.А. Хабаров, М.М. Юхнин. — БИ, 2010, № 5.

Naumenko V.I., Klochkov O.G. Aviatsionnye elektricheskiye mashiny s intensivnym okhlazhdeniyem (Aviation electrical machines with intensive cooling). Moscow, Publ. «Mashinostroyeniye», 1977.

Patent RF No. 2523018. Stator elektricheskoi mashiny (RF Patent No. 2523018. The Stator of an Electrical Machine)/ A.V. Levin, V.M. Dovgalenok, S.V. Zhuravlev, R.Yu. Misyutin, V.A. Khabarov. Bulletin of inventions, 2014, No. 20.

Patent RF No. 2546964. Stator elektricheskoi mashiny s zhidkostnym okhlazhdeniyem protochnym khladagentom (RF Patent No. 2546964. An Electrical Machine Stator with Liquid Cooling by Flow-type Refrigerant)/S.V. Zhuravlev, R.Yu. Misyutin, A.V. Levin, V.M. Dovgalenok. Bulletin of inventions, 2015, No. 10.

Kuz’michev R.V., Levin A.V., Misyutin R.Yu., Zechikhin B.S. Vestnik Moskovskogo aviatsionnogo instituta — in Russ. (Bulletin of Moscow Aviation Institute), 2011, vol. 18, No. 6, pp. 39—46.

Misyutin R.Yu., Levin A.V., Zhuravlev S.V., Zechikhin B.S. Vestnik Moskovskogo aviatsionnogo instituta — in Russ. (Bulletin of Moscow Aviation Institute), 2013, vol. 20, No. 2, pp. 132—139.

Ivanov-Smolenskii A.V. Elektricheskiye mashiny: Uchebnik dlya vuzov (Electrical machines: Texbook for Higher education institutions). Moscow, Publ. «Energiya», 1980, 928 p.

Zhuravlev S.V., Zechikhin B.S. Avtomatizirovannyi raschet aviatsionnogo sinkhronnogo generatora: Uchebnoye pos. k kursovomu i diplomnomu proyektirovaniyu (Automated design calculation of aviation synchronous generator). Moscow Aviation Institute, 2011, 60 p.

Zechikhin B.S., Kupriyanov A.D., Syroezhkin Ye.V. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2002, No. 5, pp. 61—71.

Zechikhin B.S. Elektricheskiye mashiny letatel’nykh apparatov. Garmonicheskii analiz aktivnykh zon (Electrical machines of aircrafts. Harmonic analysis of active zones). Moscow, Publ. «Mashinostroyeniye», 1983, 149 p.

Zechikhin B.S., Zhuravlev S.V., Sitin D.A. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2009, No. 3, pp. 35—40.

Zhuravlev S.V., Zechikhin B.S., Kuz’michev R.V. Vestnik Moskovskogo Aviatsionnogo instituta — in Russ. (Bulletin of Moscow Aviation Institute), 2016, vol. 23, No. 1, pp. 197—209.

Misyutin R.Yu. Avtomatizirovannoye konstruirovaniye aviatsionnykh generatorov s postoyannymi magnitami: Avtoref. diss. ...kand. tekhn. nauk (Automated Design of Aviation Generators with Permanent Magnets: Authors Abstract of Cand. Sci. (Eng.). Moscow, 2015, 35 p.

Patent RF No. 2516440. Rotor elektricheskoi mashiny (RF Patent No, 2516440. The Rotor of an Electrical Mashine)/S.V. Zhuravlev, A.V. Levin, R.Yu. Misyutin, D.A. Sitin, F.A. Fokin, V.A. Khabarov. Bulletin of inventions, 2014, No. 14.

Patent RU 2211517. Rotor electricheskoi mashiny (RF Patent No. 2211517. The Rotor of an Elektrical Mashine)/A.V. Levin, E.Ya. Livshits, V.A. Khabarov. Bulletin of inventions, 2003, No. 24.

Patent RU 66603. Rotor vysokooborotnoi elektricheskoi mashiny (RF Patent No. 66603. The Rotor of High-Speed Electrical Machine)/A.V. Levin, E. Ya. Livshits, V.A. Khabarov, M.M. Yukhnin. - Bulletin of inventions, 2007, No. 25.

Patent RU 2382472. Rotor vysokooborotnoi elektricheskoi mashiny (RF Patent No. 2382472. The Rotor of a High-Speed Electrical Machine)/A.V. Levin, E.Ya. Livshits, V.A. Khabarov, M.M. Yukhnin. Bulletin of inventions, 2010, No. 5.




DOI: http://dx.doi.org/10.24160/0013-5380-2018-6-49-59

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share