THE METHODIC OF CALCULATING THE CURRENT DENSITY DISTRIBUTION IN THE DISK-SHAPED ROTOR OF ELECTRODYNAMIC BRAKE
В статті розглядається дискове електродинамічне гальмо, яке може використовуватися для регулювання обертів ротора вітроенергетичних установок малої потужності. Завдяки простій конструкції і невеликим розмірам, гальмо зручно інтегрується в робочі органи вітроустановок. Прийнято, що стаціонарне неодно...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/181 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| id |
veorgua-article-181 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Vidnovluvana energetika |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2019-10-10T21:47:20Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
electromagnetic field current density electrodynamics brake. |
| spellingShingle |
electromagnetic field current density electrodynamics brake. Tsygankova, G. THE METHODIC OF CALCULATING THE CURRENT DENSITY DISTRIBUTION IN THE DISK-SHAPED ROTOR OF ELECTRODYNAMIC BRAKE |
| topic_facet |
electromagnetic field current density electrodynamics brake. електромагнітне поле густина струму електродинамічне гальмо. |
| format |
Article |
| author |
Tsygankova, G. |
| author_facet |
Tsygankova, G. |
| author_sort |
Tsygankova, G. |
| title |
THE METHODIC OF CALCULATING THE CURRENT DENSITY DISTRIBUTION IN THE DISK-SHAPED ROTOR OF ELECTRODYNAMIC BRAKE |
| title_short |
THE METHODIC OF CALCULATING THE CURRENT DENSITY DISTRIBUTION IN THE DISK-SHAPED ROTOR OF ELECTRODYNAMIC BRAKE |
| title_full |
THE METHODIC OF CALCULATING THE CURRENT DENSITY DISTRIBUTION IN THE DISK-SHAPED ROTOR OF ELECTRODYNAMIC BRAKE |
| title_fullStr |
THE METHODIC OF CALCULATING THE CURRENT DENSITY DISTRIBUTION IN THE DISK-SHAPED ROTOR OF ELECTRODYNAMIC BRAKE |
| title_full_unstemmed |
THE METHODIC OF CALCULATING THE CURRENT DENSITY DISTRIBUTION IN THE DISK-SHAPED ROTOR OF ELECTRODYNAMIC BRAKE |
| title_sort |
methodic of calculating the current density distribution in the disk-shaped rotor of electrodynamic brake |
| title_alt |
МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ РОЗПОДІЛУ ГУСТИНИ СТРУМІВ В ДИСКОВОМУ РОТОРІ ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНОГО ГАЛЬМА |
| description |
В статті розглядається дискове електродинамічне гальмо, яке може використовуватися для регулювання обертів ротора вітроенергетичних установок малої потужності. Завдяки простій конструкції і невеликим розмірам, гальмо зручно інтегрується в робочі органи вітроустановок. Прийнято, що стаціонарне неоднорідне магнітне поле збуджується постійним струмом кільцевої обмотки індуктора із зубцево-пазовою робочою поверхнею. Запропоновано методику розрахунку густини струму в роторі електродинамічного гальма дископодібної форми з повітряним робочим зазором при зубцево-пазовій конфігурації магнітопроводу статора з урахуванням товщини диску. Для розв’язання системи рівнянь в роторі і повітряному проміжку прийнято модель заміни індуктора з двосторонньою зубчатістю рівномірним проміжком, утвореним плоскими гладкими поверхнями індуктора, на яких розміщені уявні поверхневі струми, що й обумовлюють неоднорідність магнітного поля. Поверхневу щільність уявних струмів вибрано в залежності від гармонічного складу напруженості магнітного поля в робочому зазорі при нерухомому роторі. Систему рівнянь електромагнітного поля в електропровідному середовищі приведено до рівнянь відносно компонент гармонічної складової густини струму, записаних в циліндричній системі координат. Систему зведено до рівняння в частинних похідних другого порядку відносно радіальної компоненти густини струму. Отримано розв’язок цього рівняння – формулу для розрахунку густини струму в дисковому роторі в залежності від його розмірів по заданому початковому значенню гармонічної складової магнітної індукції в робочому зазорі при неру-хомому роторі. Приведені співвідношення щодо розрахунку втрат по густині струмів дозволяють визначити електромаг-нітний момент. Оскільки частота обертання явно входить у вираз для електромагнітного моменту, то можна оцінити поведінку вітросилової установки, оснащеної таким гальмом, при раптовій зміні швидкості вітру. Знайдені аналітичні співвідношення щодо характеристик електромагнітного поля дають можливість провести їхній аналіз і вирішити питання розрахунку розмірів та розробки конструкції таких дископодібних пристроїв для практичного застосування у вітросилових енергетичних установках. |
| publisher |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2018 |
| url |
https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/181 |
| work_keys_str_mv |
AT tsygankovag metodikarozrahunkurozpodílugustinistrumívvdiskovomurotoríelektrodinamíčnogogalʹma AT tsygankovag themethodicofcalculatingthecurrentdensitydistributioninthediskshapedrotorofelectrodynamicbrake |
| first_indexed |
2025-07-17T11:37:31Z |
| last_indexed |
2025-07-17T11:37:31Z |
| _version_ |
1850410944518160384 |
| spelling |
veorgua-article-1812019-10-10T21:47:20Z МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ РОЗПОДІЛУ ГУСТИНИ СТРУМІВ В ДИСКОВОМУ РОТОРІ ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНОГО ГАЛЬМА THE METHODIC OF CALCULATING THE CURRENT DENSITY DISTRIBUTION IN THE DISK-SHAPED ROTOR OF ELECTRODYNAMIC BRAKE Tsygankova, G. electromagnetic field, current density, electrodynamics brake. електромагнітне поле, густина струму, електродинамічне гальмо. В статті розглядається дискове електродинамічне гальмо, яке може використовуватися для регулювання обертів ротора вітроенергетичних установок малої потужності. Завдяки простій конструкції і невеликим розмірам, гальмо зручно інтегрується в робочі органи вітроустановок. Прийнято, що стаціонарне неоднорідне магнітне поле збуджується постійним струмом кільцевої обмотки індуктора із зубцево-пазовою робочою поверхнею. Запропоновано методику розрахунку густини струму в роторі електродинамічного гальма дископодібної форми з повітряним робочим зазором при зубцево-пазовій конфігурації магнітопроводу статора з урахуванням товщини диску. Для розв’язання системи рівнянь в роторі і повітряному проміжку прийнято модель заміни індуктора з двосторонньою зубчатістю рівномірним проміжком, утвореним плоскими гладкими поверхнями індуктора, на яких розміщені уявні поверхневі струми, що й обумовлюють неоднорідність магнітного поля. Поверхневу щільність уявних струмів вибрано в залежності від гармонічного складу напруженості магнітного поля в робочому зазорі при нерухомому роторі. Систему рівнянь електромагнітного поля в електропровідному середовищі приведено до рівнянь відносно компонент гармонічної складової густини струму, записаних в циліндричній системі координат. Систему зведено до рівняння в частинних похідних другого порядку відносно радіальної компоненти густини струму. Отримано розв’язок цього рівняння – формулу для розрахунку густини струму в дисковому роторі в залежності від його розмірів по заданому початковому значенню гармонічної складової магнітної індукції в робочому зазорі при неру-хомому роторі. Приведені співвідношення щодо розрахунку втрат по густині струмів дозволяють визначити електромаг-нітний момент. Оскільки частота обертання явно входить у вираз для електромагнітного моменту, то можна оцінити поведінку вітросилової установки, оснащеної таким гальмом, при раптовій зміні швидкості вітру. Знайдені аналітичні співвідношення щодо характеристик електромагнітного поля дають можливість провести їхній аналіз і вирішити питання розрахунку розмірів та розробки конструкції таких дископодібних пристроїв для практичного застосування у вітросилових енергетичних установках. The article deals with the disk electrodynamic brake, which can be used to control the rotation of the rotor of wind power plants of low power. Due to its simple construction and small dimensions, the brakes are conveniently integrated into the working bodies of the wind turbines. It is accepted that a stationary inhomogeneous magnetic field is excited by a direct current of a ring winding of an inductor with a rack-and slot working surface. The methodic of calculating the current density in the disk-shaped rotor of electrody namics brake with a working air-gap in the rack-and-slot configuration of the magnetic stator, taking into account the thickness of the disk is worked out. To solve the system of equations in the rotor and the air gap, a model for replacing an inductor with a double-toothed gap by a uniform interval formed by flat smooth surfaces of the inductor is adopted, on which the imaginary surface currents are located, that causes the inhomogeneity of the magnetic field. The superficial density of imaginary currents is chosen depending on the harmonic composition of the magnetic field strength in the working gap at a motionless rotor.The system of equations of the electromagnetic field in the electroconductive environment reduced to equations for component of harmonic component of current density, recorded in a cylindrical coordinate system. The system is reduced to the equation in partial derivatives of the second order relative to the radial component of the current density. The solution of this equation is obtained - the formula for calculating the current density in a disk rotor, depending on its size, according to a given initial value of the harmonic component of the magnetic induction in the working gap at a motionless rotor. The given ratios for calculation of losses on the density of currents allow determining the electromagnetic moment. Since the frequency of rotation is explicit included in the expression for the electromagnetic moment, it is possible to estimate the behavior of a wind turbine unit equipped with such a braking device, with a sudden change in wind speed. The found analytical relations concerning characteristics of an electromagnetic field give an opportunity to conduct their analysis and solve the problem of calculating the size and design of such disc-shaped devices for practical application in wind power plants. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2018-12-03 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/181 10.36296/1819-8058.2018.4(55).53-63 Возобновляемая энергетика; № 4(55) (2018): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 53-63 Відновлювана енергетика; № 4(55) (2018): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 53-63 Vidnovluvana energetika ; No. 4(55) (2018): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 53-63 2664-8172 1819-8058 uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/181/120 Copyright (c) 2018 Vidnovluvana energetika |