МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С УПРУГОЙ СВЯЗЬЮ РОТОРА
The variant of the construction of a brushless magnetoelectric motor with limited deflection angle of the rotor was considered. The structure of the motor contains a permanent magnet of the rotor, single control winding, a permanent magnet stator. Orthogonal to the axis of the magnet stator windings...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1140 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Technical Electrodynamics |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Technical Electrodynamics| _version_ | 1870203843773464576 |
|---|---|
| author | Антонов, А.Е. Петухов, И.С. Филоменко, А.А. |
| author_facet | Антонов, А.Е. Петухов, И.С. Филоменко, А.А. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "А.Е. Антонов",
"institution": "Інститут електродинаміки НАН України, пр. Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна"
},
{
"author": "И.С. Петухов",
"institution": "Інститут електродинаміки НАН України, пр. Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна"
},
{
"author": "А.А. Филоменко",
"institution": "Інститут електродинаміки НАН України, пр. Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна"
}
] |
| author_sort | Антонов, А.Е. |
| baseUrl_str | https://techned.org.ua/index.php/techned/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-01-12T10:30:35Z |
| description | The variant of the construction of a brushless magnetoelectric motor with limited deflection angle of the rotor was considered. The structure of the motor contains a permanent magnet of the rotor, single control winding, a permanent magnet stator. Orthogonal to the axis of the magnet stator windings of electrical axis. The mathematical model of the dynamic state of the motor torque and the dynamic characteristics of the engine. References 5, figures 5. |
| first_indexed | 2026-06-16T01:21:40Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 1 49
УДК 621.313.8
МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО
ДВИЖЕНИЯ С УПРУГОЙ СВЯЗЬЮ РОТОРА
А.Е. Антонов, докт.техн.наук, И.С.Петухов, канд.техн.наук, А.А.Филоменко
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина.
e-mail: petuhov@ied.org.ua
Рассмотрен вариант построения бесконтактного магнитоэлектрического двигателя с ограниченным углом
отклонения ротора. Структура двигателя содержит постоянный двухполюсный магнит ротора, единст-
венную обмотку управления, постоянный магнит статора, ось намагничивания которого ортогональна элек-
трической оси обмотки, и неподвижный магнитопровод, охватывающий обмотку. Получена математичес-
кая модель динамического состояния двигателя, моментные и динамические характеристики двигателя.
Библ. 5, рис. 5.
Ключевые слова: постоянный магнит, бесконтактный двигатель магнитоэлектрического типа, динамическое
состояние
Существует особый класс исполнительных электромеханических устройств, предназначенных
для реализации возвратно-вращательного движения рабочих органов в некоторых типах приборов.
Такие исполнительные устройства используются в специальных шлифовально-полировальных
инструментах, медицинских инструментах для обработки послеоперационных рубцов и швов, а
также в многофункциональных средствах аппаратурной косметологии для проведения процедур
лимфодренажа, дермотонии и микрошлифовки кожи. Привод возвратно-вращательного движения
может быть построен на основе электродвигателя с постоянно вращающимся ротором, вал которого
кинематически соединен с рабочим органом посредством кулисного или кулачкового механизма.
Однако для достижения бесшумности работы приборов и повышения безопасности их применения
возможно реализовать управление положением и скоростью движения рабочего органа, не прибегая к
дополнительным механическим передачам. Исполнительный
двигатель в этом случае целесообразно строить по бесконтакт-
ной магнитоэлектрической схеме, позволяющей минимизиро-
вать габариты и энергопотребление привода [1].
Экспериментальные испытания двигателя показывают,
что резонанс имеет ярко выраженный характер, поэтому он
влияет на эргономичность работы инструмента, а также может
привести к нежелательному режиму работы рабочего органа.
Эти факторы являются необходимыми для того, чтобы резо-
нансный режим работы был прогнозируемый. Целью данной
работы является определение влияния конструктивных разме-
ров и характеристик материалов на резонансную частоту.
Общая схема построения бесконтактного двигателя
магнитоэлектрического типа для реализации возвратно-враща-
тельного движения ротора показана на рис. 1. Здесь в корпусе 1
установлен в подшипниках 2 вал 3, на котором установлен
двухполюсный постоянный магнит 4. С корпусом жестко
соединен концентричный валу магнитопровод 5, на внутренней
поверхности которого установлены две зеркально отраженные
и соединенные между собой электрически катушки 6 и 7, составляющие единую электрообмотку.
Между катушками 6 и 7 установлен один магнит 8 (или два диаметрально противоположных). Ра-
бочий орган 9 (например, абразивная насадка) установлен непосредственно на валу 3.
Благодаря взаимодействию магнитных полей неподвижного магнита 8 и магнита ротора 4 при
обесточенной обмотке достигается принудительная ориентация ротора в положение, при котором его
полюса располагаются против активных частей катушек 6 и 7. Магнитное взаимодействие между
© Антонов А.Е., Петухов И.С., Филоменко А.А., 2013
50 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 1
магнитами ротора и статора обеспечивает упругую связь между ними, благодаря чему
рассматриваемая магнитная система находится в положении устойчивого равновесия.
Пока обмотка не подключена к источнику питания, магнит 4 вместе с валом 3 и рабочим
органом 9 занимает положение, соответствующее рис. 1, при котором оси намагничивания магнитов
ротора и статора расположены в одной плоскости. При подключении обмотки к источнику тока
возникает электромагнитный момент, который выводит ротор из положения устойчивого равновесия, и
отклоняет его на угол, при котором электромагнитный момент обмотки уравновесит момент
магнитного взаимодействия ротора с магнитом статора. Изменение направления тока в обмотке
приводит к отклонению ротора в противоположную сторону. Таким образом, регулирование частоты и
амплитуды тока в обмотке приводит к изменению частоты и амплитуды отклонения рабочего органа.
Для построения модели динамического состояния дви-
гателя воспользуемся фундаментальным интегральным принци-
пом Гамильтона. Рассмотрим при этом два варианта построения
двигателя − с электромагнитным или магнитным способами
возбуждения потоков ротора. Расположим в неподвижной прямо-
угольной системе координат X0Y0Z0 (рис. 2) две обмотки: об-
мотку вращения (ОВ) и обмотку электромагнитной пружины
(ОП), расположив их соосно координатным осям OX и OZ
соответственно. Обмотку возбуждения ротора (ОР) свяжем с
подвижной системой координат X1Y1Z1, развернутой в некоторый
момент времени относительно неподвижной системы координат
вокруг оси OY на угол γ. Моменты инерции ротора относительно
трех взаимно ортогональных осей связанной системы координат
обозначим JX, JY, JZ. Поскольку рассматриваемый двигатель имеет особенности в виде упругой связи
между ротором и статором при ограниченных углах поворота ротора, остановимся более подробно на
происходящих в нем энергетических процессах. Очевидно, что запасание механической кинети-
ческой энергии происходит только во вращающемся роторе, поэтому выражение механической
кинетической энергии рассматриваемой электромеханической системы будет иметь вид
( )2 2 21
2Р Y Y Z ZТ J J J× ×= + +ω ω ω ,
где , ,X Y Zω ω ω − проекции абсолютной угловой скорости ротора на оси связанной системы
координат ОХ1, OY1, OZ1.
Поскольку ось вращения ротора всегда нормальна к плоскости X0OZ0, то 0,×ω = ,Yω = ω
0Zω = , а выражение для кинетической энергии ротора в динамическом режиме, когда скорость
вращения изменяется во времени, примет вид 20,5 .P YT J= &γ
В электрической части машины происходит запасание энергии в виде энергии магнитного
поля в индуктивностях обмоток. При этом энергию, запасаемую в электрическом поле в
рассматриваемом случае можно не принимать во внимание ввиду незначительности плотности этой
энергии ( 2 2Eε ) по сравнению с плотностью энергии магнитного поля.
Принимая обычные для беспазовых двигателей с сосредоточенными параметрами цепи
допущения об электрической линейности системы, магнитной однородности среды и постоянстве
собственных индуктивностей обмоток [5], примем выражение для энергии электромагнитного поля в
виде
3
,
0,5 ,i j i j
i j
W L i i= ∑ где ijL − собственные и взаимные индуктивности обмоток; ,i ji i − токи в
обмотках.
Поскольку по условию физической модели электрические оси обмоток управления и пру-
жины взаимно ортогональны, а ввиду отсутствия ферромагнитных сердечников в обмотках статора
0μ = μ , то взаимные индуктивности обмоток управления можно считать равными нулю. В то же вре-
мя взаимные индуктивности роторной обмотки с обмотками статора изменяются при изменении по-
ложения ротора, поскольку меняются коэффициенты электромагнитных связей между ними. В соот-
ветствии с рис. 2 запишем
sin ; cos ,PX XP X PZ ZP ZM M M M M M= = = =γ γ
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 1 51
где MX, MZ − взаимные индуктивности роторной обмотки с соответствующей обмоткой статора при
соосном их расположении.
С учетом изложенного выражение для энергии электромагнитного поля рассматриваемой
беспазовой машины примет вид
( 2 2 20,5 2 sin 2 cos ).M X X Z Z P P X X P Z Z PW L i L i L i M i i M i i= ⋅ + + + γ ⋅ + γ ⋅
Тогда полное выражение для силовой функции Лагранжа
2 2 2 20,5( 2 sin 2 cos ).P M X X Z Z P P X X P Z Z PL T W J L i L i L i M i i M i i= + = + + + + ⋅ + ⋅&γ γ γ γ (1)
Для учета сил рассеяния в двигателе воспользуемся диссипативной функцией Релея. В
механической части системы рассеяние подводимой энергии происходит только за счет вязкого
трения, которое зависит от скорости ротора. Функция рассеяния для механической части имеет вид
( )0,5 ,M YF = &γν где Yν − коэффициент вязкого трения, возникающего при движении ротора вокруг
оси ОY.
В электрической части системы рассеяние энергии происходит на активных сопротивлениях
обмоток , ,ОВ ОП PR R R и определяется токами в обмотках , ,X Y Zi i i , которые являются электрическими
аналогами коэффициентов вязкого трения
( )2 2 20,5 .E ОВ Z ОП P PXF i R i R i R= + +
В результате диссипативная функция Релея для рассматриваемого случая принимает вид
( )2 2 20,5 .M E Y ОВ Z ОП P PXF F F i R i R i R⎡ ⎤= + = + + +
⎣ ⎦
&γν (2)
Для построения модели состояния двигателя необходимо выполнить операции дифферен-
цирования силовой функции Лагранжа и диссипативной функции Релея по выбранным обобщенным
координатам, скоростям и времени и подставить результаты в уравнения Лагранжа второго рода
.k
k k k
d L L F Q
dt q q q
⎛ ⎞
− + =⎜ ⎟
⎝ ⎠& &
∂ ∂ ∂
∂ ∂ ∂
(3)
Дифференцирование функций (1) и (2) по обобщенным координатам, скоростям и времени дает
/ cos sin ;X X P Z Z PL M i i M i i∂ ∂ = −γ γ γ / ;YL J∂ ∂ =& &γ γ / sin ;X X X X PL i L i M i∂ ∂ = + γ
/ cos ;Z Z Z Z PL i L i M i∂ ∂ = + γ / sin cos ;P P P X X Z ZL i L i M i M i∂ ∂ = + +γ γ
;Y
d L J
dt
⎛ ⎞∂
= ⋅⎜ ⎟∂⎝ ⎠
&&
&
γ
γ
cos sin ;X P
X X P
X
di did L L M i
dt i dt dt
⎛ ⎞∂ ⎛ ⎞= + +⎜ ⎟ ⎜ ⎟∂ ⎝ ⎠⎝ ⎠
&γ γ γ
sin cos ;Z P
Z Z P
Z
di did L L M i
dt i dt dt
⎛ ⎞∂ ⎛ ⎞= + − +⎜ ⎟ ⎜ ⎟∂ ⎝ ⎠⎝ ⎠
&γ γ γ
cos sin sin cos ;P X Z
P X X Z Z
P
di di did L L M i M i
dt i dt dt dt
⎛ ⎞∂ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞= + + − +⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟∂ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎝ ⎠
& &γ γ γ γ γ γ
/ ;YF∂ ∂ =& &γ γν / ; / ; / .X X X Z Z Z R P PF i i R F i i R F i i R∂ ∂ = ∂ ∂ = ∂ ∂ =
Поскольку обмотка электромагнитной пружины возбуждена постоянным током, то член с
diZ/dt обращается в нуль. Подставляя результаты дифференцирования в (3), записав в правых частях
уравнений внешние обобщенные силы, которые соответствуют обобщенным координатам и
скоростям каждого из уравнений, получаем систему нелинейных дифференциальных уравнений
динамического состояния беспазового электродвигателя при принятых условиях и ограничениях
cos sin ;Y X X P Z Z P Y YJ M i i M i i m− + + =&& &γ γ γ γν (4)
cos sin ;X P
X X P X X X
di diL M i i R U
dt dt
⎛ ⎞+ + + =⎜ ⎟
⎝ ⎠
&γ γ γ (5)
52 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 1
sin cos ;P
Z P Z Z Z
diM i i R U
dt
⎛ ⎞− + + =⎜ ⎟
⎝ ⎠
&γ γ γ (6)
cos sin sin .P X
P X X Z Z P P P
di diL M i M i i R U
dt dt
⎛ ⎞+ + − + =⎜ ⎟
⎝ ⎠
& &γ γ γ γ γ (7)
Для перехода к модели состояния двигателя с магнитным возбуждением потока представим
постоянный магнит ротора в виде токового слоя с поверхностным током Ip [2], выразив взаимную
энергию магнита ротора и обмотки вращения через их взаимную проводимость. Для полной энергии
системы «магнит ротора-обмотка вращения» имеем [3]
( )2 1 2 2 1
00,5 0,5 0,5Х Х ХР ОВ Х Р Р Р Мц Р Р PW L i G w i I G tg G G I G I tg− −= + − + − +χ χ , (8)
где GXP − взаимная проводимость магнита ротора и обмотки, GP − собственная проводимость магнита
ротора, GМЦ − проводимость всей магнитной цепи, включая зазор, wOB − число витков обмотки
вращения, iX − ток в обмотке вращения, IP − полный поверхностный ток магнита ротора, IP0 −
поверхностный ток магнита ротора при обесточенной обмотке, χ − коэффициент магнитной твер-
дости (угол наклона прямой намагниченности), / 1,otg = −χ ρ μ ρ − коэффициент возврата.
Первый член в этом выражении представляет собой собственную энергию обмотки, второй −
взаимную энергию магнита и обмотки, третий и четвертый члены − собственную энергию магнита с
учетом проводимости всей магнитной цепи, включая воздушный зазор.
Выражение (8) является наиболее универсальным для описания состояния системы «магнит-
обмотка», поскольку учитывает независимо два фактора, влияющих на ее состояние: наличие внеш-
него источника поля и естественное размагничивание под действием воздушного зазора. Это выра-
жение может быть использовано для более глубокого исследования динамики электромеханических
систем с учетом изменения состояния магнитной среды. Для некоторых же практических случаев по-
строения электромеханических преобразователей процесс получения соотношений динамики взаимо-
влияния магнита и обмотки с током может быть существенно упрощен. В частности, такое упроще-
ние возможно при использовании для возбуждения потока высококоэрцитивных интерметаллических
композиций SmCo5 или NdFeB, которые в рабочем диапазоне на линии возврата практически не под-
даются внешнему воздействию взаимодействующей с ним обмотки. Это означает, что полный по-
верхностный ток магнита, который должен быть принят в качестве независимой обобщенной элек-
трической скорости при составлении энергетической функции, можно считать неизменным и равным
поверхностному току магнита при обесточенной обмотке.
В соответствии с изложенным после дифференцирования (8) по обобщенной скорости (IP0)
останется лишь один член GXP·wOB·IPO, который представляет собой взаимное потокосцепление ψX,
создаваемое магнитом ротора в обмотке вращения. Опытным путем было установлено, что взаимное
потокосцепление цилиндрического ротора и обмотки, расположенной в гладком концентричном
магниту зазоре, изменяется в зависимости от угла поворота γ по гармоническому закону, т.е.
ψX=ψ0sinγ. Это означает, что и взаимная энергия магнита и обмотки в БМД в зависимости от их вза-
имного углового положения при постоянной величине IP0 изменяется по такому же гармоническому
закону W=ψ0ixsinγ, где ψ0 − потокосцепление при соосном расположении магнита ротора и обмотки
вращения.
Введем обозначения:
0P X P ОВ Р ХР Xi M I w w G= = Ψ , 0P Z P ОП Р ZР Zi M I w w G= = Ψ .
Заметим, что понятие «число витков» не имеет физического смысла применительно к посто-
янному магниту, поэтому мы вправе выбрать любое удобное их значение, в частности, wP=1.
Перед тем, как произвести соответствующие замены в (4)−(7), учтем следующие обстоя-
тельства:
− постоянный магнит ротора для поддержания своего состояния не потребляет электро-
энергию, т.е. UP=0;
− поверхностный ток магнита ротора постоянен во времени, и все члены при diPO/dt
обращаются в 0;
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 1 53
− поле обмоток не оказывает влияния на состояние постоянного магнита и не может воз-
будить в нем никаких ЭДС, поэтому уравнение электрического равновесия для ротора не имеет
смысла.
В результате уравнения состояния БМД с единственной обмоткой управления, высоко-
коэрцитивным постоянным магнитом ротора и дополнительной обмоткой статора с постоянным
током будет иметь вид
cos sin ;Y X X Z Z Y YJ i i m− Ψ + Ψ + =&& &γ γ γ γν (9)
/ cos ;X X X X X XL di dt i R U+ Ψ + =&γ γ (10)
sin .Z Z Z Zi R Uγ γ−Ψ + =& (11)
Упростим систему уравнений (9)−(11), приняв условие отсутствия внешней нагрузки ротора
(mY=0) и малую величину угла отклонения ротора ( )sin ; cos 1γ = γ γ = . Тогда система (9)−(11) примет вид
;Y Y Z Z X XJ i i+ + Ψ = Ψ&& &γ ν γ γ (12)
/ ;X X X X X XL di dt i R U+ Ψ + =&γ (13)
.Z Z Z Zi R U−Ψ + =&γγ (14)
Для реализации принудительного возвратно-вращательного движения ротора в обмотке
вращения должен быть возбужден переменный ток, изменяющийся по периодическому закону. При
гармоническом законе изменения тока 0 cosX Xi i ft= уравнение (12) по форме соответствует класси-
ческому уравнению вынужденных колебаний твердого тела [4], где 0( ) cosX XF t i ft= Ψ − периоди-
ческая возмущающая сила, сопряженная с координатой γ ; Z Zi CΨ =γ γ − момент упругости магнит-
ной пружины; C − коэффициент упругости.
При нулевом значении возмущающей силы уравнение (12) преобразуется в уравнение
затухающих колебаний. Разделив все его члены на JY, получим
2
02 0f+ + =&& &γ δγ γ ,
где / 2Y YJ=δ ν − коэффициент затухания колебаний ротора; 0 / /Y Z Z Yf C J i J= = Ψ − частота
собственных колебаний системы при отсутствии трения.
В соответствии с общей теорией колебательных систем в случае δ<fo ротор будет совершать
затухающие колебания, амплитуда которых уменьшается по закону ( )0 exp / 2 sinY Yt J ft= −γ γ ν , где
0γ − начальный угол отклонения ротора.
Реакцией ротора на переменное воздействие обмотки будут установившиеся вынужденные
колебания той же частоты cos ft∗=γ γ , где ∗γ – амплитуда вынужденных колебаний ротора
0
2
X X
Y
i
I f
∗ Ψ
=γ
δ
.
Чтобы решить систему уравнений (12)−(14) от-
носительно переменной ∗γ , необходимо определить ее
коэффициенты. Для этого было проведено моделиро-
вание электромеханической системы, выполненное в
пакетах FEMLAB 3.1i и MATLAB 6.5, при приведен-
ных ниже габаритах двигателя и параметрах магнит-
ного материала: магнит ротора – ∅14,6х24 мм; магнит
статора – 3х2,5х20 мм; односторонний воздушный
зазор – 3,5 мм; материал магнитов – NdFeB (Br=1,1 Тл;
μм=1,04; γм=7,5 г/см3); внешний диаметр магнитопро-
вода − 26 мм; материал магнитопровода электротех-
ническая сталь 2013; номинальный момент инерции
ротора с насадкой − Jy=3,35⋅10-6 кг⋅м2; амплитуда на-
пряжения на выходе источника питания − 14 В.
Картина результирующего магнитного поля
при включенных магнитах ротора и статора для случая
54 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 1
отклонения ротора на угол 45 градусов относительно положения устойчивого равновесия показана на
рис. 3, где 1 – цилиндрический магнит ротора, 2 – призматические магниты статора, 3 – зеркально
отраженные катушки электрообмотки.
Полученный при моделировании закон распределения радиальной составляющей индукции
вдоль окружности в середине зазора при всех включенных магнитах системы показан на рис. 4:
кривая 1 – при нахождении ротора в положении устойчивого равновесия, кривая 2 – при развороте
ротора на 180 градусов. Промежуточные кривые распределения индукции соответствуют положени-
ям ротора, разворачиваемого последовательно на 20 градусов от каждого предыдущего положения.
Рис. 4 дает представление о характере искажения магнитного поля при повороте ротора под воз-
действием обмотки.
В результате решения системы уравнений (12)–(14) были получены моменты инерции приво-
да и рабочих органов, а также коэффициент упругой магнитной связи системы, соответствующие ре-
зонансному режиму с требуемой частотой. Это позволило сформулировать технические требования к
конструкции привода, позволяющие избежать возникновение резонанса при регулировании частоты,
либо, напротив, обеспечить режим форсированных колебаний рабочего органа путем задания соот-
ветствующих параметров питающего напряжения. Крутизна частотных характеристик привода пока-
зана на рис. 5, где приведены зависимости амплитуды вынужденных колебаний ротора от частоты
питающего напряжения обмотки при постоянстве его амплитуды: кривая 1 – при величине момента
инерции роторной части 1,2JY, кривая 2 – при номинальном значении JY, кривая 3 – при величине
момента инерции 0,8JY. Резкое возрастание амплитуды в области 25…30 Гц соответствует области
собственного резонанса системы.
Этот результат моделирования практически полностью совпадает с резонансными характе-
ристиками реального образца двигателя с приведенными выше параметрами, что подтверждает адек-
ватность полученной модели двигателя (12)−(14).
Выводы. Результаты моделирования позволяют сказать, что конструктивное исполнение и
характеристики применяемых материалов рабочих органов влияют на резонансную частоту и вели-
чину амплитуды резонанса. Увеличение момента инерции двигателя за счет пассивной нагрузки сме-
щает резонанс в область низших частот, а его снижение повышает резонансную частоту.
Для конкретного исполнения машины математическая модель позволяет прогнозировать
разброс резонансных частот при заданном наборе рабочих органов. Это влечет за собой предъявле-
ние к источнику питания особых технических требований.
Попадание области резонанса системы внутрь диапазона регулирования частоты колебаний
рабочего органа может быть использовано для реализации форсирования режима инструмента без
увеличения энергозатрат от источника питания. Если же явление возрастания амплитуды колебаний
при резонансе является нежелательным (например, в медицинских инструментах при проведении ле-
чебных процедур), то «опасный» частотный диапазон может быть программно запрещен.
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 1 55
1. Антонов А.Е. Электрические машины магнитоэлектрического типа. – К.: Институт электродинамики
НАН Украины, 2011. – 216 с.
2. Барабанов В.А. Основные модели постоянного магнита в электромеханических системах / Препринт
АН УССР. Ин-т электродинамики, № 222. − Киев, 1980. – 50 с.
3. Барабанов В.А. Энергия постоянного магнита // Техн. электродинамика. −1989. − № 5. – С. 3–13.
4. Бухгольц Н.Н. Основной курс теоретической механики. Ч.2. Динамика системы материальных точек.
– М.-Л.: Главная редакция технико-теоретической литературы, 1937. – С. 41–60.
5. Сили С. Электромеханическое преобразование энергии. – М.: Энергия, 1968. – 376 с.
УДК 621.313.8
МАГНІТОЕЛЕКТРИЧНИЙ ДВИГУН ЗВОРОТНО-ОБЕРТАЛЬНОГО РУХУ З ПРУЖНИМ ЗВ’ЯЗКОМ РОТОРА
О.Є. Антонов, докт.техн.наук, Пєтухов І.С., канд.техн.наук, Філоменко А.А.,
Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна,
e-mail: petuhov@ied.org.ua
Розглянуто варіант побудови безконтактного магнітоелектричного двигуна з обмеженим кутом відхилення
ротора. Структура двигуна містить постійний двополюсний магніт ротора, єдину обмотку управління, по-
стійний магніт статора, вісь намагнічення якого ортогональна електричній вісі обмотки, і нерухомий магні-
топровід, що охоплює обмотку. Одержано математичну модель динамічного стану двигуна, моментні та ди-
намічні характеристики двигуна. Бібл. 5, рис. 5.
Ключові слова: постійний магніт, безконтактний двигун магнітоелектричного типу, динамічний стан.
MAGNETOELECTRIC MOTOR RECIPROCATING ROTARY MOTION WITH ELASTIC COUPLING ROTOR
Antonov O.E., Petukhov I.S., Filomenko A.A.,
Іnstitute of elektrodynamіcs National Academy of Sciences of Ukraine,
Peremohy pr., 56, Kyiv-57, 03680, Ukraina,
e-mail: petuhov@ied.org.ua
The variant of the construction of a brushless magnetoelectric motor with limited deflection angle of the rotor was
considered. The structure of the motor contains a permanent magnet of the rotor, single control winding, a permanent
magnet stator. Orthogonal to the axis of the magnet stator windings of electrical axis. The mathematical model of the
dynamic state of the motor torque and the dynamic characteristics of the engine. References 5, figures 5.
Key words: permanent magnet, magneto magnetoelectric motor type, the dynamic state.
1. Antonov A.E. Electrical magnetoelectric machinery. – Kyiv: Instytut elektrodynamiky Natsionalnoi Аkademii nauk
Ukrainy, 2011. – 216 p. (Rus)
2. Barabanov V.А. The basic model of the permanent magnet electro-mechanical systems / Preprint Akademii nauk
Ukrainy. Institut Elektrodinamiki, № 222. – Kyiv, 1980. – 50 c. (Rus)
3. Barabanov V.А. Energy of permanent magnet // Tekhnicheskaia elektrodinamika. – 1989. – №5. – Pp. 3–13. (Rus)
4. Bukhholz N.N. The main course of theoretical mechanics. Part 2. The dynamics of the system of material points. –
Moskva-Leningrad: Glavnaia redaktsiia tekhniko-teoreticheskoi literatury, 1937. – Pp. 41–60. (Rus)
5. Seely S. Electromechanical energy conversion. – Moskva: Energiia, 1968. – 376 с. (Rus)
Надійшла 13.04.2012
Received 13.04.2012
|
| id | techned_org_ua-article-1140 |
| institution | Technical Electrodynamics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-06-16T01:21:40Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут електродинаміки НАН України, Київ |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | technedorgua/4a/73e0415357d0b58c99d1473c1c68ec4a.pdf |
| spelling | techned_org_ua-article-11402023-01-12T10:30:35Z MAGNETOELECTRIC MOTOR RECIPROCATING ROTARY MOTION WITH ELASTIC COUPLING ROTOR МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С УПРУГОЙ СВЯЗЬЮ РОТОРА Антонов, А.Е. Петухов, И.С. Филоменко, А.А. permanent magnet magneto magnetoelectric motor type the dynamic state постоянный магнит бесконтактный двигатель магнитоэлектрического типа динамическое состояние The variant of the construction of a brushless magnetoelectric motor with limited deflection angle of the rotor was considered. The structure of the motor contains a permanent magnet of the rotor, single control winding, a permanent magnet stator. Orthogonal to the axis of the magnet stator windings of electrical axis. The mathematical model of the dynamic state of the motor torque and the dynamic characteristics of the engine. References 5, figures 5. Рассмотрен вариант построения бесконтактного магнитоэлектрического двигателя с ограниченным углом отклонения ротора. Структура двигателя содержит постоянный двухполюсный магнит ротора, единственную обмотку управления, постоянный магнит статора, ось намагничивания которого ортогональна электрической оси обмотки, и неподвижный магнитопровод, охватывающий обмотку. Получена математическая модель динамического состояния двигателя, моментные и динамические характеристики двигателя. Библ. 5, рис. 5. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2012-12-28 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1140 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 1 (2013): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 049 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 1 (2013): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 049 2218-1903 1607-7970 uk https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1140/1014 Авторське право (c) 2023 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | постоянный магнит бесконтактный двигатель магнитоэлектрического типа динамическое состояние Антонов, А.Е. Петухов, И.С. Филоменко, А.А. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С УПРУГОЙ СВЯЗЬЮ РОТОРА |
| title | МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С УПРУГОЙ СВЯЗЬЮ РОТОРА |
| title_alt | MAGNETOELECTRIC MOTOR RECIPROCATING ROTARY MOTION WITH ELASTIC COUPLING ROTOR |
| title_full | МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С УПРУГОЙ СВЯЗЬЮ РОТОРА |
| title_fullStr | МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С УПРУГОЙ СВЯЗЬЮ РОТОРА |
| title_full_unstemmed | МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С УПРУГОЙ СВЯЗЬЮ РОТОРА |
| title_short | МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С УПРУГОЙ СВЯЗЬЮ РОТОРА |
| title_sort | магнитоэлектрический двигатель возвратно-вращательного движения с упругой связью ротора |
| topic | постоянный магнит бесконтактный двигатель магнитоэлектрического типа динамическое состояние |
| topic_facet | permanent magnet magneto magnetoelectric motor type the dynamic state постоянный магнит бесконтактный двигатель магнитоэлектрического типа динамическое состояние |
| url | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1140 |
| work_keys_str_mv | AT antonovae magnetoelectricmotorreciprocatingrotarymotionwithelasticcouplingrotor AT petuhovis magnetoelectricmotorreciprocatingrotarymotionwithelasticcouplingrotor AT filomenkoaa magnetoelectricmotorreciprocatingrotarymotionwithelasticcouplingrotor AT antonovae magnitoélektričeskijdvigatelʹvozvratnovraŝatelʹnogodviženiâsuprugojsvâzʹûrotora AT petuhovis magnitoélektričeskijdvigatelʹvozvratnovraŝatelʹnogodviženiâsuprugojsvâzʹûrotora AT filomenkoaa magnitoélektričeskijdvigatelʹvozvratnovraŝatelʹnogodviženiâsuprugojsvâzʹûrotora |