ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

Вентильный реактивный электродвигатель. Реактивный вентильный двигатель


Вентильный реактивный электродвигатель — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Вентильный реактивный электродвигатель (ВРД) — это бесколлекторная синхронная машина, на обмотки статора которой подаются импульсы напряжения управляемой частоты, создающие вращающееся магнитное поле, а ротор из магнитомягкого материала стремится расположиться вдоль поля.

Достоинства

Вентильные реактивные электродвигатели/генераторы имеют следующие достоинства:

Простая конструкция

Ротор и статор выполнены в виде пакетов листового магнитомягкого материала. На роторе ВРД отсутствуют обмотки и постоянные магниты. Фазные обмотки находятся только на статоре. Для уменьшения трудоемкости катушки обмотки статора могут изготавливаться отдельно, а затем надеваться на полюсы статора.

Высокая ремонтопригодность

Простота обмотки якоря повышает ремонтопригодность ВРД/ВРГ, т.к. для ремонта достаточно сменить вышедшую из строя катушку.

Отсутствие механического коммутатора

Управление электромеханическим преобразователем электропривода/генератора осуществляется с помощью высокоэффективных силовых полупроводниковых элементов - IGBT или MOSFET (HEXFET) транзисторов, надежность которых существенно превышает надежность любых механических деталей, например: коллекторов, щеток, подшипников.

Отсутствие постоянных магнитов

ВРД/ВРГ не содержит постоянных магнитов ни на роторе, ни на статоре, при этом он успешно конкурирует по характеристикам с вентильными электрическими двигателями с постоянными магнитами (ВЭДПМ). В среднем, при одинаковых электрических и весогабаритных характеристиках ВРД/ВРГ имеет в 4 раза меньшую стоимость, значительно большую надежность, более широкий диапазон частот вращения, более широкий диапазон рабочих температур. Конструктивно, по сравнению с ВЭДПМ, ВРД/ВРГ не имеет ограничения по мощности (практически, мощность ВЭДПМ ограничивается пределом около 20-40 кВТ). ВЭДПМ требуют защиты от металлической пыли, боятся перегрева и сильных электромагнитных полей, в случае короткого замыкания обмотки превращаются в самовозгорающуюся систему. Вентильные реактивные электродвигатели/генераторы свободны от всех этих недостатков.

Малое количество меди

На изготовление ВРД/ВРГ требуется в среднем в 2-3 раза меньше меди, чем для коллекторного электродвигателя такой же мощности, и в 1,3 раза меньше меди, чем для асинхронного электродвигателя.

Tепловыделение происходит в основном только на статоре, при этом легко обеспечивается герметичная конструкция, воздушное или водяное охлаждение

В рабочем режиме не требуется охлаждение ротора. Для охлаждения ВРД/ВРГ достаточно использовать наружную поверхность статора.

Высокие массогабаритные характеристики

В большинстве случаев ВРД/ВРГ может быть выполнен с полым ротором. Толщина спинки ротора при этом должна быть не менее половины ширины полюса. Подбором количества полюсов статора и ротора могут быть оптимизированы массогабаритные характеристики электродвигателя/генератора, его мощность при заданном моменте и диапазоне частоты вращения.

Низкая трудоемкость

Простота конструкции ВРД/ВРГ снижает трудоемкость его изготовления. В сущности, его можно изготовить даже на не специализирующемся в области электромашиностроения промышленном предприятии. Для серийного производства ВРД/ВРГ требуется обычное механическое оборудование - штампы для изготовления шихтованных сердечников статора и ротора, токарные и фрезерные станки для обработки валов и корпусных деталей. Трудоемкие и сложные в технологическом отношении операции, например изготовление коллектора и щеток коллекторного электродвигателя или заливка клетки ротора асинхронного двигателя, здесь отсутствуют. По предварительным оценкам трудоемкость изготовления ЭМП вентильного реактивного электродвигателя составляет на 70% меньше трудоемкости изготовления коллекторного и на 40% меньше трудоемкости изготовления асинхронного электродвигателя.

Гибкость компоновки

Простота обмотки якоря и отсутствие обмотки и магнитов на роторе обеспечивает ВРД/ВРГ высокую гибкость компоновки. Конструкция электродвигателя/генератора может быть плоской, вытянутой, обращенной, секторной, линейной. Для выпуска целого типоряда электродвигателей/генераторов с различной мощностью можно использовать один и тот же комплект штампов для вырубки ротора и статора, поскольку для увеличения мощности достаточно увеличить соответственно длину набора ротора и статора. Не составляет труда изготовление машины с расположением статора как снаружи ротора, так и наоборот, а также встраивание электроники в корпус машины. Изменение коэффициента электромагнитной редукции позволяет создавать машины для облегченных и, напротив, тяжелых условий работы, включая моментные двигатели. Для привода некоторых рабочих машин выгоднее иметь линейные электродвигатели с возвратно-поступательным перемещением зубцового штока (аналога ротора). В ряде случаев может быть использована давно известная, но неэффективная в случае асинхронного электродвигателя конструкция дугостаторной машины, статор которой охватывает доступную для размещения дугу окружности ротора, в качестве которого может использоваться вал с зубчатым колесом.

Высокая надежность

Простота конструкции обеспечивает ВРД/ВРГ более высокую безотказность, чем безотказность других типов электрических машин. Конструктивная и электрическая независимость фазных обмоток обеспечивает работоспособность ВРД даже в случае полного замыкания полюсной катушки одной из фаз. ВРГ остается работоспособным даже после выхода из строя одной или двух фаз.

Широкий диапазон частот вращения (от единиц до сотен тысяч об/мин)

Электромагнитная редукция позволяет создавать малогабаритные “моментные” электродвигатели для приводов роботов, манипуляторов и других низкооборотных механизмов или низкооборотные высокоэффективные генераторы для ветровых или волновых электростанций. В то же время частота вращения быстроходных ВРД/ВРГ может превышать 100000 об/мин.

Высокий КПД в широком диапазоне частот вращения

Практически достижимый КПД вентильного реактивного электродвигателя/генератора мощностью 1 КВт может доходить до 90 % в диапазоне 5-10-кратной перестройки частоты вращения. КПД более мощных электрических машин может достигать 95-98 %.

ВРД часто путают с синхронным реактивным электродвигателем (СРД), обмотки якоря которого питаются синусоидально изменяющимися напряжениями без обратной связи по положению ротора. СРД имеет низкий КПД, который не превышает 50 % для маломощных электродвигателей и до 70 % для мощных электрических машин.

Импульсный характер питания ЭМП обеспечивает удобную стыковку с современной цифровой электроникой

Поскольку ВРД/ВРГ питается (возбуждается) однополярными импульсами, для управления ЭМП требуется простой электронный коммутатор. Управляя скважностью импульсов силовых транзисторов электронного коммутатора можно плавно изменять форму импульсов тока фазных обмоток электродвигателя или генератора.

Электронное управление электрическими и механическими характеристиками, режимом работы

Естественная механическая характеристика ВРД/ВРГ определяется реактивным принципом действия электрической машины и близка к гиперболической форме. Основное свойство такой характеристики - постоянство мощности на валу машины - оказывается чрезвычайно полезным для электроприводов с ограниченной мощностью источника, так как при этом легко реализуется условие его неперегружаемости. Применение замкнутой системы управления с обратными связями по скорости и нагрузке позволяет получить механические характеристики любой заданной формы, включая абсолютно жесткие (астатические), и не ведет к какому либо усложнению системы управления, так как её процессор обладает большой избыточностью по числу входов и выходов, быстродействию и памяти. Фактически поле доступных механических характеристик непрерывным образом покрывает все четыре квадранта плоскости момент-скорость в пределах области ограничений конкретного электропривода.

Низкая стоимость электромеханического преобразователя

Стоимость ВРД оказывается самой низкой из всех известных конструкций электрических машин. Дорогостоящим в рассматриваемой системе электропривода можно считать электронный преобразователь, который является обязательным элементом всех современных регулируемых электроприводов. Однако, цены на изделия силовой электроники по мере развития масштабов производства имеют устойчивую тенденцию к снижению. Исключение из состава ВРД/ВРГ коммутационных аппаратов, для изготовления которых необходима непрерывно дорожающая медь, также способствует уменьшению стоимости.

Наконец, экономическая эффективность ВРД повышается также в результате существенно меньшего расхода электроэнергии, обусловленного высоким КПД электродвигателя и применением наиболее экономичных стратегий управления в динамических режимах работы.

Недостатки

См. также

Напишите отзыв о статье "Вентильный реактивный электродвигатель"

Ссылки

Отрывок, характеризующий Вентильный реактивный электродвигатель

Наконец-то мне каким-то образом удалось «достать» мою мягкосердечную маму и она купила мне самые маленькие миниатюрные лыжи, какие только можно было достать. Я была на седьмом небе от счастья!!! Тут же помчалась оповестить соседских мальчишек и в тот же день была готова проверить свою обновку. Обычно они ходили кататься на большую гору около реки, где когда-то был княжеский замок. Горки там были весьма и весьма высокие и, чтобы с них спускаться, требовались хотя бы какие-то навыки, которых у меня в тот момент, к сожалению, ещё не было… Но, естественно, я не собиралась никому уступать. Когда наконец-то, пыхтя и потея (несмотря на 25 градусный мороз!), я вскарабкалась за остальными наверх, мне, честно говоря, стало очень страшно. Ромас, один из мальчишек, спросил не желаю ли я сперва посмотреть, как они будут спускаться, но я, естественно же, сказала нет... и выбрала самую высокую горку. Вот тут-то, как говорится, «боженька меня и покарал»….. Я точно не помню, как мне хватило смелости оттолкнуться и пуститься в низ. Но, что я прекрасно помню – так это настоящую жуть от дико свистящего ветра в ушах и картинку слишком быстро приближающихся деревьев внизу… К моему счастью, я не врезалась в дерево, но со всего размаху грохнулась об огромный пень… Мои бедные новенькие лыжи разлетелись в щепки, а я отделалась маленьким ушибом, которого от возмущения даже не почувствовала. Так плачевно закончилась моя короткая, но весьма красочная, лыжная «эпопея»… Правда, намного позже, я очень полюбила лыжи и каталась часами с папой в зимнем лесу, но уже никогда не любила горки.

После такого обидного фиаско с моими «спортивными приключениями», далее заниматься каким-то зимним спортом у меня естественно никакого желания не было. Поэтому, чтобы хоть как-то заполнить мои, всё ещё остающиеся свободные часы, я старалась, как можно больше читать. И тут опять произошло кое-что непредвиден-ноновенькое… Я читала заданный урок, которой мне не очень нравился и, естественно, мне очень хотелось его быстрее закончить. Вдруг я заметила, что читаю как-то уж очень быстро. Оказалось, что я читаю не так как привычно – горизонтально, а вертикально – сверху вниз… Сначала я сама очень удивилась. Это было непривычно и чуточку странно. Но так как к странностям мне было не привыкать, я попробовала опять. И это правда оказалось намного быстрее. С этого дня я уже почти всегда читала «сверху вниз», только от этого почему-то намного больше уставали глаза. Но зато, это было быстрее и в дальнейшем способ «быстрого чтения», как я его называла, спасал меня много раз. Другие чудеса тоже происходили постоянно, но я уже стала намного осторожнее и не спешила ими делиться даже с самыми близкими мне людьми. Поначалу было от этого чуточку грустно и горько, но потом я привыкла и, казалось, что жизнь должна быть именно такой, во в сяком случае – моя. Одиночество не создано для ребёнка, точно так же, как и не создан для него он…. Но, к сожалению, временами жизнь бывает с нами безжалостна и не обращает внимания, нравится нам то или иное, или нет. А также возможно, что всё это происходит по каким-то, до поры до времени скрытым от нас, причинам, смысл которых, позже открывшись, сильно кого-то из нас удивит, а кого-то так и оставит долго и грустно гадать: «а что же с нами было бы если бы»…

Моя «шестая» зима уже нехотя отступала, оставляя после себя рваные борозды на некогда таком девственно чистом лице земли. Снежные сугробы безжалостно «оседали», теряя свою гордую белизну и превращаясь в грязные комья льда, стыдливо таяли, рождая множество весёлых ручейков, которые, игриво перешёптываясь, весело бежали по уже начинающим кое-где зеленеть склонам и дорожкам. Дни стояли ясные, прозрачные и безветренные. В воздухе уверенно благоухали «зелёные» запахи весны и разливалось почти уже настоящее тепло, от чего всё больше просыпалась ещё сонная от зимней спячки земля. В очередной раз рождалась новая жизнь... Я, как и все дети, обожала весну. Казалось что мы тоже, как сонные медвежата, вылезали после долгой спячки из своих «берлог» и радостно подставляли свои улыбающиеся мордашки для поцелуя первым ласковым солнечным лучам. И доброе солнышко с удовольствием «разукрашивало» россыпями веснушек наши детские щёки и носы, вызывая тёплые улыбки наших мам... Дни потихонечку становились длиннее и на нашей улице всё больше и больше старушек выходило со своими скамеечками посидеть у крылечка и порадоваться тёплым солнечным лучам. Я очень любила нашу добрую тихую улицу. Она была не очень широкой и не слишком длинной, как я всегда её называла – домашней. Одним концом она упиралась в лес, другим же, в огромное ромашковое поле (на месте которого намного позже, к великому моему сожалению, была построена местная железнодорожная станция). На нашей, тогда ещё утопающей в зелени улице ютились всего около двадцати частных домов. Это было «благословенное» время, когда ещё не было телевизоров (первый у нас появился, когда мне было девять лет) и люди просто общались. Мы все хорошо знали друг друга и жили, как будто это была одна большая дружная семья. Кого-то любили, кого-то не очень... Но каждый знал, что если у него случится беда, к нему всегда кто-то придёт на помощь, и никогда не случалось, чтобы кто-то остался в стороне. Даже самые «вредные» старались помочь, хотя позже они, конечно, так или иначе, не забывали об этом припомнить. Я отнюдь не пытаюсь показать романтическую идилличность места и времени, в котором я жила и, тем более, уменьшить значимость любого появлявшегося «прогресса». Но я никогда не смогу забыть, насколько теплее и чище люди были тогда, когда их души и умы не отягощались чужеродным «туманом благополучия» и «умственной грязью» этого же самого «прогресса». Всего на всей нашей улице жило в моё время двенадцать мальчишек и четыре девчонки, все мы были разного возраста и имели разные интересы. Но, несмотря на это, было одно любимое всеми нами летнее время – вечернее, когда все собирались вместе и делали что-то, в чём могли участвовать все, как уже подросшие дети, так и малыши. И нашим бедным родителям всегда было весьма сложно, когда приходилось загонять свои «чада» домой, отрывая от какой-то (конечно же, всегда потрясающей!) незаконченной истории или игры… И вот даже здесь, в самом, кажется, безобидном уголке моей жизни, я, опять получила очередной горькой урок о том, что будет лучше, если свои странные «способности» я буду держать всегда при себе. Получалось так, что в какую бы игру мы не играли, я всегда заранее знала её результат, будь то прятки или загадки, или просто какие-то истории. И поначалу я была искренне уверенна, что так оно и должно быть. Я радовалась, когда выигрывала (а это, в принципе, получалось почти всегда) и совершенно не понимала почему это вызывает «глухую ярость» моих друзей, хотя обычно они относились ко мне очень хорошо. И вот однажды видимо одного из них «прорвало» и после очередного моего успеха он зло сказал: – Мы не хотим больше с тобой играть, если ты не перестанешь показывать свои противные «штучки»… Для меня это был шок, потому что никаких таких «штучек», а уж тем более – противных, я не показывала и вообще не могла понять, о чём идёт речь. Я даже никогда не задумывалась, почему я знаю наперёд тот или иной ответ – для меня это было абсолютно нормально. А вот оказалось, что для всех остальных – не совсем. Я пришла домой вся разобиженная и закрылась в своей комнате, чтобы попереживать это в «своём углу»… Но, к сожалению, у моей бабушки было железное чутьё на мои неудачные «приключения». Она всегда знала, если что-то не так и отпираться было абсолютно бесполезно. И, конечно же, она, как обычно, появилась у меня буквально через минуту и застала меня всю в слезах. Я никогда не была плаксой... Но я всегда тяжело переносила горечь несправедливых обвинений. Особенно, когда они исходили от самых близких друзей. Ведь по настоящему ранить могут только друзья, потому что их слова проникают прямиком в сердце. – Ничего, вот увидишь, время пройдёт – всё забудется, – успокаивала бабушка, – обида не дым, глаза не выест. Глаза-то может быть и нет, а вот сердце каждая новая капля выедала, да ещё как! Я была ещё всего лишь ребёнком, но уже знала многое из того, что «лучше не надо показывать» или «лучше не говорить»… И я училась не показывать. После того маленького инцидента во время игры я уже старалась больше не показывать, что я знаю больше чем другие и опять было всё хорошо. Да только, хорошо ли?

Лето пришло совершенно незаметно. И именно этим летом (по маминому обещанию) я должна была впервые увидеть море. Я ждала этого момента ещё с зимы, так как море было моей давнишней «великой» мечтой. Но по совершенно глупой случайности моя мечта чуть было не превратилась в прах. До поездки оставалось всего пару недель и мысленно я уже почти «сидела на берегу»... Но, как оказалось, до берега было ещё далеко. Был приятный тёплый летний день. Ничего особенного не происходило. Я лежала в саду под своей любимой старой яблоней, читала книжку и мечтала о своих любимых пряниках… Да, да, именно о пряниках. Из маленького соседского магазинчика. Не знаю, ела ли я после когда-нибудь что-либо вкуснее? Даже после стольких лет я до сих пор прекрасно помню потрясающий вкус и запах этого, тающего во рту, изумительного лакомства! Они всегда были свежие и необыкновенно мягкие, с плотной сладкой корочкой глазури, лопающейся от малейшего прикосновения. Одурительно пахнущие мёдом и корицей, и ещё чем-то, что почти не возможно было уловить... Вот за этими-то пряниками я и собралась, долго не раздумывая, пойти. Было тепло, и я (по нашему общему обычаю) была одета только в коротенькие шортики. Магазин был рядом, буквально через пару домов (всего на нашей улице было их целых три!).

o-ili-v.ru

Вентильный реактивный электродвигатель Википедия

Сечение ВРД с 8 статорными и 6 роторными полюсами Сечение ВРД с 6 статорными и 4 роторными полюсами

Вентильный реактивный электродвигатель (ВРД) — это бесколлекторная синхронная машина, на обмотки статора которой подаются импульсы напряжения управляемой частоты, создающие вращающееся магнитное поле. Вращающий момент возникает за счет стремления ротора к положению, при котором магнитный поток статора проходит по оси ротора, изготовленного из магнитомягкого материала, с наименьшим магнитным сопротивлением[1].

Вентильные реактивные электродвигатели/генераторы имеют следующие достоинства:

Простая конструкция

Ротор и статор выполнены в виде пакетов листового магнитомягкого материала. На роторе ВРД отсутствуют обмотки и постоянные магниты. Фазные обмотки находятся только на статоре. Для уменьшения трудоёмкости катушки обмотки статора могут изготавливаться отдельно, а затем надеваться на полюсы статора.

Высокая ремонтопригодность

Простота обмотки якоря повышает ремонтопригодность ВРД/ВРГ, т.к. для ремонта достаточно сменить вышедшую из строя катушку.

Отсутствие механического коммутатора

Управление электромеханическим преобразователем электропривода/генератора осуществляется с помощью высокоэффективных силовых полупроводниковых элементов - IGBT или MOSFET (HEXFET) транзисторов, надёжность которых существенно превышает надёжность любых механических деталей, например: коллекторов, щёток, подшипников.

Отсутствие постоянных магнитов

ВРД/ВРГ не содержит постоянных магнитов ни на роторе, ни на статоре, при этом он успешно конкурирует по характеристикам с вентильными электрическими двигателями с постоянными магнитами (ВЭДПМ). В среднем, при одинаковых электрических и весогабаритных характеристиках ВРД/ВРГ имеет в 4 раза меньшую стоимость, значительно большую надёжность, более широкий диапазон частот вращения, более широкий диапазон рабочих температур. Конструктивно, по сравнению с ВЭДПМ, ВРД/ВРГ не имеет огран

ruwikiorg.ru

Вентильный реактивный электродвигатель — ВиКи

Вентильные реактивные электродвигатели/генераторы имеют следующие достоинства:

Простая конструкция

Ротор и статор выполнены в виде пакетов листового магнитомягкого материала. На роторе ВРД отсутствуют обмотки и постоянные магниты. Фазные обмотки находятся только на статоре. Для уменьшения трудоёмкости катушки обмотки статора могут изготавливаться отдельно, а затем надеваться на полюсы статора.

Высокая ремонтопригодность

Простота обмотки якоря повышает ремонтопригодность ВРД/ВРГ, т.к. для ремонта достаточно сменить вышедшую из строя катушку.

Отсутствие механического коммутатора

Управление электромеханическим преобразователем электропривода/генератора осуществляется с помощью высокоэффективных силовых полупроводниковых элементов - IGBT или MOSFET (HEXFET) транзисторов, надёжность которых существенно превышает надёжность любых механических деталей, например: коллекторов, щёток, подшипников.

Отсутствие постоянных магнитов

ВРД/ВРГ не содержит постоянных магнитов ни на роторе, ни на статоре, при этом он успешно конкурирует по характеристикам с вентильными электрическими двигателями с постоянными магнитами (ВЭДПМ). В среднем, при одинаковых электрических и весогабаритных характеристиках ВРД/ВРГ имеет в 4 раза меньшую стоимость, значительно большую надёжность, более широкий диапазон частот вращения, более широкий диапазон рабочих температур. Конструктивно, по сравнению с ВЭДПМ, ВРД/ВРГ не имеет ограничения по мощности (практически, мощность ВЭДПМ ограничивается пределом около 20-40 кВТ). ВЭДПМ требуют защиты от металлической пыли, боятся перегрева и сильных электромагнитных полей, в случае короткого замыкания обмотки превращаются в самовозгорающуюся систему. Вентильные реактивные электродвигатели/генераторы свободны от всех этих недостатков.

Малое количество меди

На изготовление ВРД/ВРГ требуется в среднем в 2-3 раза меньше меди, чем для коллекторного электродвигателя такой же мощности, и в 1,3 раза меньше меди, чем для асинхронного электродвигателя.

Tепловыделение происходит в основном только на статоре, при этом легко обеспечивается герметичная конструкция, воздушное или водяное охлаждение

В рабочем режиме не требуется охлаждение ротора. Для охлаждения ВРД/ВРГ достаточно использовать наружную поверхность статора.

Высокие массогабаритные характеристики

В большинстве случаев ВРД/ВРГ может быть выполнен с полым ротором. Толщина спинки ротора при этом должна быть не менее половины ширины полюса. Подбором количества полюсов статора и ротора могут быть оптимизированы массогабаритные характеристики электродвигателя/генератора, его мощность при заданном моменте и диапазоне частоты вращения.

Низкая трудоёмкость

Простота конструкции ВРД/ВРГ снижает трудоёмкость его изготовления. В сущности, его можно изготовить даже на не специализирующемся в области электромашиностроения промышленном предприятии. Для серийного производства ВРД/ВРГ требуется обычное механическое оборудование - штампы для изготовления шихтованных сердечников статора и ротора, токарные и фрезерные станки для обработки валов и корпусных деталей. Трудоёмкие и сложные в технологическом отношении операции, например изготовление коллектора и щёток коллекторного электродвигателя или заливка клетки ротора асинхронного двигателя, здесь отсутствуют. По предварительным оценкам трудоёмкость изготовления ЭМП вентильного реактивного электродвигателя составляет на 70% меньше трудоёмкости изготовления коллекторного и на 40% меньше трудоёмкости изготовления асинхронного электродвигателя.

Гибкость компоновки

Простота обмотки якоря и отсутствие обмотки и магнитов на роторе обеспечивает ВРД/ВРГ высокую гибкость компоновки. Конструкция электродвигателя/генератора может быть плоской, вытянутой, обращённой, секторной, линейной. Для выпуска целого типоряда электродвигателей/генераторов с различной мощностью можно использовать один и тот же комплект штампов для вырубки ротора и статора, поскольку для увеличения мощности достаточно увеличить соответственно длину набора ротора и статора. Не составляет труда изготовление машины с расположением статора как снаружи ротора, так и наоборот, а также встраивание электроники в корпус машины. Изменение коэффициента электромагнитной редукции позволяет создавать машины для облегчённых и, напротив, тяжёлых условий работы, включая моментные двигатели. Для привода некоторых рабочих машин выгоднее иметь линейные электродвигатели с возвратно-поступательным перемещением зубцового штока (аналога ротора). В ряде случаев может быть использована давно известная, но неэффективная в случае асинхронного электродвигателя конструкция дугостаторной машины, статор которой охватывает доступную для размещения дугу окружности ротора, в качестве которого может использоваться вал с зубчатым колесом.

Высокая надёжность

Простота конструкции обеспечивает ВРД/ВРГ более высокую безотказность, чем безотказность других типов электрических машин. Конструктивная и электрическая независимость фазных обмоток обеспечивает работоспособность ВРД даже в случае полного замыкания полюсной катушки одной из фаз. ВРГ остаётся работоспособным даже после выхода из строя одной или двух фаз.

Широкий диапазон частот вращения (от единиц до сотен тысяч об/мин)

Электромагнитная редукция позволяет создавать малогабаритные “моментные” электродвигатели для приводов роботов, манипуляторов и других низкооборотных механизмов или низкооборотные высокоэффективные генераторы для ветровых или волновых электростанций. В то же время частота вращения быстроходных ВРД/ВРГ может превышать 100000 об/мин.

Высокий КПД в широком диапазоне частот вращения

Практически достижимый КПД вентильного реактивного электродвигателя/генератора мощностью 1 КВт может доходить до 90 % в диапазоне 5-10-кратной перестройки частоты вращения. КПД более мощных электрических машин может достигать 95-98 %.

ВРД часто путают с синхронным реактивным электродвигателем (СРД), обмотки якоря которого питаются синусоидально изменяющимися напряжениями без обратной связи по положению ротора. СРД имеет низкий КПД, который не превышает 50 % для маломощных электродвигателей и до 70 % для мощных электрических машин.

Импульсный характер питания ЭМП обеспечивает удобную стыковку с современной цифровой электроникой

Поскольку ВРД/ВРГ питается (возбуждается) однополярными импульсами, для управления ЭМП требуется простой электронный коммутатор. Управляя скважностью импульсов силовых транзисторов электронного коммутатора можно плавно изменять форму импульсов тока фазных обмоток электродвигателя или генератора.

Электронное управление электрическими и механическими характеристиками, режимом работы

Естественная механическая характеристика ВРД/ВРГ определяется реактивным принципом действия электрической машины и близка к гиперболической форме. Основное свойство такой характеристики - постоянство мощности на валу машины - оказывается чрезвычайно полезным для электроприводов с ограниченной мощностью источника, так как при этом легко реализуется условие его неперегружаемости. Применение замкнутой системы управления с обратными связями по скорости и нагрузке позволяет получить механические характеристики любой заданной формы, включая абсолютно жёсткие (астатические), и не ведёт к какому либо усложнению системы управления, так как её процессор обладает большой избыточностью по числу входов и выходов, быстродействию и памяти. Фактически поле доступных механических характеристик непрерывным образом покрывает все четыре квадранта плоскости момент-скорость в пределах области ограничений конкретного электропривода.

Низкая стоимость электромеханического преобразователя

Стоимость ВРД оказывается самой низкой из всех известных конструкций электрических машин. Дорогостоящим в рассматриваемой системе электропривода можно считать электронный преобразователь, который является обязательным элементом всех современных регулируемых электроприводов. Однако, цены на изделия силовой электроники по мере развития масштабов производства имеют устойчивую тенденцию к снижению. Исключение из состава ВРД/ВРГ коммутационных аппаратов, для изготовления которых необходима непрерывно дорожающая медь, также способствует уменьшению стоимости.

Наконец, экономическая эффективность ВРД повышается также в результате существенно меньшего расхода электроэнергии, обусловленного высоким КПД электродвигателя и применением наиболее экономичных стратегий управления в динамических режимах работы.

xn--b1aeclack5b4j.xn--j1aef.xn--p1ai

Вентильный реактивный электродвигатель - Вики

Вентильные реактивные электродвигатели/генераторы имеют следующие достоинства:

Простая конструкция

Ротор и статор выполнены в виде пакетов листового магнитомягкого материала. На роторе ВРД отсутствуют обмотки и постоянные магниты. Фазные обмотки находятся только на статоре. Для уменьшения трудоёмкости катушки обмотки статора могут изготавливаться отдельно, а затем надеваться на полюсы статора.

Высокая ремонтопригодность

Простота обмотки якоря повышает ремонтопригодность ВРД/ВРГ, т.к. для ремонта достаточно сменить вышедшую из строя катушку.

Отсутствие механического коммутатора

Управление электромеханическим преобразователем электропривода/генератора осуществляется с помощью высокоэффективных силовых полупроводниковых элементов - IGBT или MOSFET (HEXFET) транзисторов, надёжность которых существенно превышает надёжность любых механических деталей, например: коллекторов, щёток, подшипников.

Отсутствие постоянных магнитов

ВРД/ВРГ не содержит постоянных магнитов ни на роторе, ни на статоре, при этом он успешно конкурирует по характеристикам с вентильными электрическими двигателями с постоянными магнитами (ВЭДПМ). В среднем, при одинаковых электрических и весогабаритных характеристиках ВРД/ВРГ имеет в 4 раза меньшую стоимость, значительно большую надёжность, более широкий диапазон частот вращения, более широкий диапазон рабочих температур. Конструктивно, по сравнению с ВЭДПМ, ВРД/ВРГ не имеет ограничения по мощности (практически, мощность ВЭДПМ ограничивается пределом около 20-40 кВТ). ВЭДПМ требуют защиты от металлической пыли, боятся перегрева и сильных электромагнитных полей, в случае короткого замыкания обмотки превращаются в самовозгорающуюся систему. Вентильные реактивные электродвигатели/генераторы свободны от всех этих недостатков.

Малое количество меди

На изготовление ВРД/ВРГ требуется в среднем в 2-3 раза меньше меди, чем для коллекторного электродвигателя такой же мощности, и в 1,3 раза меньше меди, чем для асинхронного электродвигателя.

Tепловыделение происходит в основном только на статоре, при этом легко обеспечивается герметичная конструкция, воздушное или водяное охлаждение

В рабочем режиме не требуется охлаждение ротора. Для охлаждения ВРД/ВРГ достаточно использовать наружную поверхность статора.

Высокие массогабаритные характеристики

В большинстве случаев ВРД/ВРГ может быть выполнен с полым ротором. Толщина спинки ротора при этом должна быть не менее половины ширины полюса. Подбором количества полюсов статора и ротора могут быть оптимизированы массогабаритные характеристики электродвигателя/генератора, его мощность при заданном моменте и диапазоне частоты вращения.

Низкая трудоёмкость

Простота конструкции ВРД/ВРГ снижает трудоёмкость его изготовления. В сущности, его можно изготовить даже на не специализирующемся в области электромашиностроения промышленном предприятии. Для серийного производства ВРД/ВРГ требуется обычное механическое оборудование - штампы для изготовления шихтованных сердечников статора и ротора, токарные и фрезерные станки для обработки валов и корпусных деталей. Трудоёмкие и сложные в технологическом отношении операции, например изготовление коллектора и щёток коллекторного электродвигателя или заливка клетки ротора асинхронного двигателя, здесь отсутствуют. По предварительным оценкам трудоёмкость изготовления ЭМП вентильного реактивного электродвигателя составляет на 70% меньше трудоёмкости изготовления коллекторного и на 40% меньше трудоёмкости изготовления асинхронного электродвигателя.

Гибкость компоновки

Простота обмотки якоря и отсутствие обмотки и магнитов на роторе обеспечивает ВРД/ВРГ высокую гибкость компоновки. Конструкция электродвигателя/генератора может быть плоской, вытянутой, обращённой, секторной, ли

ru.wikiredia.com