Анотація
Розглянуто основні відомі структури та принципи функціонування електричних машин з трьома ступенями свободи обертального руху ротора. Виділено тип таких машин, в яких можливо реалізувати високу частоту обертання ротора, що надає їм властивості гіростабілізацїі. Наведено структуру магнітної системи машини розглянутого типу та висунуто гіпотезу про адекватність виразів класичної аналітичної математичної моделі, але відмічено необхідність точного обчислення зосереджених параметрів, що її складають. На основі чисельної математичної моделі тривимірного магнітного поля проведено аналіз розподілу магнітної індукції, обчислено залежності складових електромагнітного моменту та потокозчеплення обмотки управління від кутів орієнтації осі ротора та кута його обертання. Зроблено висновок про адекватність залежностей, що складають класичну аналітичну математичну модель, за умов обчислення коефіцієнтів, що входять до неї, на основі результатів розрахунку тривимірного магнітного поля в активній зоні машини та оточуючому просторі. Так амплітуду вектора потокозчеплення обмотки управління і коливань його складових для використання в моделі з зосередженими параметрами необхідно обчислювати за відповідними значеннями амплітуд складових електромагнітного моменту. Врахування результатів аналізу тривимірного поля демонструє значні зменшення швидкості керованої прецесії та зростання розмаху нутації. Бібл. 9, рис. 10, табл. 2.
Посилання
Wenqiang Tao, Guoli Li, Lufeng Ju, Rui Zhou, Cungang Hu. Design and Analysis of a Novel Spherical Mo-tor Based on the Principle of Reluctance. IEEE International Power Electronics and Application Conference and Expo-sition. Shenzhen, China, 04-07 November 2018. Pp. 7–13. DOI: https://doi.org/10.1109/PEAC.2018.8590483.
Lee H.J., Park H.J., Ryu G.H., Oh S.Y., Lee J. Performance Improvement of Operating Three-Degree-of-Freedom Spherical Permanent-Magnet Motor. IEEE Transactions on magnetics. 2012. Vol. 48. No 11. Pp. 4654–4657. DOI: https://doi.org/10.1109/TMAG.2012.2200470.
Yan Wen, Guoli Li, Qunjing Wang, Xiwen Guo, Wenping Cao. Modeling and Analysis of Permanent Magnet Spherical Motors by a Multitask Gaussian Process Method and Finite Element Method for Output Torque. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2021. Vol. 68. Issue 9. Pp. 8540–8549. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2020.3018078.
Antonov A.E. Electric machines of magnetoelectric type. Kyiv: Institute of Electrodynamics National Academy of Sciences of Ukraine, 2011. 216 p. (Rus)
Miliakh A.N., Barabanov V.A., Dvoinykh V.V. Three-degree-of-freedom electric machines. Kyiv: Naukova Dumka, 1979. 308 p. (Rus)
Miliakh A.N., Barabanov V.A., Lavrinenko V.A., Kireyev V.G. Equations of three-degree-of-freedom per-manent magnet electric machines Tekhnicheskaia elektrodynamika. 1981. No 2. Pp. 65–70. (Rus)
Soloviev A.E., Teplova V.A. Features of the movement of a three-stage electric machine with a radially magnetized rotor and additional stator windings. Izvestiia TulGU. Tekhnicheskie nauki. Elektrotekhnika. 2016. Vyp. 7. Part 1. Pp. 175–183. (Rus)
Petrishchev V.F. Elements of the gyroscope theory and its application for spacecraft control. Samara: Samarskii gosudarstvennyi aerokosmicheskii universitet, 2004. 68 p.
Comsol multiphysics modeling and simulation software. URL: http://www.comsol.com/ (accessed at 29.06.2022).
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2023 Array