Выбор конструкции синхронного двигателя с постоянными инкорпорированными магнитами и асинхронным пуском

Электротехника

Электромеханика и электрические аппараты

2018. Т. 25. № 1. С. 143-156.

Авторы

Исмагилов Ф. Р., 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

Проведен анализ конструкций синхронных двигателей с постоянными инкорпорированными магнитами и асинхронным пуском для приводов топливоперекачивающих насосов аэрокосмической отрасли. Анализ проводился посредством компьютерного моделирования в программном комплексе Ansoft Maxwell. Доказано превосходство синхронных двигателей с постоянными инкорпорированными магнитами и асинхронным пуском над асинхронными двигателями. На основании компьютерного моделирования выявлена конструкция синхронного двигателя с постоянными инкорпорированными магнитами и асинхронным пуском, которая удовлетворяет требованиям, предъявляемым к приводам топливоперекачивающих насосов аэрокосмической отрасли. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании синхронных двигателей с постоянными инкорпорированными магнитами и асинхронным пуском.

Ключевые слова

синхронный двигатель, инкорпорированные постоянные магниты, асинхронный прямой пуск

Библиографический список

  1. Gerada D., Mebarki A., Brown N., Gerada C., Cavagnino A., Boglietti A. High-speed electrical machines: Technologies, trends, and developments // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2014. Vol. 61. No. 6, pp. 2946-2959. DOI: 10.1109/TIE.2013.2286777

  2. Cavagnino A., Li Z., Tenconi A., 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. DOI: 10.1109/TIA.2013.2259785

  3. Ganev E.D. High-Performance Electric Drives for Aerospace More Electric Architectures. Part I – Electric Machines // IEEE Power Engineering Society General Meeting. 2007, 8 p. DOI: 10.1109/PES.2007.385463

  4. Вавилов В.Е., Бекузин В.И., Айгузина В.В. Высокооборотный беспазовый генератор, интегрированный во вспомогательную силовую установку: конструкция и экспериментальные исследования масштабируемого прототипа // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 2. С. 164–175.

  5. Dieter Gerling, Mohammed Alnajjar. Six-phase electrically excited synchronous generator for More Electric Aircraft // International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM). 2016, pp. 7-13. DOI: 10.1109/SPEEDAM.2016.7525938

  6. Skawinski G. Fuel pump motor-drive systems for more electric aircraft: Doctor of Philosophy. – University of Bath, 2010. – 235 p.

  7. Weimer J.A. The role of electric machines and drives in the more electric aircraft // Proceeding of IEEE International Conference on Electric Machines and Drives (IEMDC), Madison, Wisconsin, USA. 2003. Vol. 1, pp. 11-15. DOI: 10.1109/IEMDC.2003.1211236

  8. Ribeiro R.L.A., Jacobina C.B., Lima A.M.N., da Silva E.R.C. A strategy for improving reliability of motor drive systems using a four-leg three-phase converter // Sixteenth Annual Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC 2001). 2001. Vol. 1, pp. 385-391. DOI: 10.1109/APEC.2001.911676

  9. Jacobina C.B., Freitas I.S., Oliveira T.M., da Silva E.R.C., Lima A.M.N. Fault tolerant control of five-phase AC motor drive // Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 35th Annual Power Electronics Specialists Conference. 2004. Vol. 5, pp. 3486-3492. DOI: 10.1109/PESC.2004.1355091

  10. Cao W., Mecrow B.C., Atkinson G.J., Bennett J.W., Atkinson D.J. Overview of Electric Motor Technologies Used for More Electric Aircraft (MEA) // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2012. Vol. 59. No. 9, pp. 3523-3531. DOI: 10.1109/TIE.2011.2165453

  11. Welchko B.A., Lipo T.A., Jahns T.M., Schulz S.E. Fault tolerant three-phase AC motor drive topologies: a comparison of features, cost, and limitations // IEEE Transactions on Power Electronics. 2004. Vol. 19. No. 4, pp. 1108-1116. DOI: 10.1109/TPEL.2004.830074

  12. Kasten Henning, Hofmann Wilfried. Electrical machines with higher efficiency through combined star-delta windings // IEEE International Electric Machines & Drives Conference (IEMDC). 2011, pp. 1374-1379. DOI: 10.1109/IEMDC.2011.5994806

  13. Cistelecan M. V., Ferreira F. J. T. E., Popescu M. Adjustable Flux Three-Phase AC Machines With Combined Multiple-Step Star-Delta Winding Connections // IEEE Transactions on Energy Conversion. 2010. Vol. 25. No. 2, pp. 348-355. DOI: 10.1109/TEC.2009.2035692

  14. Nakayama Misa, Naka Kouki, Morita Masao, Inoue Masaya, Shimada Akihiro. Induction machine. Patent US 20060355899, 31.06.2006.

  15. Siemens, https://www.siemens.com/global/en/home.html

  16. Геращенко В.В., Левшуков Н.Н., Гайдо В.К., Левшуков Н.И., Геращенко А.В., Башаримова В.Н. Способ повышения коэффициента полезного действия при эксплуатации трехфазных асинхронных электродвигателей электроприводов с изменяющейся нагрузкой / Патент РФ № 2449301. Бюлл. № 12, 27.04.2012.

  17. Ertugrul N., Soong W., Dostal G., Saxon D. Fault tolerant motor drive system with redundancy for critical applications // IEEE 33rd Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference. 2002. Vol. 3, pp. 1457-1462. DOI: 10.1109/PSEC.2002.1022381

  18. Lee Y., Habetler T.G. A stator turn fault tolerant strategy for induction motor drives in safety critical applications // 37th IEEE Power Electronics Specialists Conference. Jeju, South Korea. 2006, 7 p. DOI: 10.1109/pesc.2006.1712150

  19. Elistratova V., Hecquet M., Brochet P., Vizireanu D., Dessoude M. Analytical approach for optimal design of a line-start internal permanent magnet synchronous motor // 15th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE). Lille, France. 2013, 7 p. DOI: 10.1109/EPE.2013.6631924

  20. Chen Xiaoyuan, Deng Zhiquan, Peng Jingjing. Fault tolerant switched reluctance machine for fuel pump drive in aircraft // 4th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA 2009), Xian, China. 2009, pp. 2340-2344. DOI: 10.1109/ICIEA.2009.5138617

  21. El-Wakeel Amged, Gawish S. A., Badr M.A.L. Design of a fault tolerant switched reluctance motor for an aircraft fuel pump application // 8th International Conference on Aerospace Sciences and Aviation technology (ASAT99), At Cairo, Egypt. 1999, 14 p. DOI: 10.13140/2.1.1563.4242

  22. Dlugiewicz L., Kolowrotkiewicz J., Szelag W., Slusarek B. Permanent magnet synchronous motor to drive propellant pump // International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM), Sorrento, Italy. 2012, 2 p. DOI: 10.1109/SPEEDAM.2012.6264431

  23. Ismagilov F.R., Khayrullin I.Kh., Vavilov V.Ye., Bekuzin V.I., Ayguzina V.V. Minimization of Energy Losses in Ultra-High-Speed Electrical Rotating Machines // Elektrotehnicheskii vestnik. 2017. Vol. 84. No. 1-2, pp. 56-60.



Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024