Maszyny elektryczne wzbudzane magnesami trwałymi

• Druk: Warszawa, 2018
• Seria / cykl: Maszyny elektryczne
• Autor: Tadeusz Glinka
• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

Prezentowana publikacja przedstawia teorię, budowę i sposoby projektowania różnego rodzaju maszyn elektrycznych wzbudzanych magnesami trwałymi. Maszyny elektryczne z magnesami trwałymi stosowane jako prądnice (np. w OZE) są maszynami synchronicznymi o stałym wzbudzeniu, stosowane jako silniki mają właściwości napędowe i regulacyjne identyczne jak silniki prądu stałego, przy czym zamiast komutatora mechanicznego mają komutator elektroniczny.
Maszyny elektryczne z magnesami trwałymi, w stosunku do wszystkich innych rodzajów maszyn elektrycznych, mają najwyższą: sprawność, przeciążalność momentem, dynamikę działania i gęstość mocy w jednostce objętości.
Silniki BLDC to napędy uniwersalne – wykorzystywane są w układach napędowych maszyn roboczych, robotów i manipulatorów, w samochodach spalinowych, elektrycznych i hybrydowych, w górnictwie (wentylatory, kolejki), w sprzęcie medycznym, wojskowym (układy pozycjonowania), w urządzeniach AGD (suszarki, pralki, odkurzacze), itd. Prądnice z magnesami trwałymi są stosowane w odnawialnych źródłach energii (elektrownie wiatrowe i wodne).
W publikacji Czytelnik znajdzie następujące zagadnienia:
• Historia rozwoju przetworników elektromechanicznych
• Przetworniki elektromechaniczne
• Magnesy trwałe i ich parametry
• Magnesowanie magnesów trwałych
• Obliczanie obwodów magnetycznych wzbudzanych magnesami trwałymi
• Silniki o trzech zębach twornika
• Maszyny komutatorowe prądu stałego wzbudzane magnesami trwałymi
• Silniki z komutacją elektroniczną
• Prądnice synchroniczne z magnesami trwałymi
• Mikromaszyny z biegunami kłowymi
• Silnik skokowy hybrydowy
• Inne zastosowanie magnesów trwałych w układach serwomechanicznych

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Technika
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-01-19952-4
• ISBN druku: 978-83-01-19793-3
• Liczba stron: 280

Słowo wstępne 9
1. Historia rozwoju przetworników elektromechanicznych 11
	1.1. Wstęp 11
	1.2. Początkowy okres badań magnetyzmu i elektryczności 12
	1.3. Twórcy elektrotechniki i maszyn elektrycznych 17
	1.4. Rozwój teorii maszyn elektrycznych 33
	1.5. Przemysł maszyn elektrycznych w Polsce 36
	1.6. Podsumowanie 38
	Literatura do rozdziału 1 39
2. Przetworniki elektromechaniczne 41
	2.1. Przetwarzanie energii 41
	2.2. Gabaryt i moc maszyny elektrycznej 44
	2.3. Rozwój przetworników elektromechanicznych i transformatorów 47
	Literatura do rozdziału 2 49
3. Magnesy trwałe i ich parametry 50
	3.1. Definicja parametrów ferromagnetyków i magnesów trwałych 50
	3.2. Historia rozwoju magnesów trwałych 57
	3.3. Korzyści wynikające ze stosowania magnesów trwałych w maszynach elektrycznych 60
	Literatura do rozdziału 3 61
4. Magnesowanie magnesów trwałych 62
	4.1. Obwody magnetyczne z magnesami trwałymi 62
	4.2. Magnesowanie magnesów trwałych 66
	Literatura do rozdziału 4 75
5. Obliczanie obwodów magnetycznych wzbudzanych magnesami trwałymi 76
	5.1. Graficzno-analityczna metoda obliczania punktu pracy magnesu trwałego 76
	5.2. Obliczanie strumienia magnetycznego maszyn elektrycznych wzbudzanych magnesami trwałymi metodą obwodową 80
	5.3. Obliczanie rozkładu pola magnetycznego w maszynach elektrycznych wzbudzanych magnesami trwałymi metodą polową 83
	5.4. Zmiana położenia punktu pracy magnesu trwałego spowodowana przez zewnętrzne pole magnetyczne 85
	Literatura do rozdziału 5 87
6. Silniki o trzech zębach twornika 89
	6.1. Budowa silnika 89
	6.2. Model matematyczny silnika dla sinusoidalnego rozkładu pola w szczelinie i uzwojeń połączonych w gwiazdę 92
	6.3. Funkcja F( ) dla dowolnych rozkładów pola magnetycznego w szczelinie mikrosilnika 99
	6.4. Zagadnienie równoważności uzwojenia gwiazdowego i trójkątnego 106
	6.5. Skręcenie magnesów trwałych względem żłobków twornika 109
	6.6. Pulsacje napięcia rotacji i prędkości obrotowej 112
	Literatura do rozdziału 6 113
7. Maszyny komutatorowe prądu stałego wzbudzane magnesami trwałymi 114
	7.1. Budowa maszyny 114
	7.2. Projekt wstępny obwodu elektromagnetycznego silnika 116
		7.2.1. Przykład określania wymiarów silnika 119
	7.3. Silnik tarczowy prądu stałego 127
	7.4. Dynamika działania serwosilników 130
		7.4.1. Przykład wyznaczania elektromagnetycznej stałej czasowej 135
	7.5. Wykorzystanie silników prądu stałego wzbudzanych magnesami trwałymi do napędu urządzeń mobilnych 137
	Literatura do rozdziału 7 140
8. Silnik z komutacją elektroniczną 142
	8.1. Budowa silnika 142
	8.2. Mikrosilnik z uzwojeniem skupionym 144
	8.3. Mikrosilnik z dwufazowym uzwojeniem twornika 147
	8.4. Algorytm obliczeń projektowych silnika o uzwojeniu rozłożonym 148
		8.4.1. Przykład silnika z magnesami ferrytowymi 155
		8.4.2. Przykład silnika z magnesami NdFeB 160
	8.5. Rozwiązania konstrukcyjne silników BLDC 164
		8.5.1. Uzwojenie twornika 165
		8.5.2. Wirnik z magnesami trwałymi 167
		8.5.3. Momenty reluktancyjne 168
	8.6. Sterowanie silników z komutacją elektroniczną 171
		8.6.1. Zasada sterowania silników 171
		8.6.2. Sterowanie trapezowe 173
		8.6.3. Sterowanie sinusoidalne 176
	8.7. Model matematyczny silnika BLDC 177
		8.7.1. Założenia 177
		8.7.2. Model matematyczny 179
	8.8. Silniki asynchroniczne synchronizowane (SASPM) 184
		8.8.1. Przykład silnika z klatkowym uzwojeniem wirnika 185
		8.8.2. Przykład silnika z pierścieniowym uzwojeniem wirnika 190
	8.9. Silnik tarczowy z komutatorem elektronicznym 196
		8.9.1. Silnik z wydatnymi biegunami twornika 200
		8.9.2. Silnik bezrdzeniowy 203	
		8.9.3. Sposób wykonania wirnika tarczowego z magnesami trwałymi 206	
	8.10. Pomiar kąta położenia magnesów trwałych względem osi uzwojenia 210
	8.11. Regulacja prędkości obrotowej 213
		8.11.1. Sterowanie trapezowe 216
		8.11.2. Sterowanie sinusoidalne 216
		8.11.3. Silnik z dzielonym uzwojeniem twornika 217
		8.11.4. Przełączenie sterowania z międzypasmowego na pasmowe 218
		8.11.5. Przełączenie uzwojenia z układu gwiazdy w trójkąt 219
		8.11.6. Układ z uzwojeniem dzielonym i kondensatorami 220
	8.12. Układ napędowy wózka inwalidzkiego 222
	Literatura do rozdziału 8 225
9. Prądnice synchroniczne z magnesami trwałymi 227
	9.1. Budowa prądnic 227
	9.2. Prądnica SPM 233
		9.2.1. Przykład prądnicy SPM 235
	9.3. Prądnica IPM  236
		9.3.1. Przykład prądnicy IPM 239
	9.4. Prądnice do małych elektrowni wiatrowych i wodnych 241
	9.5. Prądnice synchroniczne ze wzbudzeniem hybrydowym 244
	Literatura do rozdziału 9 246
10. Mikromaszyny z biegunami kłowymi 248
	10.1. Budowa i zasada działania mikromaszyny z biegunami kłowymi 248
	10.2. Silnik synchroniczny dwufazowy zasilany jednofazowo 254
	10.3. Silnik skokowy z biegunami kłowymi 257
	10.4. Prądnica synchroniczna z biegunami kłowymi 262
	Literatura do rozdziału 10 266
11. Silnik skokowy hybrydowy 267
	11.1. Budowa i działanie silnika skokowego hybrydowego 267
	11.2. Charakterystyki elektromechaniczne silnika skokowego hybrydowego 272
	Literatura do rozdziału 11 274
12. Inne zastosowanie magnesów trwałych w układach serwomechanicznych 275
	12.1. Zastosowanie magnesów trwałych w układzie wspomagania kierownicy 275
	12.2. Hamulec elektromagnetyczny 280
	12.3. Przekładnia magnetyczna 283
	Literatura do rozdziału 12 287