To tylko jedna z 14 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w szczecinie Wydział Elektryczny Katedra elektroenergetyki i Napędów Elektrycznych Elektromechaniczne systemy napędowe Zadanie laboratoryjne Model silnika z magnesami trwałymi do napędu skutera. Jacek Barański Jacek Jankowski Prowadzący dr inż. Piotr Paplicki Szczecin 2012
Wprowadzenie Maszyny elektryczne o magnesach trwałych mają długą historię rozwoju. Pierwsze maszyny elektryczne produkowane w XIX wieku były wzbudzane magnesami trwałymi. Jako magnesy stosowano stale węglowe. Niskie parametry magnetyczne magnesów były przyczyną tego, że po okresie około 40 lat rozwoju ich moc nie przekraczała kilku kW. Zastosowanie wzbudzania elektromagnetycznego (H. Wilde, S. Hirot, W. Siemens) umożliwiło zdecydowaną poprawę parametrów i wzrost mocy maszyn elektrycznych. Stagnacja w rozwoju maszyn o magnesach trwałych trwała do lat trzydziestych XX wieku, kiedy to zostały opracowane magnesy Al-Ni-Co (T. Mishima, 1932). Wówczas maszyny magnetoelektryczne stały się konkurencyjne w stosunku do maszyn o wzbudzeniu elektromagnetycznym, a rozpowszechniły się po zastosowaniu magnesów ferrytowych. Głównymi zaletami maszyn magnetoelektrycznych są: większa sprawność, prostsza konstrukcja i technologia, mniejsze zużycie materiałów, niższe koszty produkcji i eksploatacji. Około 40% światowej produkcji magnesów przeznaczone jest do wzbudzania maszyn elektrycznych, z czego 70% do maszyn stosowanych w pojazdach mechanicznych, głównie samochodach. Uwzględniając, że roczna światowa produkcja samochodów wynosi około 70 mln. sztuk, a współczesny samochód wyposażony jest przeciętnie w 35 silników elektrycznych, daje to ponad 2 miliardy maszyn rocznie. Na drugim miejscu pod względem stosowania maszyn o magnesach trwałych jest szeroko rozumiany przemysł produkujący sprzęt gospodarstwa domowego. Kolejne miejsce zajmuje przemysł komputerowy. Produkcja samych napędów dysków twar-dych jest na poziomie około 300 mln. sztuk rocznie. Stosowane w maszynach elektrycznych magnesy trwałe można podzielić na 4 grupy: ferrytowe, Al-Ni-Co, Sm-Co oraz Nd-Fe-B. Udział wagowy poszczególnych grup w rynku światowym wynosi: ferryty około 95%, Nd-Fe-B - ok. 3%, pozostałe magnesy ok. 2%. Pomimo upływu około 50 lat od pojawienia się na rynku magnesów ferrytowych i opracowania w tym czasie wielu nowych materiałów magnesy ferrytowe odgrywają nadal dominującą rolę. Wynika to z około 10 razy niższej ceny jednostki energii magnetycznej (w porównaniu z magnesami Nd-Fe-B) oraz dosyć dobrej odporności na odmagnesowanie. Rola magnesów Al-Ni-Co zmniejsza się wraz z rozwojem produkcji magnesów Nd-Fe-B.
(…)
… należało przeliczyć za pomocą programu FLUX strumień indukcji magnetycznej od magnesów podczas obrotu wirnika o τ. Należało, zatem ustalić prędkość obrotową i czas pomiaru.
Wielkość wartość jednostka
Rys.7 Rozkład indukcji magnetycznej w silniku z magnesami trwałymi
Wyniki
Rys. 8 Wykres momentu zaczepowego w czasie od 0 do 20 ms
Rys.9 Wyniki całej analizy mogły zostać pokazane w odpowiednio zmontowanym filmie.
` Rys.10 Kadr stworzonego filmu.
Podsumowanie i wnioski Zadanie laboratoryjne wymagało użycie dwóch najbardziej popularnych programów projektowych AutoCAD i FLUX. Program FLUX jest specjalnie dedykowanym programem dla projektantów maszyn elektrycznych, w odróżnieniu od programu COMSOL, który jest bardziej uniwersalny. W szybki i łatwy sposób można dokonać analizy różnych stanów silnika…
… jednostki energii magnetycznej (w porównaniu z magnesami Nd-Fe-B) oraz dosyć dobrej odporności na odmagnesowanie. Rola magnesów Al-Ni-Co zmniejsza się wraz z rozwojem produkcji magnesów Nd-Fe-B.
Symulacja w FLUX
Budowa obiektu
Rys.1 Przekrój poprzeczny uproszczonego silnika prądu stałego z magnesami trwałymi Aby zrealizować cel zadania czyli, sprawić żeby silnik się obracał, ważne jest, żeby w programie…
….
Rys. 2 Przybliżenie na wartwy szczeliny powietrznej
Rys. 3 Widok 3D części aktywnych
Prace nad bryłą wykonane były w programie AutoCAD i oprócz części aktywnych zostały narysowane części obudowy silnika.
Rys. 4 Rysunek 3D pokrywy silnika
Rys. 5 Rysunek 3D obudowy silnika wraz z zaczepami Właściwości fizyczne
Do części symulacyjnej niezwykle potrzebne jest odpowiednie zdefiniowanie fizycznych…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)