А. Н. Низовой, н. А. Низовой

ТЕХНОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН С ЧАСТОТНО-ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

Рассмотрены основные принципы получения сверхнизких частот вращения синхронных двигателей с электромагнитной редукцией.

Известный способ амплитудной модуляции магнитного поля в воздушном зазоре электрических машин открытыми пазами статора и ротора положен в основу принципа действия двигателей с электромагнитной редукцией и высокочастотных генераторов. Таким машинам характерны общая закономерность – величина зубцового шага вдоль расточки статора или ротора постоянна. Использование в качестве рабочих полей зубцовых гармоник, вызванных амплитудной модуляцией, позволило создать разнообразные типы тихоходных электродвигателей.

Однако нижний предел скорости вращения выходного вала двигателей, работающих на этом принципе, ограничен (50—60) оборотами в минуту.

Для получения сверхнизких частот вращения предложен новый принцип – частотно-фазовая модуляция магнитного поля в воздушном зазоре /1/. Этот принцип может быть реализован, если величина зубцового шага изменяется вдоль расточки статора или ротора по определенному закону.

Приведены исследования магнитной проводимости воздушного зазора с переменным зубцовым шагом, получен спектральный состав несущей и боковых гармоник поля.

Сформулированы основные принципы работы тихоходных электродвигателей с частотно-фазовой модуляцией, определен порядок и скорость вращения зубцовых гармоник статора и ротора. Получены условия взаимодействия гармоник, при которых создаются вращающие моменты.

Обоснован принцип работы различных типов синхронных низкоскоростных двигателей с частотно-фазовой модуляцией.

Литература

1. А.с. № 350101 М.Кл.Н. 02 k 19/06. Редукторный электродвигатель/А.С.Куракин, А.Н.Низовой. Заявлено 27.07.70; Опубл.04.09.72//Бюл.№26.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.318.122

Н.И. Королев

ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ ОДНОФАЗНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ

Однофазные электромагниты переменного тока являются наиболее распространенными представителями этого класса электроаппаратов, промышленно освоенных как отечественными, так и зарубежными предприятиями. В сравнении с электромагнитами, работающими в цепях трехфазного тока, однофазные электромагниты характеризуются меньшей стоимостью при равных с трехфазными тяговых усилиях. Электромагниты переменного тока широко используются в цепях управления электроприводами, а эти цепи, как правило, работают в однофазном режиме.

Наибольшее распространение из-за относительной простоты изготовления и высокой надежности получили электромагниты, в которых часть полюса охвачена короткозамкнутым витком. Эффект расщепления единого магнитного потока на две сдвинутые по фазе составляющие достигается тем, что комплексное магнитное сопротивление рабочего зазора электромагнита в пределах экранированной и неэкранированной частей полюса оказываются существенно различными. Положительным эффектом конструкций с электромагнитным экраном является отсутствие моментов времени, в которые тяговое усилия электромагнитов равно нулю. Угол сдвига по фазе между векторами потоков принципиально может быть обеспечен в диапазоне от нуля до 90⁰. Обычно в серийных конструкциях этот угол обеспечивают в интервале 50-60⁰, что не всегда соответствует полному использованию возможностей конструкции однофазного электромагнита с короткозамкнутым витком.

Для оптимизации электромагнита с короткозамкнутым витком предлагается методика расчета, в которой увязаны между собой как параметры магнитной системы, так и характеристики электромагнитного экрана. Названные параметры используются в расчетах величин средних значений тяговых усилий электромагнита, создаваемых каждой из составляющих рабочего потока. Кроме того, находится амплитудное значение переменной составляющей тягового усилия. Результирующей оценкой работоспособности проектируемого электромагнита является определение минимального мгновенного значения его тягового усилия.

Указанная методика позволяет найти оптимальное конструктивное решение, если в качестве целевой функции выбрать максимальное использование ферромагнитных материалов магнитопровода и обмоточного провода катушки электромагнита.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.316.98

Ю.А. Перцев, Ю.В. Писаревский, П.Ю. Беляков

УСТРОЙСТВО АКТИВНОЙ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

Существующие в настоящее время средства пассивной молниезащиты [1-3] надежно защищают объект от поражения только "отрицательными" молниями, т.е. молниями, лидер которых образован отрицательными зарядами, а устройства молниезащиты активного типа или содержат источник радиоактивного излучения или имеют сложную конструкцию и высокую стоимость.

Авторами разработана технологичная конструкция молниеотвода активного типа, позволяющая надежно защищать различные объекты от попадания как "отрицательных" так и "положительных" молний.

Устройство содержит диэлектрический корпус, в который входит стержень-молниеприемник и стержень заземления. Внутри корпуса расположены последовательно соединенные накопительные блоки, верхний из которых, через формирующий конденсатор, соединен со стержнем-молниеприемником, а нижний – со стержнем заземления. В состав каждого блока входит конденсатор, разрядник и зарядный резистор. Каждый накопительный блок соединен с боковыми стержнями, расположенными на боковой поверхности корпуса. Для защиты элементов устройства от разрушающего действия разряда молнии на внешней поверхности корпуса имеется защитный разрядник.

Боковые стержни и стержень-молниеприемник, находясь в поле атмосферного электричества, поляризуются, между ними и стержнем- молниеприемником возникает разность потенциалов, под действием которой начинают заряжаться конденсаторы накопительных блоков. При пробое разрядника нижнего блока пробиваются разрядники остальных блоков, все конденсаторы соединяются последовательно, их напряжения складываются и суммарное напряжение прикладывается к стерженю-молниеприемнику. Импульс высокого напряжение инициирует встречный лидер. Разряд молнии через защитный разрядник замыкается на "землю", защищая объект от разрушения.