CALCULATION OF MAGNETIC LOSSES AND ENERGY EFFICIENCY OF A MAGNETIC GEARBOX WITH A MODULATED MAGNETIC FIELD
In this article, a simplified mathematical model is used to calculate magnetic losses in the ferromagnetic elements of a magnetic gearbox to analyze the distribution in space and time of magnetic induction in its core. This takes into account the peculiarities of using such a magnetic gearbox (multi...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/510 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
Institution
Vidnovluvana energetika| id |
veorgua-article-510 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Vidnovluvana energetika |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-03-31T21:37:04Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
wind turbine magnetic gearbox magnetic losses computer modeling energy efficiency map of the gearbox. |
| spellingShingle |
wind turbine magnetic gearbox magnetic losses computer modeling energy efficiency map of the gearbox. Grebenikov , V. Podoltsev , O. Tazhibaev, А. Arynov , N. Sakhno , O. CALCULATION OF MAGNETIC LOSSES AND ENERGY EFFICIENCY OF A MAGNETIC GEARBOX WITH A MODULATED MAGNETIC FIELD |
| topic_facet |
wind turbine magnetic gearbox magnetic losses computer modeling energy efficiency map of the gearbox. вітрова турбіна магнітний редуктор магнітні втрати комп’ютерне моделю-вання мапа енергетичної ефективності редуктора. |
| format |
Article |
| author |
Grebenikov , V. Podoltsev , O. Tazhibaev, А. Arynov , N. Sakhno , O. |
| author_facet |
Grebenikov , V. Podoltsev , O. Tazhibaev, А. Arynov , N. Sakhno , O. |
| author_sort |
Grebenikov , V. |
| title |
CALCULATION OF MAGNETIC LOSSES AND ENERGY EFFICIENCY OF A MAGNETIC GEARBOX WITH A MODULATED MAGNETIC FIELD |
| title_short |
CALCULATION OF MAGNETIC LOSSES AND ENERGY EFFICIENCY OF A MAGNETIC GEARBOX WITH A MODULATED MAGNETIC FIELD |
| title_full |
CALCULATION OF MAGNETIC LOSSES AND ENERGY EFFICIENCY OF A MAGNETIC GEARBOX WITH A MODULATED MAGNETIC FIELD |
| title_fullStr |
CALCULATION OF MAGNETIC LOSSES AND ENERGY EFFICIENCY OF A MAGNETIC GEARBOX WITH A MODULATED MAGNETIC FIELD |
| title_full_unstemmed |
CALCULATION OF MAGNETIC LOSSES AND ENERGY EFFICIENCY OF A MAGNETIC GEARBOX WITH A MODULATED MAGNETIC FIELD |
| title_sort |
calculation of magnetic losses and energy efficiency of a magnetic gearbox with a modulated magnetic field |
| title_alt |
РОЗРАХУНОК МАГНІТНИХ ВТРАТ ТА ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ МАГНІТНОГО РЕДУКТОРА З МОДУЛЬОВАНИМ МАГНІТНИМ ПОЛЕМ |
| description |
In this article, a simplified mathematical model is used to calculate magnetic losses in the ferromagnetic elements of a magnetic gearbox to analyze the distribution in space and time of magnetic induction in its core. This takes into account the peculiarities of using such a magnetic gearbox (multiplier) in a lowpower wind power plant. It is shown that when considering only the first harmonic components in the distribution of the magnetomotive forces of both rotors and the specific magnetic conductivity of the air gap, the magnetic induction in the air gap contains six components that have different pole pitch, move with different angular velocities and in different directions. According to the results of the calculations, it is shown that when the modulator is used as a low-speed shaft connected to a wind turbine, in the steady-state mode, all components of magnetic induction in the moving coordinate system x of the modulator change with the same angular velocity Fe p 2 = , which depends on the number of pole pairs of the external rotor and the rotation speed of the modulator together with the wind turbine - Fe . Under these conditions, the magnetic losses in the ferromagnetic poles of the modulator are calculated. Based on these data and considering mechanical losses, an energy efficiency map of the magnetic gearbox is constructed, representing its efficiency's dependence on the modulator rotation speed and mechanical torque on its shaft. The constructed efficiency map of the magnetic gearbox is the basis for calculating the efficiency of the entire wind power plant containing such a gearbox. The calculation of the characteristics of the magnetic gear was carried out in the Simcenter Magnet software package. Bibl. 20, Fig. 5. |
| publisher |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/510 |
| work_keys_str_mv |
AT grebenikovv calculationofmagneticlossesandenergyefficiencyofamagneticgearboxwithamodulatedmagneticfield AT podoltsevo calculationofmagneticlossesandenergyefficiencyofamagneticgearboxwithamodulatedmagneticfield AT tazhibaeva calculationofmagneticlossesandenergyefficiencyofamagneticgearboxwithamodulatedmagneticfield AT arynovn calculationofmagneticlossesandenergyefficiencyofamagneticgearboxwithamodulatedmagneticfield AT sakhnoo calculationofmagneticlossesandenergyefficiencyofamagneticgearboxwithamodulatedmagneticfield AT grebenikovv rozrahunokmagnítnihvtrattaenergetičnoíefektivnostímagnítnogoreduktorazmodulʹovanimmagnítnimpolem AT podoltsevo rozrahunokmagnítnihvtrattaenergetičnoíefektivnostímagnítnogoreduktorazmodulʹovanimmagnítnimpolem AT tazhibaeva rozrahunokmagnítnihvtrattaenergetičnoíefektivnostímagnítnogoreduktorazmodulʹovanimmagnítnimpolem AT arynovn rozrahunokmagnítnihvtrattaenergetičnoíefektivnostímagnítnogoreduktorazmodulʹovanimmagnítnimpolem AT sakhnoo rozrahunokmagnítnihvtrattaenergetičnoíefektivnostímagnítnogoreduktorazmodulʹovanimmagnítnimpolem |
| first_indexed |
2025-07-17T11:39:52Z |
| last_indexed |
2025-07-17T11:39:52Z |
| _version_ |
1850411693776044032 |
| spelling |
veorgua-article-5102025-03-31T21:37:04Z CALCULATION OF MAGNETIC LOSSES AND ENERGY EFFICIENCY OF A MAGNETIC GEARBOX WITH A MODULATED MAGNETIC FIELD РОЗРАХУНОК МАГНІТНИХ ВТРАТ ТА ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ МАГНІТНОГО РЕДУКТОРА З МОДУЛЬОВАНИМ МАГНІТНИМ ПОЛЕМ Grebenikov , V. Podoltsev , O. Tazhibaev, А. Arynov , N. Sakhno , O. wind turbine, magnetic gearbox, magnetic losses, computer modeling, energy efficiency map of the gearbox. вітрова турбіна, магнітний редуктор, магнітні втрати, комп’ютерне моделю-вання, мапа енергетичної ефективності редуктора. In this article, a simplified mathematical model is used to calculate magnetic losses in the ferromagnetic elements of a magnetic gearbox to analyze the distribution in space and time of magnetic induction in its core. This takes into account the peculiarities of using such a magnetic gearbox (multiplier) in a lowpower wind power plant. It is shown that when considering only the first harmonic components in the distribution of the magnetomotive forces of both rotors and the specific magnetic conductivity of the air gap, the magnetic induction in the air gap contains six components that have different pole pitch, move with different angular velocities and in different directions. According to the results of the calculations, it is shown that when the modulator is used as a low-speed shaft connected to a wind turbine, in the steady-state mode, all components of magnetic induction in the moving coordinate system x of the modulator change with the same angular velocity Fe p 2 = , which depends on the number of pole pairs of the external rotor and the rotation speed of the modulator together with the wind turbine - Fe . Under these conditions, the magnetic losses in the ferromagnetic poles of the modulator are calculated. Based on these data and considering mechanical losses, an energy efficiency map of the magnetic gearbox is constructed, representing its efficiency's dependence on the modulator rotation speed and mechanical torque on its shaft. The constructed efficiency map of the magnetic gearbox is the basis for calculating the efficiency of the entire wind power plant containing such a gearbox. The calculation of the characteristics of the magnetic gear was carried out in the Simcenter Magnet software package. Bibl. 20, Fig. 5. У роботі для розрахунку магнітних втрат у феромагнітних елементах магнітного редуктора використовується спрощена математична модель для аналізу розподілу в просторі та часі магнітної індукції в його активній зоні. При цьому враховуються особливості використання такого редуктора у вітроенергетичній установці малої потужності. Показано, що при розгляданні тільки перших гармонічних складових у розподілі магніторушійних сил обох роторів та питомої магнітної провідності повітряного проміжку магнітна індукція в повітряному проміжку містить шість складових, які мають різний полюсний крок, рухаються з різною кутовою швидкістю та в різних напрямках. За результатами проведених розрахунків показано, що при використанні модулятора як низькошвид- кісного вала, що під’єднується до вітрової турбіни, в усталеному режимі всі складові магнітної ін- дукції в рухомій системі координат х модулятора змінюються з однаковою кутовою швидкістю Fe p 2 = , що залежить від кількості пар полюсів зовнішнього ротора 2p та швидкості обертання модулятора разом з вітротурбіною – Fe . За цих умов проведено розрахунок магнітних втрат у феромагнітних полюсах модулятора. На основі цих даних та з урахуванням механічних втрат побудо- вана мапа енергетичної ефективності магнітного редуктора, що представляє залежність значення його ККД від швидкості обертання модулятора та механічного моменту на його валу. Побудована мапа ефективності магнітного редуктора є основою для розрахунку ефективності всієї вітроенер- гетичної установки, що містить такий редуктор. Розрахунок характеристик магнітного редуктора виконувався в програмному комплексі Simcenter Magnet. Бібл. 20, рис. 5. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2025-03-31 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/510 10.36296/1819-8058.2025.1(80).92-99 Возобновляемая энергетика; № 1(80) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 92-99 Відновлювана енергетика; № 1(80) (2025): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 92-99 Vidnovluvana energetika ; No. 1(80) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 92-99 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2025.1(80) en https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/510/419 Copyright (c) 2025 Vidnovluvana energetika |