Dr hab. L. Antal: Opracowanie koncepcji dwubiegowego silnika synchronicznego o rozruchu bezpośrednim wzbudzanego magnesami trwałymi.  Projekt badawczy promotorski nr 3 T10A 057 30, (2006-2008).

Głównym celem było eksperymentalne i obliczeniowe potwierdzenie możliwości budowy dwubiegowego silnika synchronicznego z magnesami trwałymi o zmienianych liczbach biegunów pola magnetycznego, uruchamianego przez bezpośrednie włączenie do sieci oraz opracowanie zasad jego projektowania.

W części teoretycznej omówiono zasady projektowania dwubiegowego silnika synchronicznego opartego na koncepcji celowo odkształconego pola magnetycznego zawierającego dwie podstawowe harmoniczne indukcji. Na przykładzie dwubiegowego silnika o stosunku prędkości obrotowych 1:2 pokazano zasady doboru składowych harmonicznych, sposób rozłożenia magnesów trwałych oraz odpowiedniego układu połączenia uzwojeń stojana. W części praktycznej opracowano modele obliczeniowy oraz fizyczny dwubiegowego silnika synchronicznego o stosunku prędkości obrotowych 2:3. Dodatkowo w celach porównawczych wykonano analogiczne badania dla dwubiegowego silnika indukcyjnego.

 

W pracy przedstawiono następujące wyniki obliczeń:

  • rozkładu pola magnetycznego w badanych dwubiegowych maszynach prądu przemiennego,
  • siły elektromotorycznej oraz momentu zaczepowego silnika z magnesami trwałymi,
  • charakterystyk biegu jałowego, zwarcia oraz obciążenia badanych dwubiegowych maszyn,
  • analizę przebiegów czasowych prądów oraz momentu elektromagnetycznego w stanie ustalonym,
  • charakterystyk rozruchowych, zależność momentu prądu rozruchowego w funkcji prędkości obrotowej,
  • przebiegów prądu, momentu oraz prędkości obrotowej w stanach dynamicznych obejmujących rozruch oraz zmianę prędkości obrotowej.

Porównanie parametrów eksploatacyjnych dwubiegowego silnika synchronicznego z magnesami trwałymi oraz indukcyjnego o tych samych wymiarach geometrycznych (tym samym stojanie) pokazuje, że:

  • dla większej prędkości obrotowej:

    - moce znamionowe są porównywalne,

    - silnik synchroniczny ma większy współczynnik mocy o 12 % oraz sprawność większą o 1,4 % od silnika indukcyjnego;

  • dla mniejszej prędkości obrotowej:

    - silnik synchroniczny ma większą moc znamionową o 40 %, o 22 % większy współczynnik mocy oraz o 10,8 % większą sprawność od silnika indukcyjnego.

 

Właściwości rozruchowe dwubiegowego silnika z magnesami trwałymi są gorsze od porównywalnego silnika indukcyjnego. Wykonany i zbadany model silnika z magnesami trwałymi można uruchomić tylko na większą prędkość obrotową, następnie można przełączyć go na mniejszą prędkość obrotową.

 

Cechy eksploatacyjne badanego dwubiegowego silnika synchronicznego predysponują go do napędów o wentylatorowej charakterystyce mechanicznej.

 
 do góry drukuj poleć stronę kontakt na skróty