2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Гистерезисный двигатель принцип работы

Гистерезисный двигатель

  • Викифицировать статью.
  • Ис статью согласно стилистическим правилам Википедии.
  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники, подтверждающие написанное.
  • Добавить иллюстрации.

Пожалуйста, после исправления проблемы исключите её из списка параметров. После устранения всех недостатков этот шаблон может быть удалён любым участником.

Гистерезисный двигатель (ГД) — вид электрических машин, в основе работы которых лежит эффект магнитного гистерезиса. В гистерезисных двигателях вращающий момент возникает за счёт гистерезиса при перемагничивании ротора из магнитотвёрдого материала полем статора [1] [2] .

Гистерезисное преобразование энергии, в отличие от любого другого электромеханического преобразования, является универсальным, то есть синхронно — асинхронным. В асинхронном режиме оно, как и индукционное преобразование, имеет необходимым условием потери скольжения в подвижном элементе. Однако здесь потери скольжения пропорциональны лишь первой степени частоты, а не второй, как при индукционном преобразовании. Этим фактором обусловлены главным образом особенности характеристик гистерезисного преобразователя в асинхронном режиме.

В отличие от магнитоэлектрического преобразования энергии здесь допускается перемещение намагниченности подвижного элемента относительно его геометрических осей (пространственное перемагничивание). Эта особенность не позволяет распространять на синхронный режим общие закономерности магнитоэлектрического преобразования.

По сравнению с электромагнитным преобразованием отличие состоит в том, что проводимости подвижного элемента (ротора) по его геометрическим осям неоднозначны: они зависят от предыстории магнитного состояния ротора.

Совокупность этих особенностей приводит на практике к принципиальным отличиям в характеристиках, алгоритмах и средствах управления, выделяющим гистерезисный электропривод в самостоятельный класс электроприводов.

Содержание

  • 1 Достоинства
  • 2 Недостатки
  • 3 См. также
  • 4 Примечания
  • 5 Литература

Достоинства [ | код ]

Достоинства гистерезисных двигателей [3] :

  • простота конструкции и надёжность в работе;
  • большой пусковой момент;
  • плавность входа в синхронизм;
  • сравнительно высокий КПД;
  • бесшумность в работе;
  • малое изменение тока от пуска до номинальной нагрузки.

Недостатки [ | код ]

Недостатки гистерезисных двигателей [4] :

  • низкий коэффициент мощности cos ⁡ ( φ ) = 0 , 4 − 0 , 5 ;
  • сравнительно высокая стоимость;
  • при резких колебаниях нагрузки склонны к качаниям, что ограничивает области применения гистерезисных двигателей.

Принцип работы гистерезисных тормозов

Гистерезисные тормоза создают номинальный крутящий момент (нагрузку) от 0 оборотов и обеспечивают стабильную нагрузку по всему диапазону частоты вращения. Отличительной особенностью является обеспечение плавного нагружения, длительный срок службы, превосходная повторяемость, высокая степень управляемости и меньшее время обслуживания и простоя. Это позволяет использовать их в системах контроля крутящего момента, испытательных и промышленных стендах.

Принципы работы и особенности данной технологии описаны ниже.

Принцип работы

В подобных тормозах эффект магнитного гистерезиса применяется для управления крутящим моментом с использованием двух основных компонентов: сетчатой конструкции полюса и чаши ротора/вала в сборе, но без физического контакта. Пока на катушку возбуждения не подается напряжение, чашка и вал могут свободно вращаться на подшипниках. Когда подается ток воздушный зазор становится областью действия магнитного поля. Ротор сдерживается данным полем, при этом обеспечивается торможение в конструкции между полюсом и ротором. Соответственно, усилие торможения регулируется путем изменения электрического тока, который подается к устройству системой управления тормозом. Поскольку крутящий момент создается через магнитный воздушный зазор, не происходит какого либо физического контакта частей и механизмов, а, следовательно, не образуются продукты взаимодействия (например, при трении накапливаются отколовшиеся частицы соприкасающихся материалов), гистерезисные тормоза позволяют обеспечивать следующие характеристики:

  • Длительный срок службы;
  • Практически отсутствует необходимость в обслуживании;
  • Плавность нагружения;
  • Крутящий момент не зависит от скорости;
  • Широкие возможности по регулировке усилия сопротивления;
  • Высокая степень повторяемости;
  • Стабильность и неприхотливость в работе.

Контроль и управление.

Величина тормозного момента, создаваемого тормозом, пропорциональна величине тока, протекающего через тормозную катушку. Возможна регулировка крутящего момента от минимального значения (значения сопротивления подшипника как единственной части, обеспечивающей физический контакт в механизме) до максимального значения момента. Направление тока (полярность) никак не влияет на работу тормоза. Для оптимальной стабильности крутящего момента рекомендуется использовать источник постоянного тока с высоким разрешением по регулировке. Это поможет свести к минимуму смещение момента, связанное с изменением температуры катушки и линейного напряжения, что может привести к изменению тока в катушке и, как следствие, к изменению крутящего момента.

Номинальный крутящий момент отдельных экземпляров может быть больше указанных в описании к соответствующей модели. Данное значение, благодаря наличию собственной испытательной лаборатории Magtrol, указывается в техническом паспорте конкретного оборудования (увеличение номинала при этом не увеличивает стоимость) и подтверждается TestData от лаборатории Magtrol.

Электропривод с гистерезисным электродвигателем

Номер патента: 530407

Текст

юО П И С А Н И Е ,) вэо 4 о 7ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. К 02 Р 1/10Н 02 Р 7 присоел Тосударстаенный иомитеСовета Министров СССРпа делам изаоретенийи открытий5) Дата публикования описания 06,12,7.А. Делекторский и В.Н. Тарасов 1) Заявител Московский ордена Ленина энергетический институ 4) ЭЛЕКТРОПРИВОД С ГИ Изобретение относит я к области элект- стотно-управляемы ротехники, а и синхронным прИзвестный н одам. стерези сный электропривод зисный двигатель, с включает в я гист валом которогинвертор с заляемый вход к хогенерато сочлене ю енераторо подключен управ- выхоа гисто ого у тахогенератора. По ерезисного двигателя яжение тахогенератора ичению частоты, Таким мере разгон увеличиваетсчто приводи образом осу нап увестляется частотное регулировани в с жение кон льзования рукции дви ля за сче а также н двигателя иски тахогенератораческие показателнизкой естествен нерге л из язанные амагнин разг и то нностью ротора.Эти недостатки устранены в ся тем,ритель с то угом часулироеменноповы кважнй час эталонно рез узел емому з На фи электропадающ Уем аютричем мпульсного намагничивани 1ивод 25 амагничивание осуществляют при едостатком такого привода являе отно-регулируемом приводе где рег ание частоты осуществляется по вр у закон а намагниченность ротора ЕЗИСНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ превышении током двигателя в результатеего скольжения наперед заданного значения,При этом чем меньше скольжение, тем меньше частота импульсов, а при постоянной пхдлительности больше скважность,Недостаток этого привода состоит в том,что энергетически выгодный темп пзменеп 1 ячастоты при разгоне или торможении выбирают из худшего сочетания величины элек -тромагнитного момента двигателя и момен -та нагрузки на валу, что связано с возмож -ными технологическими разбросами в параметрах электродвигателя и изменениями ихпроцессе эксплуатации. Это затягиваетвремя запуска или торможения,ретения — сокращение времени можения Эта цель достигает электропривод введены изме ости импульсов и генератор тоты импульсов, которые ченения подключены к управляему генератору,показана структурная схема а; на фиг. 2 — график переходного процесса изменения тока двигателяпосле импульсного намагничивания.Гистерезисный двигатель 1 подключенк инвертору 2, питаемому от сети черезрегулятор напряжения 3, Последовательнос инвертором включен с помощью суммирующего устройства 4 источник импульсов 5,цепь управления которого соединена черезпороговый элемент 6 с датчиком тока 7.К источнику импульсов 5 подсоединен из в 10меритель 8 скважности. Измеритель скважности 8 и генератор эталонной частоты импульсов 9 соединены с устройством сравнения частот 10 и через функциональный преобразователь 11 с управляемым задающим 15генератором 12, который определяет часто -ту работы инвертора 2 и выходное напряжение регулятора 3.Источник импульсов 5 может быть вклю -чен и на выходе инвертора 2 последовательно или параллельно в цепь питания двигателя1Электродвигатель 1 пускают при начальной частоте, задаваемой генератором 1 2.Пороговое устройство 6 с помощью датчика 2тока 7 определяет превышение тэкомдвига -теля установленного значения, которое наступает при развозбуждении двигателя по мереповорота поля статора относительно ротораи вырабатывает сигнал, включающий источ- З 0ник импульсов 5, Кратковременно повышается напряжение на электродвигателе 1 и перевозбуждает его. Ток резко уменьшаетсяи некоторое время, а затем, если двигатель1 находится в асинхронном режиме происхо.,1 т поворотный процесс развозбуждения, который сопровождается увеличением тока дви -гателя, что приводит к новому включениюисточ.п.ка импульсов 5, Частоту импульсовисточника 5 измеряют и сравнивают с частотой генератора 9 в устройстве 10 и, если частота следования импульсов меньшеэталонной, то через функциональное устройство 11 увеличивают темп изменения часто -ты задающего генератора 12. Последний уп — ф 5равляет выходной частотой инвертора 2 исоответственно изменяет напряжение регулятора 3, которое суммируется в устройстве4 с напряжением импульсов,Процесс автоматического регулированиячастоты продолжается до достижения конечного установленного значения, которое далеестабилизируется. Двигатель 1 втягиваетсяв синхронизм, и, если он перевозбужден, топороговое устройство 6 обеспечивает отклю чение источника импульсов 5. Выходной сигнал устройства 8 и последующее сравнение могут быть выполнены в аналоговой или дискретной форме. При торможении происходит обратный процесс регулирования частоты и напряжения.На фиг, 2 по оси ординат отложена оги — бающая фазного тока, а по оси абсцисс — время с отметкой импульсов. Огибающая фазного тока электродвигателя имеет характерный импульс намагничивания, затем следует пологий участок, соответствующий крат — ковременному синхронному режиму двигателя в пределах его угловой характеристики. Далее интенсивность изменения тока возрастает из-за увеличения момента и последую — щего развозбуждения ротора. После импуль — са установившееся значение тока достигается при угле поворота ротора относительно поля статора около 180 эл, град. Длительность этого процесса зависит от частоты абсолютного скольжения и составляет десятки периодов тока, Момент включения очередного импульса определяется настройкой устройства 6 (показано пунктиром), причем частота импульсов пропорциональна частоте абсолютного скольжения. Чем последняя меньше, тем больше интервал време — ни, за который ток достигает порогового значения. В результате уменьшается частота импульсов.Изобретение наиболее эффективно для лнерционных, в частности гироскопических, электроприводов с использованием гистерезисных электродвигателей, где одновременно со снижением времени разгона достигаются высокие энергетические характеристики двигателя.Формула изобретенияЭлектропривод с гистерезисным электродвигателем, содержащий инвертор с управляемым задающим генератором, источник импульсов напряженич, подключенный к датчику тока электродвигателя через пороговыйэлемент, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени разгона и торможения, он снабжен измерителем скважности импульсов и генератором эталонной частоты импульсов, которые через узел сравнения подключены к управляемому задающему генератору.530407 фиг.2 Составитель В, КузнецоваТехред И. Ковач Корректор В, Микита Редактор В. Левятов Заказ 5 27 1/б 7 2 Тираж 882 Подписное ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5

Заявка

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ДЕЛЕКТОРСКИЙ БОРИС АЛЕКСЕЕВИЧ, ТАРАСОВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ

МПК / Метки

Код ссылки

Способ автоматического регулирования частоты вращения вала двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

Номер патента: 1474307

. поступлении очередного сигнала с выхода делителя 3. Это обеспечивает исключение ошибок измерения в моменты изменения коэффициента деления и частоты. Время, не занятое вычислением управляющего воздействия по контуру регулирования частоты вращения, используется для приема команд с пульта 8 управления выработки уставок для контура регулирования скорости, команд, задающих коэффициент деления для делителя 3 частоты и величину или частоту выхода генератора 6, опроса и обработки информации с датчиков 7 состояния ДВС, например датчиков деления и температур масла и наддувочного воздуха, параметров теплоносителей, окружающей среды и т. п. и выработки управляющих воздействий на исполнительные механизмы 10 (например, управление мощностью.

Устройство для автоматического регулирования частоты вращения тяговых двигателей электроподвижного состава

Номер патента: 1013316

. тька, кдругому входу которого подключен задатчик 9 суммарного тока, соединенный также с входами эадатчиков 10 токов двигателей. Выходы задатчиков 10 соединены с другими входами блоков 7 сравнения, соединенные своими выходами с входами формирователей 11 среднегозначения тока. Выход регулятора 8 суммарного т(ка подключен к одним из входов дополнительных сумматоров 12, к другим входам которых подключены выходы форм.мирователей .11Выходы дополнительных сумматоров 12 подключены к входам регуляторов 4 частоты вращения.Задатчики 10 токов двигателей выпол-: няют функции деления суммарного тока скоэффициентами деления 1:1,22:1,22;1,35 соответственно для первой второй,третьф ей и четвертой тележек от головной чаоти локомотива.

Система регулирования частоты вращения вала двигателя внутреннего сгорания

Номер патента: 1741107

. реннего сгорания через первый редуктор связанном с выходной шестерней дифференциала, механически связанной с реечным механизмом топливодозирующего органа, усилитель мощности, Выход которого подключен к выходным клеммам задающего электродвигателя, сумматор, выход которого подключен к вхоцу усилителя мощности, а первый вход — к выходу первого датчика частоты вращения, причем выходной вал двигателя внутреннего сгорания через Второй редуктор сВязан с Входным валом топливодозирующего органа, дополнительно Введет датчик положения реечного механлзма топливодозирующего органа, второй и третий входы сумматора подклочены соответственно к выходам второго датчика частоты вращения и датчика положения рабочего механизма топливодозирующего органа.

Способ регулирования двигателя ионного электропривода

Номер патента: 82000

. на конденсаторе 3 достигнет определенной величины, разрядник 4 пробивается и импульс тока проходит через зажигатель 7 игнитрона. Возникшее при этом на поверхности ртути катодное пятно (светлое пятно) создает дугу, которая подхватывается вспомогательным дежурным анодом 5, поддерживающим светлое пятно после того, как прекратится импульсЛЪ 82000 тока через зажигатель. В процессе выпрямления ток дежурного анода 5 плавно нарастает, а затем, когда истощается запас энергии в дросселе 6 и конденсаторе 3, прерывается. После этого подается новый импульс зажигания и вновь в течение некоторого времени дежурный анод проводит ток. Меняя величину сопротивления в цепи управления игпитрона можвключенопо регулировать отношение времени -изменяя.

Устройство для пуска двигателей многомоторного электропривода

Номер патента: 85213

. частично на независимое возбуждение, В первый момент, когда контакт реле Р шунтирует ограничивающее сопротивление г 1, напряжение генератора, я также ток в главной цепи будут интенсивно возрастать, Г 1 р определенной величине тока реле Р сработает и включит в цепь возбуждения генератора ограничивающее сопротивление г 1, что вызовет снижение тока в его главной пепи.В дальайше в процессе разгона реле Р будет периодически вкл 10- чать и выкл 1 очать сопротивление г обеспечивая постепенное возрастание напряжения генератора при сохранении пускового тока в определенных пределах между минимальным У чии максимальным Узначениями.,инсДля снижени 5 Отношег 1 ив — пос;едовсльно с Обмоткой ре)инле Р включено сопротивление г, также.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Гистере-зисный двигатель

Гистере-зисные двигатели выпускаются на мощность до 2000 вт и частоту 50, 400 и 500 гц в трехфазном и двухфазном исполнениях. [2]

Как уже отмечалось, гистере-зисный двигатель легко входит в синхронизм; по существу, условие входа в синхронизм — это МГМК. [3]

В данной работе исследуется трехфазный синхронный гистере-зисный двигатель . [5]

С целью экономии дорогих специальных сплавов роторы гистере-зисных двигателей выполняют сборными: в виде массивного или шихтованного ( из отдельных изолированных пластин) кольца из указанного сплава, насаженного на стальную или алюминиевую втулку. [7]

Так же как и асинхронные тороидальные двигатели с двусторонним расположением дисков-роторов, гистере-зисные двигатели целесообразно считать на половинную мощность — мощность, приходящуюся на один диск ротора. При этом некоторые коэффициенты, определяющие оптимальное проектирование, будут иметь выражения, отличные от выражений для двигателей нормального исполнения. Эти отличия определяются особенностями геометрии тороидальной конструкции двигателя. Вопрос оптимального проектирования сводится к определению главных размеров тороида и ротора, оптимальной индукции в воздушном зазоре машины и в роторе. [8]

В зависимости от особенностей электромагнитной системы синхронные микромашины подразделяют на следующие типы: двигатели и генераторы с постоянными магнитами; реактивные двигатели; гистере-зисные двигатели ; индукторные генераторы и двигатели ( в том числе редукторные двигатели); шаговые ( импульсные) двигатели. [9]

Этот двигатель сочетает в себе положительные качества гистере-зисного двигателя и синхронного двигателя с постоянными магнитами. Ротор двигателя выполняется в виде звездочки или — цилиндра из магнитотвердых материалов с повышенной коэрцитивной силой; на ротор насаживаются кольца, штампуемые из магнитотвердых материалов с пониженной коэрцитивной силой. Кольца образуют гистерезисный слой, который обеспечивает создание гистерезисного момента. [10]

В качестве синхронных гироскопических двигателей, как правило, используются гистерезисные двигатели. Это объясняется их хорошими пусковыми свойствами и легкостью входа в синхронизм. Синхронные двигатели с постоянными магнитами и реактивные синхронные двигатели для пуска имеют беличью клетку и в пусковом режиме работают как асинхронные двигатели. При достижении скорости, соответствующей некоторому скольжению, зависящему от момента нагрузки, ротор втягивается в синхронизм за счет воздействия на него синхронного момента, однако ввиду большого момента инерции маховика гиродвигателя процесс втягивания в синхронизм чрезвычайно затруднен. В гистере-зисном двигателе ( см. § 4 — 4) момент, приложенный к ротору двигателя, не зависит от скорости и остается постоянным вплоть до достижения синхронной скорости. Fm, магнитным потоком Ф и гистерезисным углом е, После входа в синхронизм двигатель превращается в недовоз-бужденный синхронный двигатель с постоянными магнитами. [11]

Пакет статора набирается из изолированных листов электротехнической стали. В пазы пакета статора укладывается двух — или трехфазная обмотка, создающая вращающееся магнитное поле. Ротор в большинстве случаев сделан из магнитно-твердого материала и не имеет обмотки. Материал ротора имеет широкую петлю гистерезиса. Если ротор гистере-зисного двигателя поместить во внешнее магнитное поле, то он намагнитится. Если это внешнее поле — вращающееся, то элементарные магнитики ( намагниченные участки тела ротора) будут поворачиваться вслед за полем статора. [13]

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Doodle god как создать артефакт вечный двигатель
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector