Методика расчета параметров обмотки якоря автотракторного генератора комбинированного возбуждения
Рассмотрены вопросы методики определения индуктивных сопротивлений реакции якоря по продольной и поперечной осям индукторного автотракторного генератора. По разработанной методике рассчитаны параметры обмотки якоря для опытной партии автотракторных генераторов комбинированного возбуждения мощность...
Збережено в:
Дата: | 2014 |
---|---|
Автор: | |
Формат: | Стаття |
Мова: | Russian |
Опубліковано: |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
2014
|
Назва видання: | Електротехніка і електромеханіка |
Теми: | |
Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148720 |
Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Цитувати: | Методика расчета параметров обмотки якоря автотракторного генератора комбинированного возбуждения / А.Н. Петренко // Електротехніка і електромеханіка. — 2014. — № 3. — С. 36–37. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-148720 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-1487202019-02-19T01:30:46Z Методика расчета параметров обмотки якоря автотракторного генератора комбинированного возбуждения Петренко, А.Н. Електричні машини та апарати Рассмотрены вопросы методики определения индуктивных сопротивлений реакции якоря по продольной и поперечной осям индукторного автотракторного генератора. По разработанной методике рассчитаны параметры обмотки якоря для опытной партии автотракторных генераторов комбинированного возбуждения мощностью 1 кВт. Опытные генераторы прошли успешные испытания и рекомендованы для производства на предприятии "УКРЭЛЕКТРОМАШ". Розглянуті питання методики визначення індуктивних опорів реакції якоря по подовжній і поперечних вісях індукторного автотракторного генератора. По розробленій методиці розраховані параметри обмотки якоря для експериментальної партії автотракторних генераторів комбінованого збудження потужністю 1 кВт. Експериментальні генератори пройшли успішні випробування і рекомендовані для виробництва на підприємстві "УКРЕЛЕКТРОМАШ". The paper deals with problems of determining armature reaction inductance in the longitudinal and transverse axes of an induction automotive generator. By means of a developed technique, armature winding parameters for a pilot batch of 1 kW automotive compositely excited generators have been calculated. The pilot generators have been successfully tested and recommended for production at UKRELECTROMASH plant. 2014 Article Методика расчета параметров обмотки якоря автотракторного генератора комбинированного возбуждения / А.Н. Петренко // Електротехніка і електромеханіка. — 2014. — № 3. — С. 36–37. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 2074-272X DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2014.3.06 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148720 621.313 ru Електротехніка і електромеханіка Інститут технічних проблем магнетизму НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Russian |
topic |
Електричні машини та апарати Електричні машини та апарати |
spellingShingle |
Електричні машини та апарати Електричні машини та апарати Петренко, А.Н. Методика расчета параметров обмотки якоря автотракторного генератора комбинированного возбуждения Електротехніка і електромеханіка |
description |
Рассмотрены вопросы методики определения индуктивных сопротивлений реакции якоря по продольной и поперечной
осям индукторного автотракторного генератора. По разработанной методике рассчитаны параметры обмотки якоря
для опытной партии автотракторных генераторов комбинированного возбуждения мощностью 1 кВт. Опытные генераторы прошли успешные испытания и рекомендованы для производства на предприятии "УКРЭЛЕКТРОМАШ". |
format |
Article |
author |
Петренко, А.Н. |
author_facet |
Петренко, А.Н. |
author_sort |
Петренко, А.Н. |
title |
Методика расчета параметров обмотки якоря автотракторного генератора комбинированного возбуждения |
title_short |
Методика расчета параметров обмотки якоря автотракторного генератора комбинированного возбуждения |
title_full |
Методика расчета параметров обмотки якоря автотракторного генератора комбинированного возбуждения |
title_fullStr |
Методика расчета параметров обмотки якоря автотракторного генератора комбинированного возбуждения |
title_full_unstemmed |
Методика расчета параметров обмотки якоря автотракторного генератора комбинированного возбуждения |
title_sort |
методика расчета параметров обмотки якоря автотракторного генератора комбинированного возбуждения |
publisher |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України |
publishDate |
2014 |
topic_facet |
Електричні машини та апарати |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148720 |
citation_txt |
Методика расчета параметров обмотки якоря автотракторного генератора комбинированного возбуждения / А.Н. Петренко // Електротехніка і електромеханіка. — 2014. — № 3. — С. 36–37. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
series |
Електротехніка і електромеханіка |
work_keys_str_mv |
AT petrenkoan metodikarasčetaparametrovobmotkiâkorâavtotraktornogogeneratorakombinirovannogovozbuždeniâ |
first_indexed |
2025-07-12T20:04:04Z |
last_indexed |
2025-07-12T20:04:04Z |
_version_ |
1837472836636114944 |
fulltext |
36 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2014. №3
© А.Н. Петренко
УДК 621.313
А.Н. Петренко
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ОБМОТКИ ЯКОРЯ
АВТОТРАКТОРНОГО ГЕНЕРАТОРА КОМБИНИРОВАННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ
Розглянуті питання методики визначення індуктивних опорів реакції якоря по подовжній і поперечних вісях індукто-
рного автотракторного генератора. По розробленій методиці розраховані параметри обмотки якоря для експериме-
нтальної партії автотракторних генераторів комбінованого збудження потужністю 1 кВт. Експериментальні гене-
ратори пройшли успішні випробування і рекомендовані для виробництва на підприємстві "УКРЕЛЕКТРОМАШ".
Рассмотрены вопросы методики определения индуктивных сопротивлений реакции якоря по продольной и поперечной
осям индукторного автотракторного генератора. По разработанной методике рассчитаны параметры обмотки якоря
для опытной партии автотракторных генераторов комбинированного возбуждения мощностью 1 кВт. Опытные гене-
раторы прошли успешные испытания и рекомендованы для производства на предприятии "УКРЭЛЕКТРОМАШ".
Введение. Решение проблемы повышения на-
дежности системы автотракторного электрооборудо-
вания является создание бесконтактных генераторов.
Отсутствие скользящего контакта в таких машинах в
значительной степени повышает надежность и долго-
вечность, снижает требования к квалификации об-
служивающего персонала. Многообразие исполнения
бесконтактных генераторов можно разделить на три
основных класса:
с электромагнитным возбуждением;
с возбуждением от постоянных магнитов;
с комбинированным возбуждением.
Генераторы с электромагнитным возбуждением
(индукторные, с вращающимся выпрямителем и др.)
обладают существенным недостатком. Они не обес-
печивают самовозбуждение генератора при отсутст-
вии аккумуляторной батареи либо при ее разряде.
Генераторы с постоянными магнитами усложняют
устройство регулятора напряжения ввиду широкого
диапазона изменения частоты вращения приводного
двигателя. В связи с этим перспективным является
генератор с комбинированным возбуждением, где
постоянные магниты ротора обеспечивают самовоз-
буждение, а обмотка возбуждения поддерживает тре-
буемое напряжение (рис. 1) [1].
Рис. 1
Сложные условия эксплуатации генераторных
установок, повышенные вибрации, значительные
перепады температуры и влажности окружающей
среды, трудности профилактики и текущего ремонта
предъявляют ряд требований к таким установкам:
срок службы до первого капитального ремонта
не менее 7000 моточасов;
минимальная потребность в техническом уходе;
стабильность напряжения бортовой сети;
самоограничения по максимальному току;
конструктивное исполнение, позволяющее объе-
динить генератор, выпрямитель и регулятор напряже-
ния в один блок – генераторную установку.
Следует отметить, что ряд изложенных требова-
ний находятся в известном противоречии друг с дру-
гом, поэтому при проектировании требуются опреде-
ленные компромиссы для отыскания оптимальных
решений [1, 2].
Методика расчета параметров обмотки якоря.
Расчет обмотки якоря выполняется при проектирова-
нии генератора, поэтому число витков в фазе, геомет-
рию катушек обмотки якоря, активные и индуктивные
сопротивления рассеяния фазы считаем известными.
Расчету подлежат индуктивные сопротивления реак-
ции якоря обмотки по продольной Xad и поперечной Xaq
осям, которые определяются магнитными проводимо-
стями по осям d и q. Ось d совпадает с осью постоянно-
го магнита, а ось q совпадает с осью зубца ротора.
Для определения проводимостей потоку реакции
якоря воспользуемся методом Поля. Взаимное поло-
жение зубцовых зон якоря и ротора, соответствующие
проводимости по оси d представлены на рис. 2.
Рис. 2. Взаимное положение зубцовых зон якоря и ротора
Удельная проводимость ady определяется сило-
выми трубками магнитного поля b2, b3, b3, b2 (рис. 2).
При этом силовая трубка шириной b2 состоит из двух
частей: верхней, включающей паз якоря и воздушный
зазор, и нижней, включающий паз ротора. Предвари-
тельно принимаем, что магнитная проницаемость
постоянного магнита близка к 0 (в дальнейшем маг-
нитная проницаемость постоянного магнита может
быть учтена).
экв
1экв
0 экв
1 2
1
2
11
a
dr
r
a
;
2
2
a
;
21 22 aq .
В выражениях для коэффициентов удельных
проводимостей отдельных магнитных силовых трубок
18
р
1
zt
b ;
2
я
2
ntb ;
2
я
3
zt
b ;
2
я
1
nb
a ;
2
я
2
zb
a ,
где tzp – зубцовое деление ротора; bnя – ширина паза
якоря; bzя – ширина зубца якоря.
ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2014. №3 37
Магнитная проводимость реакции якоря по оси d
и q определим из выражения [3]
adadyad KKl фм0я ,
aqaqyaq KKl фм0я ,
где Kфм – коэффициент формы поля возбуждения; Kad,
Kaq – коэффициенты приведения МДС реакции якоря
по продольной и поперечной осям к МДС постоянно-
го магнита
01
01
B
B
B
B
K
ad
ad
ad ;
01
01
B
B
B
B
K
aq
aq
aq ,
где Bad, Baq, B0 – максимальное значение индукций,
созданные МДС реакции якоря по продольной, попе-
речной осям и постоянными магнитами; Bad1, Baq1, B01
– первые гармоники индукции, созданные МДС реак-
ции якоря по продольной, поперечной осям и посто-
янным магнитом [3].
Значения Bad, Baq, B0 могут быть определены из
построения картины распределения индукции в воз-
душном зазоре на основании распределения проводи-
мости воздушного зазора, а Bad1, Baq1, B01 могут быть
получены из разложения кривых распределения ин-
дукции в ряд Фурье.
Индуктивные сопротивления обмотки якоря,
обусловленные потоком реакции якоря по продольно
и поперечной осям.
2
0
верх2
112 b
rd
r
b
;
1
21
0
нижн2 ln
1121
b
bb
rd
r
bb
;
нижн2верх2
нижн2верх2
2
.
Силовая магнитная трубка шириной b3 также со-
стоит из двух частей: верхней, включающей воздуш-
ный зазор экв, и нижней, включающей магнит высо-
той hм:
3
верх3
b
;
м
3
нижн3 h
b
;
нижн3верх3
нижн3верх3
3
; 32 22 ady .
Взаимное положение зубцовых зон якоря и рото-
ра, соответствующие проводимость по оси q пред-
ставлено на рис. 3.
Индуктивное сопротивление реакции якоря по
продольной Xad и поперечной Xaq осям определяется
из выражений:
adWss
s
ad KW
p
fm
X
24
;
aqWss
s
aq KW
p
fm
X
24
,
где WS – число витков фазы обмотки якоря; KWs –
обмоточный коэффициент обмотки якоря.
Полное индуктивное сопротивление по продоль-
ной Xd и поперечной Xq осям
sadd XXX ; saqq XXX ,
где XS – индуктивное сопротивление рассеяния об-
мотки якоря.
Рис. 3. Взаимное положение зубцов якоря и ротора,
соответствующее проводимости по оси q
Выводы. Применяя разработанную методику
можно рассчитывать параметры обмотки якоря, опреде-
лить индуктивные сопротивления реакции якоря по
продольной d и поперечной q осям индукторного гене-
ратора комбинированного возбуждения. По предложен-
ной методике рассчитана обмотка якоря автотракторно-
го генератора мощностью 1 кВт. На заводе "Укрэлек-
тромаш" изготовлена опытная партия таких генерато-
ров. Генераторы прошли успешные испытания и реко-
мендованы для внедрения в серийное производство.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Акимов С.В., Акимов А.В., Лейкин А.П. Генераторы
зарубежных автомобилей. – М.: За рулем, 1997. – 87 с.
2. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генерато-
ры с постоянными магнитами. – М.: Энергоатомиздат, 1988.
– 570 с.
3. Петренко А.Н., Иваненко В.Н., Осташевский Н.А. Ма-
тематическая модель автотракторного генератора с комби-
нированным возбуждением // Електротехніка і електроме-
ханіка. – 2002. – №1. – С. 61-65.
4. Бут Д.Л. Бесконтактные электрические машины. – М.:
Высшая школа, 1990. – 348 с.
REFERENCES: 1. Akimov S.V., Akimov A.V., Lejkin A.P. Generatory
zarubezhnyh avtomobilej. Moscow, Za rulem Publ., 1997. 87 p. 2. Balagurov
V.A., Galteev F.F. Elektricheskie generatory s postojannymi magnitami.
Moscow, Energoatomizdat Publ., 1988. 570 p. 3. Petrenko A.N., Ivanenko
V.N., Ostashevskij N.A. Matematicheskaja model' avtotraktornogo genera-
tora s kombinirovannym vozbuzhdeniem. Electrical engineering & electro-
mechanics, 2002, no.1, pp. 61-65. 4. But D.L. Beskontaktnye elektricheskie
mashiny. Moscow, Vysshaja shkola Publ., 1990. 348 p.
Поступила (received) 11.11.2013
Петренко Александр Николаевич, к.т.н.,
Харьковский национальный университет
городского хозяйства им. А.Н. Бекетова,
61002, Харьков, ул. Революции, 12
A.N. Petrenko
O.M. Beketov Kharkiv National University of Municipal Economy
12, Revolution Str., Kharkiv, 61002, Ukraine
An armature winding parameter calculation technique
for an automotive compositely excited generator.
The paper deals with problems of determining armature reaction
inductance in the longitudinal and transverse axes of an induc-
tion automotive generator. By means of a developed technique,
armature winding parameters for a pilot batch of 1 kW automo-
tive compositely excited generators have been calculated. The
pilot generators have been successfully tested and recommended
for production at UKRELECTROMASH plant.
Key words – winding, compositely excited generator,
calculating method.
|