альтернативная энергия (afhh723) wrote in ru_science,
альтернативная энергия
afhh723
ru_science

Все новое хорошо забытое старое.

Оригинал взят у afhh723 в Все новое хорошо забытое старое.


по правде говоря начинал я писать статью с большим воодушевлением. мне казалось, что я нашел классную идею и что как займусь её реализацией. уже практически мерещилась безбдная старость, но... вскоре выяснилось что идея бродит по свету с 40-х годов позапрошлого века, но по ряду причин остается малознакомой не специалистам в области электрических машин. попробуем немного исправить столь досадное недорозумение.

а начну я свой сказ с времен темных и неэлектрофицированных, в те давние времана люди не знали ни мобил не компьютеров, да и о самом электричестве имели смуные представления. однако человечество всегда не хотело "лишний раз гнуть спину" и всегда искало то, что это зделает за него. и за дело взялся этот господин.
45bfb6a7.png
обладая немалой смекалкой он, насколько мне известно, в 1844 году изобрел двигатель
1234.jpg


давайте разбиратся за счет чего он крутится. только одно "но" - мы не будем разбирать оригинальную идею как следует коммутировать катушки, не имея силовой электроники, а просто немого пофантазируем:

  1. если пару пара диаметрально размещенных катушек запитать постоянным током, то они создают поток магнитной индукции. хотя вряд ли оригинальная идея была такова - скоре притянет железочку, обозначенные маленькими буквами, но мы же живем в 21 веке и процесс коммутаци можем сделать более сложным, да и о магнитном поле знаем больше.

  2. если ротор изготовлен из материала с проницаемостью лучше чем у воздуха (например из стали), катушки попытаются выровнить ротор так, чтобы магнитное сопротивление цепи было минимально. т.е. немного его провернут.

  3. если потом включить другую пару катушек - они еще немного его провернут

как мы договорились мы не расматриваем оригинальный процесс коммутаци катушек. в век силовой электроники это скорее как музейный экспонат. однако похожий принцип двигателя используется в современных шаговых двигателях. там тоже,  переключая катушки, мы заставляем ротор вращатся - т.е. меняем в пространстве положение магнитной цепи, образованной катушками и ротором. такой режим работы шагового двигателя называется полношаговым.
full-step-drive.gif

все довольно просто. однако такой двигатель имеет ряд недостатков, как двигатель для вращательного движения. во-первых ротор фиксируются между полюсами катушек. т.е. мы повернули ротор и удерживаем его до переключения на следущую обмотку. для шагового двигателя просто отлично, но нам ведь нужно вращение. ну что же недостаток полностью устранить, как мне кажется, не получится. можно поигратся с геометрической формой дабы несколько улучшить переключение магнитной цепи. современные шаговые двигатели имеют ротор с зубцами, полюса катушек тоже имеют сложную форму.

использования такого двигателя дает ряд приимуществ

  1. отсутсвие колекторного узла

  2. высокий КПД

  3. высокий момент на широком интервале оборотов

  4. отсутсвие постоянных магнитов

довольно внушительный список?

возникает вопрос: а почему не укого не появилась мысль использовать такой двигатель? ответ банален - для промышленности боле экономически выгодным является обычный асинхронный двигатель в той или иной модификации. кроме того на электиричку или метро вполне можно поставить асинхронный двигатель с фазным ротором.

а вот с электромобилями ситуация сложнее. нужно совместить несовместимое - высокий КПД, широйкий диапазон оборотов с высоким моментом, хороший момент при пуске.

так себе говололомочка. что делают т.е. используют сейчас:

  • асинхронный двигатель со сложным электронным контролером.

  • используют синхроные вентельные безколекторныее двигатели, которые в своей конструкции имеют постоянные магниты.

  • в  подъемные механизмы ставят асинхронный двигатель с фазным ротором.


т.е. методы совмещения несовместимого оставляют желать лучшего, новернемся к "нашим баранам". впринципе рассматриваемое устройство совмещает несовместимое значительно лучше, так что мне оно видется хорошим решением для высокотехнологичного электротранспорта. оглянемся вокруг:

для меня было большим сюрпризм обнаружить промышленно выпускаемое устройство с данной идеалогией, но тем немене мне удалось найти производителя: http://www.ooo-sapfir.ru/vip.html

даже есть патент - патент РФ № 2179779. мне вот интересно, а на шаговые двигатели данный патент распростроняется?

смотрим картинку
vig-2.jpg

я бы это назвал "шаговый двигатель с малым числом полюсов". на всамом же деле это обсуждаемое устройство. производитель назывет его вентильно-индукторные электропривод.

наглядная картинка:
image002.jpg

что же как вы яхту назовете... недостатком этих установок можно назвать довольно сложную систему управления, которая должна в себя минимум включать коммутатор. однако ввиду падения цен на силовую электроннику с одновременным ростом надежности таковой, сводит этот недостаток к минимуму.

вот что заявляет производитель:

Основные достоинства вентильных индукторных двигателей, генераторов (ВИД/ВИГ):


  • простота конструкции: ротор и статор выполнен в виде пакетов листового магнитомягкого материала;

  • отсутствие обмоток на роторе: обмотки располагаются только на статоре. Катушки изготавливаются отдельно, и устанавливаются на полюса статора;

  • высокая ремонтопригодность;

  • отсутствие механического коммутатора (коллектора, щеток);

  • ВИД/ВИГ не содержит постоянных магнитов ни роторе, ни на статоре;

  • высокие массогабаритные характеристики;

  • высокая надёжность ВИД;

  • высокий диапазон частот вращения: от единиц до сотен тысяч об/мин;

  • бесконтактный, плавный, двухзонновый способ регулирования ‎частоты вращения в широком диапазоне более 100000 об/мин‎;

  • точность управления моментом.;

  • высокий КПД в широком диапазоне частот вращения более 92% ‎(для крупных машин 97-98%) ‎;

  • активный регулятор мощности;

  • отсутствие перегрузочных пусковых моментов;

  • пуск электропривода без превышения пусковых токов над номинальными;

  • реверсирование;

  • самоторможение для исключения вращения нагруженного электропривода.


в обще я честно говоря в руках сей девайс не держал, но хочется :)
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments