Высокооборотный беспазовый генератор, интегрированный в вспомогательную силовую установку: конструкция и экспериментальные исследования масштабируемого прототипа

Авторы

Вавилов В. Е.^*, Бекузин В. И.^**, Айгузина В. В.^***

Уфимский государственный авиационный технический университет, УГАТУ, ул. К. Маркса, 12, Уфа, 450008, Республика Башкортостан, Россия

*e-mail: s2_88@mail.ru
**e-mail: tiobaldo1@rambler.ru
***e-mail: vtipy@mail.ru

Аннотация

Представлена конструкция масштабируемого прототипа высокооборотного беспазового генератора с витым магнитопроводом статора из аморфного железа, интегрированного во вспомогательную силовую установку. Проведены экспериментальные исследования и компьютерное моделирование масштабируемого прототипа в режимах под нагрузкой и на холостом ходу. Показана целесообразность применения беспазовой конструкции генератора с витым магнитопроводом из аморфного железа в безредукторных вспомогательных силовых установках.

Ключевые слова

высокооборотный беспазовый генератор, безредукторная вспомогательная силовая установка, аморфное железо, витой магнитопровод статора

Библиографический список

1. Wang J., Howe D. Advanced electrical machines for new and emerging applications: Nordic Seminar on «Advanced Magnetic Materials and their Applications». – University of Sheffield (Pori, Finland), 2007. URL: http://www.prizz.fi/sites/default/files/tiedostot/linkki1ID332.pdf

2. Van Der Geest M., Polinder H., Ferreira J.A., Zeilstra D. Machine Selection and Initial Design of an Aerospace Starter/Generator // The Proceedings of the IEEE International Electric Machines and Drives Conference, Chicago. 2013, pp. 196-203.

3. Исмагилов Ф.Р., Хайруллин И.Х., Вавилов В.Е., Якупов А.М., Бекузин В.И. Применение бесконтактных подшипников в летательных аппаратах // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 21. № 5. С. 88-100.

4. Карасев Д.А., Арутюнов А.Г., Загордан А.А. К вопросу создания магистральных транспортных самолетов с электрическими силовыми установками // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 1. С. 132-139.

5. Rajashekara K., Grieve J. and Daggett D. Hybrid fuel cell power in aircraft // IEEE Industry Applications Magazine. 2008. Vol. 14. No. 4, pp. 54-60.

6. Xin Zhao, Guerrero J.M., Xiaohua Wu. Review of aircraft electric power systems and architectures // Proceedings of the 2014 IEEE International Energy Conference (ENERGYCON). IEEE International. 2014, pp. 949-953.

7. Jones R.I. The More Electric Aircraft: the past and the future? // IEE Colloquium on Electrical Machines and Systems for the More Electric Aircraft, 1999, pp. 1/1-1/4.

8. Quigley R.E.J. More Electric Aircraft // Proceedings of 8th the Applied Power Electronics Conference and Exposition, APEC'93. 1993, pp. 906-911.

9. Cavagnino A., Li Z., Tenconi A., and Vaschetto S. Integrated Generator for More Electric Engine: Design and Testing of a Scaled-Size Prototype // IEEE Transactions on Industry Applications. 2013. Vol. 49. No. 5, pp. 2034-2043.

10. Tosetti M., Maggiore P., Cavagnino A., and Vaschetto S. Conjugate Heat Transfer Analysis of Integrated Brushless Generators for More Electric Engines // IEEE Transactions on Industry Applications. 2014. Vol. 50. No. 4, pp. 2467-2475.

11. Bojoi R., Cavagnino A., Tenconi A., Vaschetto S. Control of shaft-line-embedded multiphase starter/generator for aero-engine // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2016, pp. 641-652.

12. Rodrigues Leon. High temperature embedded electrical machines for aerospace turbine applications. PhD thesis. University of Sheffield. 2013, 196 p.

13. Croft John. APU manufacturers Honeywell and Hamilton Sundstrand are powering up to meet the demands of next-generation aircraft // Flight International, 5-11/X. 2010. Vol. 178. No. 5260, pp. 39-41.

14. Besnard J.-P., Biais F., Martinez M. Electrical rotating machines and power electronics for new aircraft equipment systems // ICAS-Secretariat – 25^th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences. 2006, 9 p.

15. Ganev E. Selecting the Best Electric Machines for Electrical Power Generation Systems // IEEE Electrication Magazine. 2014, pp. 13-22.

16. Zwyssig C., Round S.D. and Kolar J.W. Power Electronics Interface for a 100 W, 500 000 rpm Gas Turbine Portable Power Unit // Applied Power Electronics Conference, Dallas, Texas, USA, 19-23 March 2006, pp. 283-289.

17. Borisavljevic A., Polinder H., Ferreira J. On the Speed Limits of Permanent-Magnet Machines // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2010. Vol. 57. No. 1, pp. 220-227.

18. Abdi B., Milimonfared J., Moghani J. Simplified Design and Optimization of Slotless Synchronous PM Machine for Micro-Satellite Electro-Mechanical Batteries // Advances in Electrical and Computer Engineering. 2009. Vol. 9. No. 3, pp. 84-88.

19. Hong D.K., Woo B.C., Jeong Y.H., Ahn C.W. Development of an Ultra High Speed Permanent – Magnet Synchronous Motor // International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 2013. Vol. 14, pp. 493-499.

20. Zwyssig C., Kolar J.W., Round S.D. Mega-Speed Drive Systems: Pushing Beyond 1 Million RPM // Mechatronics, IEEE/ASME Transactions. 2009. Vol. 14. No. 5, pp. 564-574.

21. Gieras J.F. Advancements in Electric Machines. – Springer, Berlin, 2008, pp. 81-113.

22. Yakupov A., Ismagilov F., Khayrullin I., Vavilov V. Method of Designing High-Speed Generators for the Biogas Plant // International Journal of Renewable Energy Research. 2016. Vol. 6. No. 2, pp. 447-454.

23. Ismagilov F., Vavilov V. Research of the Magnetic Field of High-Speed Magnetoelectric Generator // International Review of Electrical Engineering. 2016. Vol. 11. No. 2, pp. 136-141.

24. Romli F.I., Asmadi A.N., Dasuki N. Ergonomics study of vertical seat design for standing cabin concept in commercial transport aircraft // International Review of Aerospace Engineering. 2015. Vol. 8. No. 3, pp. 101-106.

25. Ammar Y., Stambouli A.B., Bekhti M. Design and optimization of microsatellite power system // International Review of Aerospace Engineering. 2015. Vol. 8. No. 4, pp. 141-150.

Скачать статью