ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОГО ПРИВОДА МЕХАНИЗАЦИИ КРЫЛА САМОЛЕТА
In this article, we consider an integrated approach to design of disc-type motor with permanent magnets on the rotor. As the design object an electric motor is selected and intended for use as a drive of mechanization of a wing in airplane An-178. This approach involves the selection of number for p...
Gespeichert in:
| Datum: | 2015 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ
2015
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/897 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Technical Electrodynamics |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Technical Electrodynamics| _version_ | 1870202690268561408 |
|---|---|
| author | Гребеников, В.В. Прыймак, М.В. Гамалея, Р.Р. Шарабан, Ю.В. |
| author_facet | Гребеников, В.В. Прыймак, М.В. Гамалея, Р.Р. Шарабан, Ю.В. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "В.В. Гребеников",
"institution": "Інститут електродинаміки НАН України, пр. Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна"
},
{
"author": "М.В. Прыймак",
"institution": "Інститут електродинаміки НАН України, пр. Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна"
},
{
"author": "Р.Р. Гамалея",
"institution": "Інститут електродинаміки НАН України, пр. Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна"
},
{
"author": "Ю.В. Шарабан",
"institution": "Государственное предприятие «Харьковское агрегатное конструкторское бюро», ул. Сумская, 132, Харьков, Украина"
}
] |
| author_sort | Гребеников, В.В. |
| baseUrl_str | https://techned.org.ua/index.php/techned/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-12-29T12:10:10Z |
| description | In this article, we consider an integrated approach to design of disc-type motor with permanent magnets on the rotor. As the design object an electric motor is selected and intended for use as a drive of mechanization of a wing in airplane An-178. This approach involves the selection of number for poles, preliminary optimization of the magnetic system in Comsol Multiphisics package with the wiev of obtaining maximum static torque at the given overall dimensions of electric machine, the estimation of loss on heating and eddy currents, as well as calculation of the dynamics motor mode using Matlab Simulink package and building the motor load characteristic. References 4, figures 8. |
| first_indexed | 2026-06-16T01:13:48Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1607-7970. Техн.електродинаміка. 2015. № 1 59
УДК 621.313.17
ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ ДЛЯ
КОМБИНИРОВАННОГО ПРИВОДА МЕХАНИЗАЦИИ КРЫЛА САМОЛЕТА
В.В.Гребеников1, докт.техн.наук, М.В.Прыймак1, Р.Р.Гамалея1, Ю.В.Шарабан2
1 − Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина, Email: elm1153@gmail.com
2 − Государственное предприятие «Харьковское агрегатное конструкторское бюро»,
ул. Сумская, 132, Харьков, Украина.
В работе рассмотрен комплексный подход к проектированию электродвигателя дискового типа с
постоянными магнитами на роторе. Как объект проектирования выбран электродвигатель, предназначенный
для ис-пользования в качестве привода механизации крыла самолета Ан-178. Подход включает выбор числа
полюсов, предварительную оптимизацию магнитной системы в пакете Comsol с целью получения
максимального вращающего статичного момента при заданных внешних габаритах электрической машины,
оценку потерь на нагрев и вихревые токи, а также расчет двигательного режима в динамике с
использованием пакета Matlab Simulink и построение нагрузочной характеристики электродвигателя. Библ.
4, рис. 8.
Ключевые слова: электродвигатель, магнитная система, электрическая машина дискового типа с постоянными
магнитами, электромеханический момент, динамические процессы.
При управлении полетом современного самолета используется широкий набор
аэродинамических поверхностей, которые в процессе полета перемещаются по командам пилота и
автоматических систем управления полетом. Совокупность устройств на крыле летательного
аппарата, предназначенных для регулирования его несущих свойств, называют механизацией крыла
(МК). Суть регулирова-ния состоит в том, что с помощью специальных приспособлений
увеличивается кривизна профиля (в некоторых случаях и площадь крыла), вследствие чего
изменяется картина обтекания крыла. Управление такими поверхностями осуществляется
гидравлическими или электромеханическими привода-ми. При повышении степени электрификации
самолёта и с целью повышения безопасности при отказе самолетной гидросистемы предполагается
переходить от гидроприводов с питанием только от гид-
росистем к автономным, которые питаются от
электрической системы переменного и постоянного тока
или комбинированным приводам. Для нового
транспортного самолета Ан-178 предлагается
использовать в МК электродвигатель с постоянными
магнитами дискового типа [1], который выгодно
отличается от других возможных вариантов, например,
от коллекторных двигателей, существенно более
высокой надежностью.
Основное требование при проектировании
данного электродвигателя: в заданных габаритах
магнитной системы (диаметр D0 не более 90 мм,
толщина Т не более 27 мм) обеспечить получение
заданной мощности (не менее Р = 1 кВт при
номинальной частоте вращения ротора n = 8000 об/мин
и плотности тока в обмотках J =10 А/мм2). Учитывая
габаритные ограничения на проектируемый
электродвигатель, было принято решение ис-пользовать
дисковую конструкцию магнитной системы,
отличающуюся более рациональным расположения
активных компонентов магнитной системы.
Цель работы – при заданных габаритах
дискового электродвигателя определить расчетным
путем основ-ные размеры магнитной системы, при
© Гребеников В.В., Прыймак М.В., Гамалея Р.Р., Шарабан Ю.В., 2015
Рис. 1
60 ISSN 1607-7970. Техн.електродинаміка. 2015. № 1
которых обеспечивается заданная мощность, а также рассчитать дина-мические характеристики в
двигательном режиме.
На рис. 1 показаны элементы конструкции электродвигателя, который состоит из
двухстороннего стато-ра с обмотками катушечного типа и ротора из постоянных магнитов.
Технология изготовления статора такого двигателя следующая: навивается тор из изотропной
электротехнической стали, в котором фрезеруются пазы для укладки катушек. Катушки статора
наматываются на оправку соответствующего профиля и затем укладываются в пазы статора. Каркас
ротора выполняется из немагнитного материала, в котором закрепляются постоянные магниты.
Выбор числа полюсов электродвигателя. На первом этапе проведено исследование
модификаций электродвигателя с различным количеством катушек в статоре и постоянных магнитов
в рото-ре. При заданных габаритах магнитной системы соотношение между количеством полюсов
статора (2рs) и количеством полюсов (магнитов) ротора (2рr) для трехфазной системы существенным
образом влияет на характеристики электродвигателя. Исходя из известных соотношений [4]: 2рr = 2рs
± 2k (k=1, 2, 3…), для расчетов и анализа выбраны такие сочетания: 2рs-2рr; 18-24; 12-16; 6-8.
Для выбранных сочетаний полюсов статора и ротора производился расчет магнитного поля и
электромагнитного момента в программном пакете Comsol 3.4 при следующих условиях:
коэрцитивная сила постоянных магнитов задавалась равной HcB = 930 кА/м, остаточная индукция Br
= 1,23 Тл, магнитная проницаемость магнитов принята равной μПМ = 1,05, магнитопровод статора –
сталь марки 2421 (с учетом нелинейности кривой намагничивания стали). В трехфазной системе
фазы статора во всех расчетах включены следующим образом: А(+), В(0), С (–). Исходя из условий
эксплуатации электродвигателя, плотность тока в обмотках управления задавалась равной J = 10
А/мм2.
Расчет зависимости электромагнитного момента от
угла поворота ротора для выбранных сочетаний 2рs−2рr произ-
водился в диапазоне от оси d (поле соответствующих полюсов
ротора направлено согласно с полем, создаваемым
включенными фазами статора) до оси q (поле
соответствующих полю-сов ротора направлено встречно к
полю, создаваемому включенными фазами статора). Для
исследуемых моделей этот диа-пазон равен 180°
(электрических градусов). Для повышения точности расчетов
при двухмерном моделировании зависимость
электромагнитного момента от угла поворота ротора рас-
считывалась следующим образом: расчетная область
разделялась на три равные части, средние сечения которых
показаны цифрами 1, 2, 3 на рис. 1 и 3, а. Для каждой из частей
определялась зависимость момента от угла поворота ротора
(М1, М2, М3); результирующий электромагнитный момент
определялся как сумма − М = М1+М2+М3. На рис. 2, а показаны
результаты расчета электромагнитного момента от угла
поворота ротора для моделей со следующим сочетанием 2рs-
2рr: 18-24; 12-16; 6-8 (на рис. 2, а соответственно обозначено –
Модель 18-24, Модель 12-16, Модель 6-8), из которого видно,
что при сочетании полюсов 6-8 получено наименьшее значение
электромагнитного момента, а при сочетании 12-16 −
наибольшее.
Коммутация фаз статора в двигателе с постоянными магнитами осуществляется от датчиков
обратной связи (датчиков Холла либо оптоэлектрических), при этом зона коммутации составляет 60°
(электрических градусов). В результате расчетов определено, что среднее значение электромагнитного
момента в зоне коммутации для электродвигателя с различным соче-танием полюсов статора и ротора
следующее: М(18-24) = 1,54 Нм; М(12-16) = 1,93 Нм; М(6-8) = 0,98 Нм. Следует также отметить, что для
данного электродвигателя рассчитывался электромагнитный момент и с другим сочетанием полюсов,
например, 18-12. Однако в этом случае наблюдались пульсации электромагнитного момента, а его
среднее значение в зоне коммутации было существенно ниже.
Рис. 2, а, б
ISSN 1607-7970. Техн.електродинаміка. 2015. № 1 61
Таким образом, для заданных габаритных размеров электродвигателя наибольшее значение
среднего электромагнитного момента было получено для сочетания полюсов статора и ротора − 12-16.
Для этой модели были проведены дополнительные расчеты в трехмерной и двухмерной постановке,
результаты которых представлены на рис. 2, б. На этом рисунке приведены зависимости
электромагнитного момента от угла поворота ротора (в электрических градусах), при этом расчеты
произведены для следующих условий: в трехмерной постановке − кривая 1, в двухмерной постановке
по трем сечениям − кривая 2 и в двухмерной по среднему сечению (сечение обозначено цифрой 2 на
рис. 1) − кривая 3. Анализируя эти графики, следует отметить, что расхождение в значениях
электромагнитного момента между двухмерной постановкой по трем сечениям и трёхмерной
незначительно и состав-ляет примерно 2%. Объясняется это тем, что рассеяние магнитного потока
для такого типа двигателей весьма несущественно, поскольку воздушный зазор определяется
двухсторонним зазором между статором и ротором и толщиной постоянных магнитов, магнитная
проницаемость которых практически равна проницаемости воздуха. Зависимость момента от угла
поворота ротора (кривая 3), рассчи-танная по среднему сечению, имеет пульсации; это объясняется
тем, что для данной модели (согласно рис. 3, а) угол между боковыми гранями магнитов 4 составляет
22,5°, а угол между боковыми гра-нями зубцов статора 5−30°. Однако среднее значение
электромагнитного момента в зоне коммутации отличается несущественно: для трехмерной
постановки – М3D = 1,91 Нм; для двухмерной по трем сечениям − М2D(1-2-3) = 1,92 Нм; для двухмерной
постановки по среднему сечению − М2D(2) =1,99 Нм. В последующих расчётах при нахождении
оптимальной геометрии магнитной системы за основу был взят вариант с сочетанием полюсов 2рs-2рr
− 12-16, при этом электромагнитный момент определялся в двухмерной постановке по трем
сечениям.
Выбор оптимальной геометрии магнитной системы. На втором этапе для поиска
оптимальных размеров магнитной системы электродвигателя был проведен ряд расчетов. Суть
оптимиза-ции заключалась в нахождении таких размеров активных элементов электродвигателя,
которые обеспечивали бы максимальный крутящий момент электродвигателя в заданных габаритах
[2,3]. В про-граммном пакете Comsol 3.4 была построена параметрическая модель дискового
электродвигателя,
позволяющая
варьировать
геометрическими
размерами магнитной
системы (рис. 3).
В качестве
неизменных параметров
были выбраны:
внешний диаметр
магнитной системы (Do
= 90 мм); толщина
стального диска без
учета концент-раторов
(HS =3,5 мм);
воздушный зазор между катушками (δW =0,5 мм); конструктивный зазор между магнитами (δM =3,5
мм), воздушный зазор между одной половиной статора и ротора (δ =0,5 мм), общий воздушный зазор
составляет 2δ = 1 мм. В качестве варьируемых параметров были выбраны: толщина постоянных
магнитов (Hm); ширина медной обмотки (Bw).
Остальные параметры такие, как толщина медных обмоток и концентраторов, внутренний
радиус магнитной системы, длина магнитов и пр. рассчитывались на основании геометрических соот-
ношений. Оптимизация проводилась методом градиентного спуска по следующему алгоритму.
1. Для фиксированной ширины окна обмотки Bw варьировалась толщина постоянных магнитов
Hm и рассчитывалась зависимость электромагнитного момента для различных положений ротора
относительно статора с фиксированным значением плотности тока.
2. Из расчетной зависимости электромагнитного момента от угла сдвига ротора определялось
значение среднего электромагнитного момента в пределах зоны коммутации.
а б
Рис. 3
62 ISSN 1607-7970. Техн.електродинаміка. 2015. № 1
3. После того, как было найдено значение переменной Hm, для которого достигался максимум
среднего электромагнитного момента, это значение фиксировалось.
4. Аналогично варьировалось значение параметра Bw при остальных фиксированных и
находилось его оптимальное значение.
5. Если уточнение момента превышало заданное пороговое значение 3%, то осуществлялось
повторение алгоритма, если нет, то считалось, что найден оптимум с точностью 3%.
На рис. 4 показаны графики зависимостей среднего электромагнитного момента в пределах
зоны коммутации от толщины магнитов Hm и ширины окна обмотки Bw для воздушного зазора δ=0,5
мм. На рис. 4, а для одного из циклов описанного алгоритма приведена зависимость М = f (Hm ) при
Bw=4,5 мм, а на рис. 4, б − М=f (Bw ) при Hm=3,5 мм. Оптимальное значение толщины магнитов
рав-но Hm=3,5 мм, оптимальное значение ширины окна обмотки − Bw=4,6 мм. Среднее значение
электромагнитного момента в зоне коммутации составляет Мср=1,92 Нм, а значит при скорости
вращения n =8000 об/мин будет обеспечиваться мощность, примерно равная Р =1,6 кВт (без учета
потерь).
а б
Рис. 4
Достоверный учет потерь в электродвигателе без дополнительных исследований
затруднителен. Упрощенная оценка потерь в стали может быть осуществлена следующим образом.
Согласно ГОСТ 21427.2-83 для стали марки 2421 удельные магнитные потери при частоте f =400 Гц и
индукции В=1 Тл составляют Руд =19,5 Вт/кг. Масса стали магнитной системы составляет 0,3 кг.
Поскольку потери в стали имеют квадратичную зависимость от частоты, а средняя индукция в
концентраторе составляет 1 Тл, то при частоте f = n×2p/60 = 1067 Гц (n=8000 об/мин – частота
вращения ротора, 2рr=8 − число полюсов ротора) потери в стали для данного двигателя − Рст =41 Вт.
Также были посчитаны активные потери на нагрев обмоток при плотности тока J=10 А/мм2, которые
составили Робм = 59 Вт.
Для приведенной конструкции магнитной системы потери на вихревые токи в медных
проводах малы по сравнению с потерями на вихревые токи в железе, т.к. линии магнитного потока
практи-чески не пересекают области обмотки, а максимальная индукция в этих областях на порядок
меньше индукции в области концентраторов магнитного потока. Механические потери в
электродвигателе рассчитываются по приближенным формулам, полученным, как правило, из опыта
проектирования и эксплуатации двигателей, однако их величина соизмерима с потерями в стали.
Следует также отметить, что КПД современных транзисторных устройств управления
электродвигателями с постоянны-ми магнитами обычно составляет 97−98%.
Таким образом, с учетом оценки потерь в стали, меди, механических и потерь в устройстве
управления, можно сделать предварительный вывод, что модель электродвигателя целиком удовлет-
воряет техническим требованиям и обеспечивает полезную мощность не менее Р =1 кВт.
Моделирование динамических процессов в электродвигателе. Для оценки правильности
выбора параметров обмотки проведено моделирование динамических процессов в электродвигателе с
помощью программного пакета Matlab Simulink. На рис. 5 показана разработанная модель
электродвигателя с системой управления и блоком контроля фазного тока.
Для расчета динамических характеристик необходимо заранее рассчитать значения потоко-
сцепления и электромагнитного момента электродвигателя при различных углах смещения ротора и
величинах плотности тока в обмотках статора. В процессе моделирования динамических процессов
ISSN 1607-7970. Техн.електродинаміка. 2015. № 1 63
изменялось количество витков (параллельных ветвей) в катушках статора электродвигателя. При про-
ведении расчетов осуществлялся контроль плотности тока в обмотке статора таким образом, чтобы
она не превышала J=10 А/мм2.
Для определения числа витков катушки статора, при котором обеспечивается заданный
момент, моделировались переходные процессы «наброса» нагрузки Мн =1,2 Нм на вал
электродвигателя при вращении с начальной скоростью n=8000 об/мин. На рис. 6 показаны
осциллограммы электромагнитного момента в момент «наброса» нагрузки для различного числа
витков: кривая 1 соответст-вует числу витков w=16, средний электромагнитный момент для этого
числа витков равен Мср=1,8 Нм; кривая 2 − w=18, Мср=1,7 Нм; кривая 3 − w=19, Мср=1,2 Нм; кривая
4 − w=20, Мср=0,7 Нм.
Из рисунка видно, что при w > 19 двигатель не может обеспечить требуемый
электромагнитный момент. Это связано с тем, что его противо-ЭДС велика и приложенного
напряжения U = 27 В не хватает для обеспечения номинальной плотности тока в обмотке. При w < 19
обеспечивается требуемый электромагнитный момент при номинальной частоте вращения ротора
n ≈ 8000 об/мин и при плотности тока J =10 А/мм2. При этом следует отметить, что расчет
производился без учета потерь в стали и механических потерь.
Таким образом, результаты моделирования переходных процессов показали, что число витков
в катушках статора должно быть не более 18 для обеспечения номинальной скорости вращения при
работе на номинальную нагрузку.
Для подробного учета тепловых потерь на нагрев
обмотки в программном пакете Comsol 3.4 рассматривалось
два способа аппроксимации формы тока в обмотках –
синусоидальная и трапецеидальная. Для анализа потерь на
нагрев об-мотки исходя из приближения, что ток в фазах
рассчитывается по синусоидальному закону, использовалось
средне-квадратичное значение плотности тока для источника
тепла, постоянное во времени. При расчете, исходя из
приближения, что ток в обмотке – трапецеидальная функция,
рассчи-тывался установившийся режим для задачи с
источником тепла, заданным кусочно-постоянной функцией
времени. Сле-дует отметить, что результаты моделирования
дали приблизительно одинаковый результат, совпадающий с предварительными расчетами
Рмед=60 Вт. На рис. 7 показана расчётная осциллограмма
фазного тока (кривая 1) и два способа ее приближения –
трапецеидальная (кривая 2) и синусоидальная (кривая 3).
С помощью модели в пакете Matlab Simulink была
рассчитана нагрузочная характеристика исследуемого
дискового электродвигателя. Электродвигатель содержит 24
Рис. 5
Рис. 6
Рис. 8
Рис. 7
64 ISSN 1607-7970. Техн.електродинаміка. 2015. № 1
катушки (по 12 на каждом диске), каждая фаза состоит из восьми катушек, соединенных параллельно.
Каждая катушка состоит из 18 витков, площадь поперечного сечения витка s составляет 0,9 мм2,
омическое сопротивление rф фазы − 2.83·10-3 Ом.
Жирными точками на рис. 8 показаны результаты чис-ленных экспериментов. Сплошной
линией показана зависимость максимального момента нагрузки от скорости враще-ния ротора.
Пунктирной линией показана общая мощность электродвигателя. Анализируя данные, приведенные
на рис. 8, следует отметить, что при номинальной частоте вращения ротора, равной n =8000 об/мин,
допускается максимальная нагрузка на двигатель 1,6 Нм, что соответствует мощности 1340 Вт.
Заключение. 1. Проведены оптимизационные расчеты с целью определения оптимальной
геометрии магнитной системы дискового электродвигателя с постоянными магнитами в такой поста-
новке: ограничения − наружный диаметр (D0=90 мм) и толщина (Т=27 мм) электродвигателя; варьи-
руемые параметры − геометрия магнитной системы (число полюсов ротора, толщина постоянных
магнитов, ширина медной обмотки); целевая функция − заданная мощность электродвигателя (Р=1
кВт) при заданной частоте вращения (n=8000 об/мин).
2. Разработана математическая модель и проведены расчеты динамических характеристик
исследуемого электродвигателя под нагрузкой, результаты которого подтверждают, что
предложенная конструкция обеспечивает выходную мощность не менее Р=1 кВт.
3. На основе расчетов динамических характеристик даны рекомендации по выбору
количества витков в катушках и способу их соединения в обмотках статора.
1. Афонин А.А. Оптимизация электромеханических преобразователей энергии дискового типа // Доповіді НАН
України. – 2003. – № 11. – С. 77–84.
2. Гребеников В.В., Гамалея Р.Р. Аналитический метод расчета магнитного поля и моментов электродвигателя с
постоянными магнитами дискового типа // Техн. електродинаміка. – 2012. – № 3. – С. 93– 94.
3. Гребеников В.В., Гамалея Р.В., Гамалея Р.Р. Аналитическое моделирование магнитных полей
электродвигателей с постоянными магнитами дискового типа // Праці ІЕД НАН України. − 2010. – Вип. 30. – С.
79−86.
4. Ильинский Н.Ф., Юньков М.Г. Автоматизированный электропривод. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 544 с.
УДК 621.3.011.74.005
ДИСКОВИЙ ЕЛЕКТРОДВИГУН З ПОСТІЙНИМИ МАГНІТАМИ ДЛЯ КОМБІНОВАНОГО ПРИВОДУ
МЕХАНІЗАЦІЇ КРИЛА ЛІТАКА
В.В.Гребеніков1, канд.техн.наук, М.В.Приймак1, Р.Р.Гамалія1, Ю.В.Шарабан2
1 − Інститут електродинаміки НАН України, e-mail: elm1153@gmail.com
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна,
2 − Державне підприємство «Харківське агрегатне конструкторське бюро», вул. Сумська, 132, Харків, Україна.
У роботі розглянуто комплексний підхід до проектування електродвигуна дискового типу з постійними магнітами на
роторі. За об'єкт проектування обрано електродвигун, що призначений для використання як привод механізації крила
літака Ан-178. Підхід включає вибір числа полюсів, попередню оптимізацію магнітної системи в пакеті Comsol з метою
отримання максимального статичного обертового моменту при заданих зовнішніх габаритах електричної машини, оцінку
втрат на нагрів та вихрові струми, а також розрахунок режиму двигуна в динаміці з використанням пакету Matlab
Simulink та побудову навантажувальної характеристики електродвигуна. Бібл. 4, рис. 8.
Ключові слова: електродвигун, магнітна система, електрична машина дискового типу з постійними магнітами,
електромеханічний момент, динамічні процеси.
DISK-TYPE PERMANENT MAGNET MOTOR FOR WINGS MECHANIZATION COMBINED DRIVE
V.V.Grebenikov1, M.V.Pryimak1, R.R.Gamaliia1, Yu.V.Sharaban2
1 − Institute of Electrodynamics National Academy of Science of Ukraine, e-mail: elm1153@gmail.com
pr. Peremohy, 56, Kyiv-57, 03680, Ukraine,
2 − State enterprise “Kharkov aggregate design bureau”, str. Sumska, 132, Kharkiv, Ukraine.
In this article, we consider an integrated approach to design of disc-type motor with permanent magnets on the rotor. As the design
object an electric motor is selected and intended for use as a drive of mechanization of a wing in airplane An-178. This approach
involves the selection of number for poles, preliminary optimization of the magnetic system in Comsol Multiphisics package with the
wiev of obtaining maximum static torque at the given overall dimensions of electric machine, the estimation of loss on heating and
eddy currents, as well as calculation of the dynamics motor mode using Matlab Simulink package and building the motor load
characteristic. References 4, figures 8.
Key words: electric motor, magnetic system, disk-type electric machine with permanent magnets, electromechanical torque, dynamic
processes.
ISSN 1607-7970. Техн.електродинаміка. 2015. № 1 65
1. Afonin А.А. Optimization of disk-type electromechanical energy converters // Dopovidi Natsionalnoi Akademii Nauk
Ukrainy. – 2003. – № 11. – Pp. 77–84. (Rus)
2. Grebenikov V.V., Gamaliia R.R. Analytical method for calculating the magnetic field and torque of the disc-type
electric motor with permanent magnet // Tekhnichna Elektrodynamika. − 2012. − № 3. − Pp. 93−94. (Rus)
3. Grebenikov V.V., Gamaliia R.V., Gamaliia R.R. Analytical modeling of magnetic fields of disk-type electric motors
with permanent magnets // Pratsi Instytutu Elektrodynamiky Natsionalnoi Akademii Nauk Ukrainy. – 2010. – Vypusk 30. – Pp. 79–
86. (Rus)
4. Illinskii N.F., Unkov M.G. Automated electric drive. – Moskva: Energoatomizdat. – 1990. – 544 p. (Rus)
Надійшла 10.02.2014
Остаточний варіант 26.05.2014
|
| id | techned_org_ua-article-897 |
| institution | Technical Electrodynamics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-06-16T01:13:48Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Інститут електродинаміки НАН України, Київ |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | technedorgua/92/ef1a33a0440149d202f3877272a5d892.pdf |
| spelling | techned_org_ua-article-8972022-12-29T12:10:10Z DISK-TYPE PERMANENT MAGNET MOTOR FOR WINGS MECHANIZATION COMBINED DRIVE ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОГО ПРИВОДА МЕХАНИЗАЦИИ КРЫЛА САМОЛЕТА Гребеников, В.В. Прыймак, М.В. Гамалея, Р.Р. Шарабан, Ю.В. electric motor magnetic system disk-type electric machine with permanent magnets electromechanical torque dynamic processes электродвигатель магнитная система электрическая машина дискового типа с постоянными магнитами электромеханический момент динамические процессы In this article, we consider an integrated approach to design of disc-type motor with permanent magnets on the rotor. As the design object an electric motor is selected and intended for use as a drive of mechanization of a wing in airplane An-178. This approach involves the selection of number for poles, preliminary optimization of the magnetic system in Comsol Multiphisics package with the wiev of obtaining maximum static torque at the given overall dimensions of electric machine, the estimation of loss on heating and eddy currents, as well as calculation of the dynamics motor mode using Matlab Simulink package and building the motor load characteristic. References 4, figures 8. В работе рассмотрен комплексный подход к проектированию электродвигателя дискового типа с постоянными магнитами на роторе. Как объект проектирования выбран электродвигатель, предназначенный для ис-пользования в качестве привода механизации крыла самолета Ан-178. Подход включает выбор числа полюсов, предварительную оптимизацию магнитной системы в пакете Comsol с целью получения максимального вращающего статичного момента при заданных внешних габаритах электрической машины, оценку потерь на нагрев и вихревые токи, а также расчет двигательного режима в динамике с использованием пакета Matlab Simulink и построение нагрузочной характеристики электродвигателя. Библ. 4, рис. 8. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2015-01-15 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/897 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 1 (2015): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 059 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 1 (2015): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 059 2218-1903 1607-7970 uk https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/897/774 Авторське право (c) 2022 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | электродвигатель магнитная система электрическая машина дискового типа с постоянными магнитами электромеханический момент динамические процессы Гребеников, В.В. Прыймак, М.В. Гамалея, Р.Р. Шарабан, Ю.В. ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОГО ПРИВОДА МЕХАНИЗАЦИИ КРЫЛА САМОЛЕТА |
| title | ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОГО ПРИВОДА МЕХАНИЗАЦИИ КРЫЛА САМОЛЕТА |
| title_alt | DISK-TYPE PERMANENT MAGNET MOTOR FOR WINGS MECHANIZATION COMBINED DRIVE |
| title_full | ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОГО ПРИВОДА МЕХАНИЗАЦИИ КРЫЛА САМОЛЕТА |
| title_fullStr | ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОГО ПРИВОДА МЕХАНИЗАЦИИ КРЫЛА САМОЛЕТА |
| title_full_unstemmed | ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОГО ПРИВОДА МЕХАНИЗАЦИИ КРЫЛА САМОЛЕТА |
| title_short | ДИСКОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОГО ПРИВОДА МЕХАНИЗАЦИИ КРЫЛА САМОЛЕТА |
| title_sort | дисковый электродвигатель с постоянными магнитами для комбинированного привода механизации крыла самолета |
| topic | электродвигатель магнитная система электрическая машина дискового типа с постоянными магнитами электромеханический момент динамические процессы |
| topic_facet | electric motor magnetic system disk-type electric machine with permanent magnets electromechanical torque dynamic processes электродвигатель магнитная система электрическая машина дискового типа с постоянными магнитами электромеханический момент динамические процессы |
| url | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/897 |
| work_keys_str_mv | AT grebenikovvv disktypepermanentmagnetmotorforwingsmechanizationcombineddrive AT pryjmakmv disktypepermanentmagnetmotorforwingsmechanizationcombineddrive AT gamaleârr disktypepermanentmagnetmotorforwingsmechanizationcombineddrive AT šarabanûv disktypepermanentmagnetmotorforwingsmechanizationcombineddrive AT grebenikovvv diskovyjélektrodvigatelʹspostoânnymimagnitamidlâkombinirovannogoprivodamehanizaciikrylasamoleta AT pryjmakmv diskovyjélektrodvigatelʹspostoânnymimagnitamidlâkombinirovannogoprivodamehanizaciikrylasamoleta AT gamaleârr diskovyjélektrodvigatelʹspostoânnymimagnitamidlâkombinirovannogoprivodamehanizaciikrylasamoleta AT šarabanûv diskovyjélektrodvigatelʹspostoânnymimagnitamidlâkombinirovannogoprivodamehanizaciikrylasamoleta |