Сергеев 5А07 электродвигатель
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральноегосударственноеавтономноеобразовательноеучреждениевысшегообразования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ»
Школа базовой инженерной подготовки Отделение общетехнических дисциплин
Расчет электрического двигателя
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ № 2
по дисциплине:
Современные технологии
Исполнитель: |
|
|
студент группы 5А07 |
Сергеев Алексей Сергеевич |
23.12.2021 |
Руководитель: |
Киселев Александр Викторович |
|
|
преподаватель |
|
Томск – 2021
Синхронный двигатель
Синхронная скорость достигается за счет взаимодействия постоянного и вращающегося магнитного поля. На рис. 1 показаны составляющие синхронного двигателя: ротор и статор.
Рис.1 Модель синхронного двигателя.
В ходе эксперимента воспользуемся значениями параметров для различных материалов магнита и сравним полученные экспериментальные характеристики для нахождения наиболее эффективного материала для электродвигателя.
Таблица 1.
Экспериментальная часть
Рассмотрим синхронный двигатель постоянного тока с постоянными магнитами и трехфазной коммутируемой обмоткой на статоре. Размеры двигателя показаны на рисунке 2, экспериментальным путем получим максимальный вращающий момент двигателя, для этого будем изменять материал магнитов вращающегося ротора.
Рис. 2 Модель синхронного двигателя
Эксперимент 1
Два магнита сделаны из сплава Самарий-Кобальт, который имеет относительную магнитную проницаемость Br=1.154 и коэрцитивную силу
Hc=550 кA/м.
Рис. 3 Исходные данные
Получаем значения вращающего момента, магнитодвижущей силы и пондеромоторной силы.
Эксперимент 2
В качестве материала магнитов выбираем сплав Pt-Co с параметрами: коэрцитивная сила Hc= 384 кА/м, магнитная проницаемость Br =6.4
Рис. 3 Сплав Pt-Co
Получаем увеличение значительное момента, магнитодвижущей и пондеромоторной силы по сравнению с исходным материалом магнитов.
Эксперимент 3
В качестве материала магнитов выбираем сплав бариевый феррит с параметрами: коэрцитивная сила Hc= 116 кА/м, магнитная проницаемость Br =4.08.
Рис. 4 Бариевый феррит
Получаем значительное уменьшение пондеромоторной силы и момента, и незначительное увеличение магнитодвижущей силы.
Эксперимент 4
В качестве материала магнитов выбираем сплав Sm-Co-Fe-Cu-Zr с параметрами: коэрцитивная сила Hc = 800 кА/м, магнитная проницаемость Br = 1.2.
Рис. 5 Сплав Sm-Co-Fe-Cu-Zr
Получаем значительное увеличение момента и пондеромоторной силы, уменьшение магнитодвижущей силы.
Эксперимент 5
В качестве материала магнитов выбираем сплав Nd-Fe-B-Co-Al с параметрами: коэрцитивная сила: Hc=880 кА/м, магнитная проницаемость Br=13.2.
Рис. 6 Сплав Nd-Fe-B-Co-Al
Получаем значительное уменьшение момента, увеличение пондеромоторной силы и магнитодвижущей силы.
В ходе проделанных экспериментов были изменены материалы магнитов и получены данные, по которым можно сделать вывод, что для достижения наибольшего момента необходимо использовать сплав Pt-Co или сплав Sm-Co-Fe-Cu-Zr, для достижения наибольшей пондеромоторной силы необходим сплав Nd-Fe-B-Co-Al, а для получения наибольшей магнитодвижущей силы следует использовать также сплав Nd-Fe-B-Co-Al. Для достижения наибольшей мощности. Мощность электродвигателя напрямую зависит от величины момента, который определяется материалом магнита, а именно коэрцитивной силой и магнитной проницаемостью. Наиболее эффективные сочетания данных параметров наблюдаются у сплава Pt-Co или у сплава Sm-Co-Fe-Cu-Zr.