Многообразие проявлений причинно-следственных связей в материальном мире обусловило существование нескольких моделей причинно-следственных отношений. Исторически сложилось так, что любая модель этих отношений может быть сведена к одному из двух основных типов моделей или их сочетанию.

Вентильно-индукторная машина (ВИМ)

Вентильно-индукторная машина относится к классу синхронных реактивных машин с вентильным управлением. В мировой технической литературе ВИМ обозначается как Switched Reluctance Machine (SRM) и представляет собой совокупность электромеханического преобразователя энергии - индукторной машины (ИМ) (рис.1) - и электронного блока управления (рис.2). Необходимыми составляющими блока управления являются:

блок управления коммутацией, содержащий алгоритм и систему управления электронным коммутатором;

датчики положения ротора и тока фазы, которые могут выполняться интегрированными с блоком управления коммутацией;

электронный коммутатор, обеспечивающий подключение обмоток индукторной машины к источнику питания.

Конструкция индукторной машины конфигурации 6/4.

Рис.1 Конструкция индукторной машины конфигурации 6/4.

Схема блока управления ВИМ.

Рис.2 Схема блока управления ВИМ.

Статор и ротор ИМ - зубчатые из шихтованной электротехнической стали. Обмотка статора ИМ выполняется в виде сосредоточенных, размещенных на зубцах катушек, что обеспечивает высокую технологичность их изготовления. Ротор ИМ не имеет обмотки, что повышает надежность и уменьшает стоимость ВИМ по сравнению с другими типами вентильного привода. Конфигурацию ВИМ принято обозначать дробью, в числителе которой указывают число зубцов статора, а в знаменателе число зубцов ротора .

Принцип действия ИМ основан на реактивном взаимодействии зубцов статора и ротора. Зубцы ротора ИМ, под действием протекающего в катушках фазы тока, стараются занять положение, соответствующее наибольшему значению энергии магнитного поля, что соответствует режиму двигателя. Потокосцепления катушек зависят от взаимного углового положения зубцов статора и ротора  (за принято рассогласованное положение зубцов) и тока катушек I (рис.3).

Рассогласованным положением сердечников статора и ротора для некоторой фазы ИМ называется такое положение, при котором зубцы фазы располагаются строго напротив пазов ротора. Это положение характеризуется минимальным значением индуктивности фазы и магнитного потока, сцепленного с ней, что объясняется максимальным значением магнитного сопротивления зазора между сердечниками.

Согласованным положением сердечников статора и ротора ИМ для какой-либо фазы называется такое положение, при котором зубцы фазы располагаются строго напротив полюсов ротора. Это положение характеризуется максимальным значением индуктивности фазы и сцепленного с ней магнитного потока, что определяется минимальной величиной магнитного сопротивления зазора между сердечниками.

Зависимость потокосцепления катушки ИМ (18/12) от углового положения и тока

Рис.3 Зависимость потокосцепления катушки ИМ (18/12) от углового положения и тока.

Момент, развиваемый ИМ согласно [3] по методу виртуальных перемещений:

Момент, действующий на ротор, может быть также определен из расчета магнитного поля ИМ с помощью взвешенного тензора натяжения (Weighted Stress Tensor) по [4], [5]. Метод расчета усилий на основе взвешенного тензора натяжения базируется на объемном интеграле тензора натяжения Максвелла для вакуума , по тонкой оболочке S, охватывающей подвижный элемент. Суммарное усилие, действующее на подвижный элемент электрической машины (ротор), определяется по данному методу как:

, где - функция, принимающая значение 1 внутри оболочки S, и 0 вне оболочки S.

Реализация данного метода позволяет рассчитывать момент (Мтн рис.4), создаваемый электрической машиной, более точно, чем по методу виртуальных перемещений (Мвм рис.4).

Зависимость момента ВИМ конфигурации 18/12 в зависимости от углового положения зубцов статора и ротора.

Рис.4 Зависимость момента ВИМ конфигурации 18/12 в зависимости от углового положения зубцов статора и ротора.

В двигательном режиме импульс напряжения от источника питания через ключи S1, S2 (рис.2) подается на обмотку фазы А в момент, когда зубцы статора и ротора находятся в близком к рассогласованному положении (I рис.5). При подходе зубцов к согласованному положению (II рис.5) ключи S1 и S2 размыкаются, и к обмотке фазы через диоды D1, D2 прикладывается напряжение противоположного знака, что способствует гашению магнитного поля фазы до достижения зубцами согласованного положения. К моменту, когда зубцы займут согласованное положение, ток и потокосцепление фазы должны быть равно нулю, иначе будет создаваться тормозной момент. Последовательно переключая катушки ИМ в порядке А, В, С (рис.1) в соответствии с показаниями датчика положения ротора получают непрерывное преобразование энергии. Направление вращения ротора при этом будет противоположенным направлению переключения фаз. Основные положения, относящиеся к двигательному режиму ВИМ, описаны в [2], [3], [6].

Перейти на страницу: 1 2

Немного больше о технологиях >>>

Экспериментальное исследование нелинейных эффектов в динамической магнитной системе
Цель нашей работы заключалась в экспериментальном исследовании физических эффектов, возникающих в системе с вращающимися постоянными магнитами [1] и изучении сопутствующих эффектов. Построенную нами экспериментальную установку будем далее по тексту называть конвертором. Вся лаб ...

Проблемы квазистатической электродинамики
В работах [1], [2] мы показали, что условием выполнения градиентной инвариантности (эквивалентность калибровки Лоренца и кулоновской калибровки) является жесткое ограничение на источники полей в уравнениях Максвелла. Заряды и токи в этих уравнениях должны перемещаться со скорос ...

Галерея

Tехнологии прошлого

Раскрытие содержания и конкретизация понятий должны опираться на ту или иную конкретную модель взаимной связи понятий. Модель, объективно отражая определенную сторону связи, имеет границы применимости, за пределами которых ее использование ведет к ложным выводам, но в границах своей применимости она должна обладать не только образностью.

Tехнологии будущего

В связи с развитием теплотехники ученые в прошлом веке пришли к простому, но удивительному закону, потрясшему человечество. Это закон (иногда его называют принцип) возрастания энтропии (хаоса) во Вселенной. technologyside@gmail.com
+7 648 434-5512