Разработка уточненных электромагнитных моделей электрических генераторов возвратно-поступательного движения с постоянными магнитами

Abstract

Анализ научных работ, посвященных математическому описанию электрических генераторов возвратно-поступательного движения с постоянными магнитами, показал, что предлагаемые математические модели такого типа генераторов основываются на теории магнитных цепей (упрощенном представлении о магнитной системе и магнитном поле в виде магнитной цепи с соответствующими проводимостями). Однако в отличие от традиционных электрических машин вращательного типа электрические генераторы возвратно-поступательного движения обладают рядом особенностей, опущение которых при моделировании увеличивает затраты на их создание за счет продолжительности проектирования и экспериментальной доработки. Поэтому на начальных этапах электромагнитного расчета и решения задач оптимизации требуется применение адекватных математических моделей. С этой целью может использоваться моделирование на основе теории поля, однако основным его недостатком является сложность применения для решения задач оптимизации. Для повышения точности расчетов параметров электрических генераторов возвратно-поступательного движения с постоянными магнитами предлагается использовать в математических моделях на основе теории магнитных цепей уточняющие коэффициенты рассеяния и выпучивания магнитного потока. Авторами разработаны уточненные электромагнитные модели указанных генераторов, позволяющие вычислить основные параметры на начальных этапах электромагнитного расчета и решения задач оптимизации с высокой степенью соответствия. Отличительной особенностью уточненных электромагнитных моделей генераторов является учет зависимости коэффициентов рассеяния и выпучивания магнитного потока от координаты подвижной части и площади поперечного сечения магнитопровода.