Электро двигатель как гениратор

Вентильные реактивные электродвигатели / генераторы (Switched Reluctance Motors / Generators)

Современный уровень развития регулируемых электроприводов в значительной степени определяется достижениями в области силовой полупроводниковой техники: созданием IGBT и MOSFET транзисторов для коммутации силовых электрических цепей. Это позволило специально для систем электропривода создать электрическую машину нового типа c электронной коммутацией фазных обмоток якоря и получившую название SRM (ближайший перевод на русский язык — машина с модуляцией магнитной проводимости). В качестве рабочего термина нами используется вентильный реактивный электродвигатель (ВРД) / генератор (ВРГ) или вентильный реактивный индукторный электродвигатель / генератор.

ВРД следует отличать от синхронного реактивного электродвигателя (СРД), который работает при синусоидально изменяющихся напряжениях, подаваемых на фазы его обмотки якоря без обратной связи по положению ротора, при этом СРД обладает низким КПД.

Электрическая машина типа ВРД устроена проще, чем традиционные машины переменного тока — синхронная и асинхронная, она более технологична и менее материалоемка, что создает предпосылки для достижения высоких показателей надежности, экономичности, низкой стоимости и стойкости ее к воздействиям окружающей среды. Впервые в системе управляемого электропривода удается сбалансировать показатели эффективности электронной управляющей части и электромеханического преобразователя машины.

Появление и развитие электроприводов нового типа означает конец эры коллекторных электрических машин, применение которых в разрабатываемых системах электропривода становится анахронизмом. Даже асинхронная машина, повсеместное распространение которой было обусловлено простотой конструкции и надежностью, уступает по этим параметрам ВРД.

Рис. 1. Структурная схема управлением

Конструктивно электропривод состоит из микропроцессорного блока управления, электронного коммутатора и электромеханического преобразователя (ЭМП). Электромеханический преобразователь обеспечивает преобразование электрической энергии, поступающей от электронного коммутатора, в механическую или осуществляет обратное преобразование механической энергии в электрическую. Микропроцессорный блок управления формирует сигналы коммутатора, который генерирует импульсное напряжение питания ЭМП в зависимости от сигналов, поступающих от датчика положения ротора ЭМП. Возможен вариант без датчика положения ротора, в этом случае положение ротора определяется по величине индуктивности обмоток статора.

Отличительную основу ЭМП составляют магнитопроводы статора и ротора с явно выраженными полюсами, выполненные в виде пакетов из листового магнитомягкого материала. Катушки обмотки якоря расположены на полюсах магнитопровода статора. Катушки, находящиеся на противоположных полюсах, соединены попарно последовательно и образуют фазные секции обмотки якоря. На рис. 2 в качестве примеров показаны ЭМП с шестью (рис. 2а) и восемью (рис. 2б) полюсами на статоре и четырьмя и шестью полюсами на роторе соответственно.

В зависимости от назначения электродвигателя / генератора и предъявляемых к нему в связи с этим требований, количество полюсов на статоре и на роторе может изменяться. В некоторых случаях на полюсах магнитопровода статора могут быть сделаны дополнительные зубцы. Обмотка якоря, в приведенных на рисунке примерах ЭМП, трехфазная (рис.2а) и четырехфазная (рис.2б). Количество полюсов статора и ротора, число фаз обмотки якоря может изменяться в зависимости от назначения электродвигателя / генератора. Подбором чисел полюсов статора и ротора может быть получен вращающий момент существенно больший по сравнению с электрическими машинами других типов.

Рис. 2а
Рис. 2б
Рис. 2. Обмотка якоря трехфазная и четырехфазная

Очевидная конструктивная простота является основным достоинством электромеханического преобразователя ВРД, что позволяет существенно снизить затраты при его изготовлении и обеспечить очень высокую надежность работы электродвигателя / генератора. В качестве примера на рисунках 3, 4, 5 показаны основные части нескольких вариантов ЭМП вентильных реактивных электродвигателей и генераторов.

Рис. 3
Рис. 4
Рис. 5
Основные части нескольких вариантов ЭМП вентильных реактивных электродвигателей и генераторов

На рис.6 приведена механическая характеристика ЭМП в режиме с ограничением тока. Естественная механическая характеристика ЭМП при постоянном питающем напряжении аналогична такой же характеристике коллекторного электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.

Рис. 6. Механическая характеристика ЭМП в режиме с ограничением тока

Особенности электромеханического преобразования энергии в вентильном электродвигателе с переключаемой магнитной проводимостью заключаются в несинусоидальности токов и магнитных потоков в ЭМП и нелинейной зависимости между ними. Эти особенности не позволяют использовать методы, широко применяемые для анализа и синтеза электрических машин переменного тока традиционного конструктивного исполнения. Анализ и синтез ЭМП необходимо осуществлять с непременным учетом дискретности цикла электромеханического преобразования энергии и существенной нелинейной зависимости между токами в фазах и создаваемыми ими магнитными потоками в комплексе «электронный коммутатор — ЭМП».

Для проектирования ЭМП используется современный подход, включающий расчет магнитного поля в нелинейной постановке задачи. При этом учитываются реальные параметры материалов и особенности геометрии устройства. На рис. 7 показаны результаты расчета магнитного поля, представляющие зависимость потокосцепления фазной обмотки от угла поворота ротора и протекающего в ней тока.

Читать еще:  Atv квадроцикла характеристика двигателя
Рис. 7. Результаты расчета магнитного поля

Электронный блок управления электродвигателя / генератора представляет собой цифровую систему управления на базе нового поколения 16-разрядных микроконтроллеров производительностью до 40 млн. операций в секунду. Цифровая система управления позволяет резко сократить количество используемых компонентов, увеличить надежность и функциональность системы, уменьшить габаритные размеры электронного блока и его стоимость.

На рис. 8 показан блок электроники для электродвигателей / генераторов мощностью до 8 кВт. (Габариты 170х125х30 мм.)

Рис. 8. Блок электроники для электродвигателей / генераторов мощностью до 8 кВт

Цифровой синтез сигналов, поступающих с электронного коммутатора на ЭМП, осуществляется программно с помощью микропроцессорного блока управления. Программный синтез сигналов позволяет оперативно изменять частоту, форму и амплитуду выходных импульсов в зависимости от состояния датчиков электропривода / генератора, а также обеспечивает оперативное управление режимами его работы.

Микроконтроллер формирует основные управляющие сигналы, которые поступают на 3- или 4-фазный драйвер, обеспечивающий управление силовыми транзисторами электронного коммутатора. Конфигурация блока питания может быть изменена в зависимости от типа и величины напряжения питания, что позволяет на базе одного блока создавать электроприводы и генераторы различного назначения. При низковольтном напряжении питания (5 — 200 В) в блоке коммутатора используются MOSFET-транзисторы, а при высоковольтном (200 В и более) — IGBT-транзисторы. Применение современных мощных IGBT-транзисторов позволяет создавать электронные коммутаторы мощностью 5000 кВт и более, обеспечивая высокие энергетические и весогабаритные характеристики вентильным реактивным электроприводам / генераторам.

Основная управляющая программа контроллера хранится во Flash-памяти объемом до 256 Кбайт и может быть легко изменена через последовательный интерфейс RS232, что позволяет оперативно изменять основные характеристики и алгоритм работы стартера / генератора в процессе настройки или во время его эксплуатации.

Наличие микропроцессора в системе управления ВРД обеспечивает следующие режимы его работы:

  • регулирование оборотов в широких пределах и стабилизацию их на заданном уровне;
  • коррекцию естественно падающей механической характеристики ВРД для оптимизации параметров электропривода с тяговой, вентиляторной, крановой, экскаваторной и другими типами нагрузок;
  • разгон и торможение с необходимым ускорением;
  • пуск электропривода без превышения пусковых токов над номинальными, с предварительным выбором люфта редуктора;
  • рекуперацию энергии при торможении;
  • реверсирование;
  • самоторможение для исключения вращения нагруженного электропривода;
  • шаговый режим работы;
  • питание от сетей постоянного и переменного (однофазного и 3 фазного) напряжения; для генератора — стабилизацию и формирование выходного напряжения;
  • выдачу на дисплей текущих параметров электродвигателя / генератора и любой информации, поступающей с периферийных датчиков;
  • прием и выдачу команд и информации как в аналоговом, так и в цифровом виде;
  • дистанционное изменение параметров электропривода / генератора и алгоритма его работы;

Для связи с внешними компьютерными системами, активными пультами управления или для обеспечения параллельной работы и синхронизации нескольких электроприводов / генераторов в блоке управления может использоваться сетевой CAN-интерфейс (международный стандарт CAN 2.0 CiA-301). CAN (Controller Area Network) — сетевой интерфейс разработан фирмами «BOSСH» и «INTEL» для построения распределенных встраиваемых мультипроцессорных систем реального времени бортового и промышленного назначения. CAN обеспечивает надежную работу системы даже в условиях сильных электромагнитных помех. На рисунке 9 показано подключение нескольких электродвигателей к CAN-сети.

Рис. 9. Подключение нескольких электродвигателей к CAN-сети

CAN сеть обеспечивает эффективный обмен информацией между электронными блоками электродвигателей, а также обмен между пультом или несколькими пультами и каждым электродвигателем. Высокая скорость передачи (до 1Мбит/сек), гибкая система задания приоритетов CAN устройств позволяет передавать по сети синхросигналы или команды с критическим временем выполнения. На рис. 10 приведен пример организации следящей системы с использованием CAN-сети.

Электро двигатель как гениратор

Бесконтактный электродвигатель постоянного тока – это электрическая машина постоянного тока, в которой механический коллектор заменен полупроводниковым коммутатором, поэтому его также называют вентильный электродвигатель.

Бесконтактные двигатели обладают такими важными функциональными свойствами, как:
  • длительная наработка;
  • высокая надежность запуска после длительного пребывания в нерабочем состоянии;
  • пригодность для работы во взрыво-и пожароопасных средах;
  • работоспособность при низких давлениях окружающей среды.

Компания «НаукаСофт» занимается разработкой и созданием широкого спектра электрических машин – электродвигателей и генераторов для автономных потребителей, таких как магнитоэлектрические стартер-генераторы и силовые электродвигатели для привода авиационных силовых установок. Предприятие проводит полный курс разработки, от эскизного моделирования и предварительных расчетов до выпуска полной конструкторской документации по готовому изделию. За сотрудниками стоит огромный опыт конструирования различных агрегатов, и в своих новых разработках «НаукаСофт» внедряет качественно новые технологичные решения, бережно относясь к опыту старших поколений инженеров.

Читать еще:  Электрические схемы питания двигателя
Пример реализации
Двигатель-генератор ДГ-30НС

В настоящий момент компания «НаукаСофт» совместно с ОАО «Сарапульский электрогенераторный завод» разработала и изготовила двигатель-генератор ДГ-30НС. ДГ-30НС Двигатель предназначен для использования в качестве привода силовой установки перспективных самолётов и вертолётов на электрической тяге, в том числе разрабатываемого полностью электрического самолёта АВФ-32НС, с возможностью рекуперации энергии во время полёта. Отработанные технические и технологические решения для 30 кВт изделия позволяют масштабировать его по мощности (от 3 до 500 кВт).

Применение в составе двигателя-генератора центробежного охлаждающего вентилятора дает возможность ему работать эффективно при вращении как в одну сторону, так и в другую сторону.

За счет использования сдвоенных подшипников в переднем щите ДГ-30НС имеет возможность воспринимать осевые нагрузки как в прямом направлении (работа в двигательном режиме), так и в обратном направлении (работа в генераторном режиме при авторотации вентилятора силовой установки).

Основные характеристики двигателя-генератора ДГ-30НС
Габаритные размеры:

Учитывая имеющийся опыт компании «НаукаСофт» в разработке и изготовлении вышеуказанных устройств, предлагаем Вам воспользоваться нашими услугами по изготовлению и поставке бесконтактных электродвигателей постоянного тока для летательных аппаратов с соответствующими характеристиками, а при необходимости в кратчайшие сроки провести работы по разработке и изготовлению устройств с иными требуемыми характеристиками.

Бесплатформенная инерциальная навигационная система БИНС-500НС

Автономная интегрированная бесплатформенная инерциальная навигационная система

Распределенная инерциальная навигационная система (РИНС)

Информационно-измерительный комплекс, объединяющий в себе бесплатформенные инерциальные навигационные системы на базе волоконно-оптических и микромеханических измерителей

ИРУ-27

Интеллектуальное распределительное устройство (ИРУ-27) является первым в России цифровым специализированным бортовым устройством распределения электроэнергии и предназначено для применения в системах электроснабжения летательных аппаратов.

Локальный центр управления нагрузками ЛЦУН-Т

Бесконтактное коммутационное устройство управляемого распределения электроэнергии

Вихревой электронасос (ВНТ-500) для топливных систем

Наша организация разработала и изготовила опытный образец электронасоса для топливных систем агрегатов, устройств и транспортных средств, работающих в тяжелых условиях эксплуатации. Насос предназначен для подачи топлива к двигателю, бустерному (подкачивающему) и перекачивающим струйным насосам.

Рама для авиационного оборудования по стандарту ARINC600

НаукаСофт совместно с ALAMO Engineering GmbH разрабатывает и поставляет рамы для установки авиационного оборудования изготовленные по стандарту ARINC-600.

Управляемое коммутационное устройство УКУ-НС

Исполнительное устройство управления, контроля и защиты силовых электрических сетей постоянного и переменного тока

Управляемое коммутационное устройство УКУ1-500НС

Исполнительное устройство управления, контроля и защиты силовых электрических сетей постоянного и переменного тока

Цифровой управляющий модуль ЦУМ-НС

Специализированный бортовой вычислитель, предназначенный для управления всеми агрегатами и устройствами автономных систем электроснабжения, а также для организации информационного взаимодействия с вычислителями других систем и выдачи информации экипажу.

Двигатель-генератор ДГ-30НС

Бесконтактный электродвигатель постоянного тока – это электрическая машина постоянного тока, в которой механический коллектор заменен полупроводниковым коммутатором, поэтому его также называют вентильный электродвигатель.

Авиационный тяговый электродвигатель ДТ-60 НС

Авиационный тяговый электродвигатель ДТ-60 НС, разработанный компанией «НаукаСофт» и предназначенный для установки на полностью электрический самолет.

Авиационные генераторы МЭГ-НС

Авиационный генератор МЭГ-НС

129085, Москва, ул.Годовикова, 9 стр.3 Как добраться

Синхронный электродвигатель и генератор

Артикул: НТЦ-06.12

Цена: предоставляется по запросу

Учебный лабораторный стенд предназначен для изучения конструкции, принципа работы, рабочих характеристик синхронного двигателя и синхронного генератора.

Стенд позволяет проводить следующие лабораторные работы:

  1. Исследование характеристики холостого хода синхронного генератора E=f(IВ).
  2. Исследование характеристики короткого замыкания синхронного генератора IК=f(IВ).
  3. Исследование рабочих характеристик синхронного генератора U=f(I), IВ= f(I), U=f(IВ) при различных видах нагрузки.
  4. Исследование угловых характеристик синхронного генератора P=f(δ), U=f(δ).
  5. Исследование U-образной характеристики синхронного генератора I=f(IВ).
  6. Подключение к сети синхронного генератора методом самосинхронизации.
  7. Исследование трёхфазного синхронного генератора, включённого на параллельную работу с сетью.
  8. Исследование механической характеристики синхронного двигателя n=f(M).
  9. Исследование угловых характеристик синхронного двигателя P=f(δ), M=f(δ).
  10. Исследование рабочих характеристик синхронного двигателя M=f(P2), P=f(P2), I=f(P2).
  11. Исследование U-образной характеристики синхронного двигателя I=f(IВ).

Лабораторные работы, выполняемые только в режиме диалога с ПК:

  1. Исследование переходных процессов при подключении к сети синхронного генератора методом точной синхронизации.
  2. Исследование переходных процессов при подключении к сети синхронного генератора методом самосинхронизации.
  3. Исследование переходных процессов трёхфазного синхронного двигателя при изменении нагрузки.

Конструктивно стенд состоит из корпуса, в котором установлено электрооборудование, электронные платы, лицевая панель и столешница интегрированного рабочего стола и машинного агрегата, в состав которого входит один электродвигатель постоянного тока и один синхроный электродвигатель с обмоткой возюуждения (РНОМ=0,55кВт, nНОМ=1000об/мин, UСТАТОРА Y/∆=380/220В, IСТАТОРА Y/∆=5,3/9,2А, UРОТОРА=220В, IРОТОРА=3А).

Читать еще:  Горит значок неисправности систем двигателя

В корпусе стенда размещены:

  • широтно-импульсный преобразователь предназначенный для упраления двигателем постоянного тока, работаещего в режиме приводного двигателя и статической нагрузки;
  • модуль трехфазной регулируемой нагрузки предназначенный для создания активной или активно-индуктивной нагрузки для синхронного генератора;
  • измерительная система предназначенная для измерения и отображения исследуемых параметров двигателя/генератора (ток, напряжение, электрическая мощность, скорость, механический момент).

На лицевой панели стенда размещены:

  • органы управления двигателем постоянного тока;
  • органы управления двигателем синхронного генератора;
  • органы управления пуско-регулирующей аппаратуры;
  • органы управления трехфазной регулируемой нагрузки;
  • индикаторы системы измерения;
  • коммутационные гнеда;
  • USB-разъем для подключения ПК.

К лабораторному стенду прилагается программное и методическое обеспечение:

Электродвигатель / Генератор

10 экспериментов по темам:

  1. Магнитное поле катушки
  2. Преобразователи тока
  3. Электродвигатели
  4. Генератор
  5. Трансформатор

Укомплектуем вашу лабораторию по проекту или поможем составить проект с учетом ГОСТов, удобства работы, предложим варианты под разный бюджет

Доставляем по всем регионам России

Соберем, подключим, протестируем, гарантийное и постгарантийное обслуживание

Спасибо за ваше обращение! Наш менеджер свяжется с вами в самое ближайшее время.

Наличие
  • Лабораторная мебель
    • Лабораторная мебель Эксперт
      • Столы лабораторные
      • Тумбы
      • Надстройки лабораторные
      • Шкафы для хранения
      • Шкафы лабораторные вытяжные
      • Система управления вытяжным шкафом и контроля воздушного потока
      • Дополнительное оборудование
        • Электротехническое оборудование
        • Газовое оборудование
        • Оборудование водоснабжения
        • Вспомогательное оборудование
    • Лабораторная мебель Евроэксперт
      • Столы лабораторные
      • Тумбы
      • Надстройки лабораторные
      • Шкафы для хранения
      • Шкафы лабораторные вытяжные
      • Система управления вытяжным шкафом и контроля воздушного потока
      • Дополнительное оборудование
        • Электротехническое оборудование
        • Газовое оборудование
        • Оборудование водоснабжения
        • Вспомогательное оборудование
    • Kottermann (Germany)
      • Столы лабораторные
      • Шкафы для хранения
      • Шкафы лабораторные
      • Шкафы лабораторные вытяжные
    • Лабораторная мебель Экология
      • Столы
      • Тумбы
      • Шкафы вытяжные
    • Мебель серии «Практика»
      • Столы
      • Тумбы и мойки
      • Шкафы вытяжные
  • Лабораторные столы
  • Лабораторные тумбы
  • Лабораторные шкафы
    • Вытяжные шкафы
    • Сушильные лабораторные шкафы
  • Лабораторное оборудование
    • Общелабораторное оборудование
      • Daihan (South Korea)
        • Верхнеприводные (роторные) мешалки
        • Сушильные шкафы
        • Муфельные печи
        • Нагревательные плиты
        • Водяные и масляные бани
        • Криотермостаты
        • Термостаты
        • Автоклавы
        • Гомогенизаторы
        • Колбонагреватели
        • Магнитные мешалки
        • Лабораторные шейкеры
        • Ультразвуковые ванны
        • Инкубаторы
        • Термоблоки
        • Центрифуга лабораторная
      • Дозирующие устройства
        • Дозаторы
        • Дозирующие устройства для больших объемов
        • Наконечники для дозаторов
        • Стойки и аксессуары
      • Нагревательное, охлаждающее и термостатирующее оборудование
        • Инкубаторы
        • Камеры со светом
        • Климатические камеры
        • Морозильники
        • Нагревание
        • Сушильные шкафы
        • Электропечи
      • Перемешивание и встряхивание
        • Магнитные мешалки
        • Погружные мешалки
        • Шейкеры и миксеры
    • Весовое оборудование и аксессуары
      • Анализаторы влажности
      • Аналитические весы
      • Портативные весы
      • Прецизионные весы
    • Аналитическое оборудование
      • Спектрофотометры и фотометры
    • Пилотные установки
  • Лабораторная посуда
    • Лабораторная посуда и принадлежности из фарфора
    • Полимерная посуда и принадлежности (Россия)
      • Измерение объема
        • Колбы
        • Стаканы
        • Цилиндры
      • Общелабораторная
        • Воронки лабораторные
        • Комплекты
        • Кюветы
        • Наконечники
        • Пипетки
        • Планшеты
        • Пробирки
        • Чашки Петри
        • Элементы из пластика
      • Хранение
        • Бутылки и емкости
        • Контейнеры
        • Пакеты
        • Штативы и штатив-боксы
    • Полимерная посуда и принадлежности Vitlab (Germany)
      • Разделение и концентрирование
        • Эксикаторы
        • Бутыли для промывания газов
        • Водоструйные насосы
      • Измерение объема
        • Мерные цилиндры
        • Мерные кружки
        • Мерные колбы
        • Колбы Эрленмейера
      • Хранение
        • Промывалки
        • Капельницы
        • Лабораторные бутылки
        • Пробирки для проб
        • Пульверизаторы
        • Поддоны
        • Ведра
        • Штативы
        • Часовые стекла
        • Емкости для проб
        • Лотки и чаши
      • Наполнение и переливание
        • Емкость для утилизации химикатов
        • Пинцеты
        • Совки
        • Шпатели
        • Воронки
        • Соединители, клапаны и краны
    • Стеклянная посуда (Россия)
      • Измерение объема
        • Мензурки
        • Мерные колбы
        • Пробирки
        • Цилиндры
      • Общелабораторные
        • Аппараты, приборы и элементы из стекла
        • Воронки делительные
        • Воронки лабораторные
        • Камера Горяева
        • Колбы различной формы и объема
        • Кюветы
        • Покровные стекла
        • Предметные стекла
        • Стекла часовые
        • Чашки Петри
      • Хранение
        • Склянки и бутылки различного объема
  • Мебель и оборудование для учебных учреждений
    • Оборудование для школ
      • для 4-6 классов
      • для 7-11 классов
        • Физика
        • Химия
        • Биология
        • Прикладные науки
    • Оборудование для университетов
    • Мебель для специализированных кабинетов
      • Столы
        • Столы ученические
        • Столы преподавателя
        • Столы демонстрационные
        • Стол лаборанта
      • Стулья
      • Шкафы демонстрационные
  • Системы вентиляции и кондиционирования
    • Продукция компании Fiving
  • Спецодежда
    • Верхняя одежда
      • Антистатическая одежда
        • Брюки
        • Головные уборы
        • Халаты и куртки
      • Защита от кислот и щелочей
      • Защита от нефтепродуктов, масел, жиров
      • Защита от повышенных температур
      • Одежда для чистых помещений
    • Перчатки, защита рук
      • Нитриловые перчатки
      • Защита от нефтепродуктов, масел, жиров
    • Обувь
    • Защитная одежда от COVID-19
  • Лабораторные принадлежности
    • Инструменты
      • Изделия из стекла и стеклорезы
      • Инструменты
      • Ложки и шпатели
      • Лопатки
      • Ножи и ножницы
      • Пинцеты
    • Общелабораторные
    • Хранение
    • Штативы, подставки
      • Платформы и подставки
      • Штативы для пробирок
      • Штативы и крепления
  • Дезинфицирующие средства
    • Хлорсодержащие для уборки
    • На основе ЧАС
    • На основе изопропилового спирта

Наш адрес: 197022 , Санкт-Петербург ,
Аптекарский проспект, д. 6А, офис 701
Станция метро «Петроградская»

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector