Вентильно индукторный двигатель: Вентильный реактивный двигатель SRM. Снижение пульсации момента. — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Вентильный реактивный двигатель SRM. Снижение пульсации момента.

Вентильный реактивный двигатель (switched reluctance motor SRM) является потенциальным кандидатом для использования его в качестве тягового двигателя электромобиля следующего поколения из-за его низкой стоимости, высокой эффективности, способности работать при высоких температурах и в других жестких условиях. Тем не менее, SRM имеют существенный недостаток – это пульсации вращающего момента, что может создавать неприятный шум в транспортных средствах. Компания Continuous Solutions использовала программное обеспечение ANSYS Maxwell для электромагнитного моделирования. В результате удалось снизить пульсации вращающего момента электрической машины на 90 процентов и общий шум на 50 процентов, что позволяет использовать SRM для электрификации транспортных средств сельскохозяйственной, горнодобывающей техники, а также для гражданского применения

Концепция коммутируемого реактивного двигателя (SRM) существует уже 180 лет, но до недавнего времени двигатели этого типа использовалась только в промышленных целях из-за сложной системы управления. За последние десять лет мощные микроконтроллерные интегральные схемы и вычислительно-интенсивные стратегии управления сделали SRM более жизнеспособными. Нерешенной проблемой является излучение SRM значительного шума во время работы, который недопустим в таких приложениях, как роскошные легковые автомобили, тактические транспортные средства и другие машины в суровых условиях эксплуатации.

Инженеры Continuous Solutions решают перечисленные проблемы, создавая виртуальные прототипы перспективных конструкций SRM в программном обеспечении моделирования электромагнитного поля ANSYS Maxwell. Алгоритмы управления для подавления пульсаций вращающего момента создаются и исследуются в симуляторе системного уровня ANSYS TwinBuilder, в качестве объекта управления выступает модель SRM в ANSYS Maxwell. Оптимизация пульсаций момента существенно снижает общий шум и вибрацию двигателя.

В итоге электрические машины SRM типа на 20 процентов дешевле, рабочие температуры на 50 процентов выше, чем у аналогичных двигателей с постоянными магнитами.

SRM

В основе работы SRM лежит магнитный поток. Магнитные поля аналогичны электрическому току и предпочитают путешествовать по пути наименьшего магнитного сопротивления потоку. Это объясняет, почему магнитные материалы с низким магнитным сопротивлением, такие как железо и сталь, имеют сильную тенденцию выравниваться с магнитным полем. На статоре SRM расположены концентрические обмотки фаз, а его ротор изготовлен из материала с низким магнитным сопротивлением с чередующимися зонами высокого и низкого сопротивления. При подаче напряжения на обмотку статора, магнитное сопротивление ротора создает силу, которая пытается выровнять полюс ротора, пик низкого сопротивления, с ближайшим полюсом статора. В SRM вращение поддерживается путем последовательного включения и выключения обмоток статора, таким образом, что каждое новое состояние магнитного поля статора вызывает поворот ротора.

Модель SRM в ANSYS Maxwell

Схема асимметричного мостового преобразователя и полученные формы кривых SRM

Ротор может быть изготовлен цельным стальным или набран из тонких стальных штамповок с выемками для магнитных полюсов. Отсутствие постоянных магнитов и обмоток на роторе делает SRM значительно дешевле в производстве чем обычные электродвигатели с постоянными магнитами. В роторе отсутствует токонесущие конструкции, поэтому нет необходимости в коммутаторах и обмотках якоря, как в двигателе постоянного тока, либо в короткозамкнутой обмотке из литого металла, как в асинхронном двигателе. Кроме того, отсутствие постоянных магнитов и обмоток ротора позволяет SRM работать при более высоких температурах окружающей среды, что очень важно в тяговых двигателях транспортных средств.

Пульсации момента

Одна из самых больших проблем при разработке SRM состоит в том, что индуктивность каждой фазы пропорциональна степени совмещения её с полюсами ротора. Избыточная вибрация и акустический шум возникают из-за структурной деформации и гармонических магнитных моментов, возникающих в результате взаимодействия статора и ротора. К этому добавляется относительное резкое изменение индуктивности в зависимости от положения ротора и нелинейного управления.

Результаты ANSYS Maxwell показывают зависимость потокосцепления и вращающего момента, как функции от положения ротора, при различной нагрузке

Эти взаимодействия проявляются как изменения вращающего момента, известные как пульсации вращающего момента. С точки зрения конструкции двигателя, например, дисбаланс в роторе или статоре, также могут вызывать пульсации вращающего момента. Все эти причины приводят к вибрации двигателя, которая создаёт акустический шум и сокращает срок службы механических узлов.

При разработке нового тягового двигателя целью Continuous Solutions являлось создание более дешевого двигателя и привода, которые могут работать при более высоких температурах, чем обычные двигатели с постоянными магнитами, в то же время достигая высоких показателей эффективности, плотности мощности и шума, равных двигателям с постоянными магнитами. Инженеры Continuous Solutions начали с использования собственной многоцелевой пользовательской программы оптимизации трехмерных магнитных эквивалентных цепей (MEC) для ускорения процесса исследования пространства проектирования и нахождения перспективных конструкций для дальнейшего исследования. Программа использует генетический алгоритм для изучения различных параметров конструкции, таких как высота зубца статора, ток возбуждения и число пар полюсов, итеративно улучшая цели проектирования, такие как повышение эффективности и уменьшение массы.

Моделирование SRM

Инженеры Continuous Solutions разработали детальные модели перспективных вариантов SRM, определенных программой оптимизации в ANSYS Maxwell. Использовался шаблонно-ориентированный инструмент проектирования RMxprt для быстрого определения геометрии двигателя. Вместо того чтобы рисовать компоненты двигателя, использовались возможности параметрического проектирования в RMxprt для определения магнитной системы SRM: количество полюсов и обмоточные данные и т.д. Корпус двигателя также добавляется к модели с помощью стандартных инструментов.

Векторный график магнитной индукции в сечении SRM

Трехмерная геометрическая модель автоматически создаётся в ANSYS Maxwell для детального анализа магнитного поля методом конечных элементов. Модель содержит все необходимые настройки: движение ротора, механическая нагрузка, коэффициенты потерь в шихтованных стальных пакетах, обмотки фаз, схема управления и многое другое. ANSYS Maxwell рассчитывает рабочие характеристики: вращающий момент в зависимости от скорости, потери мощности, индукция в воздушном зазоре, коэффициент мощности и КПД. Максвелл подготовил отчет о крутящем моменте, который показал вращающий момент двигателя в ньютон-метрах как функцию угла поворота. Для более детального диагностического рассмотрения график магнитной индукции строится в поперечном сечении ротора и статора в ключевые моменты, когда вращающий момент достигает своих экстремумов. Графики показывают, что одним из основных источников шума был является, сжимаемый к ротору силами притяжения, действующими на каждую пару полюсов. Решением этой проблемы может стать усиление статора, но это увеличивает стоимость и вес двигателя.

Разработка системы управления

Вместо того, чтобы искать конструкционное решение для минимизации пульсаций момента, вибрации, Continuous Solutions разработали алгоритм управления для подачи тока в обычно неактивные обмотки в точное время, чтобы нейтрализовать отклоняющиеся векторы силы от активных полюсов. Они разработали алгоритм управления в своих собственных аналитических инструментах и встроили его в обычный инвертор SRM, собранный в ANSYS TwinBuilder. Инвертор в TwinBuilder был подключен к модели двигателя ANSYS Maxwell, рассматривалось взаимодействие SRM со схемой управления с разработанным алгоритмом. Детальные графики нестационарного режима позволили инженерам Continuous Solutions сгладить колебания вращающего момента: как только ротор SRM собирается дергаться влево, контроллер вводит сигнал для рывка вправо, подавляя сопротивление движению в нужном направлении, удаляя волну пульсаций вращающего момента.

Контроллер Continuous Solutions 100kW SRM MILSPEC с технологией снижения пульсаций вращающего момента

Была усовершенствована как конструкция двигателя, так и алгоритм управления, пока интегрированный двигатель и алгоритм управления не достигли всех поставленных целей. Такой подход позволил за несколько итераций завершить проектирование.

Инженеры Continuous Solutions создали и испытали прототип новой конструкции двигателя. Производительность соответствовала результатам моделирования. Кроме того, для непрерывного производства компания Continuous Solutions заключила стратегическое партнерство с Nidec Motor Corporation, чтобы сделать эту технологию коммерчески доступной. Новый двигатель на 20-50 процентов дешевле, работает на 50 процентов более высоких температурах, чем похожие двигатели с постоянными магнитами, предлагая сопоставимую эффективность, плотность мощности и шумовые характеристики.

График зависимости потокосцепления, как функция от тока и положения ротора

График зависимости момента, как функция от тока и положения ротора

Снижение пульсации крутящего момента в SRM, обеспечиваемое контроллером Continuous Solutions Torque Riple Mitigation

Ссылка на источник: ANSYS Advantage

Тяговые преобразователи серии СП ТМГ400, СП ТЭД200, СП ТМГ200

Предназначены для управления тяговыми вентильно–индукторными мотор-генераторами, мощностью до 400 кВт, работающими в составе электромеханической трансмиссии машин.

Вентильно-индукторный привод является современной, эффективной заменой тяговых электроприводов с асинхронными двигателями. Он может использоваться в качестве привода колес электровозов, магистральных и маневровровых тепловозов, традиционно использующих тяговые электроприводы с коллекторными машинами постоянного тока и с асинхронными электродвигателями.

Основные достоинства:

— отсутствие обмоток на роторе электродвигателя и как следствие «холодный ротор» с пониженной рабочей температурой подшипников;

— особо надежная конструкция статора с обмоткой, состоящей из нескольких полюсных катушек с высокой вибрационной стойкостью;

— изоляция обмотки статора обладает повышенной стойкостью к импульсам напряжения на выходе преобразователя;

— высокая тепловая надежность в условиях длительной перегрузки;

— гарантированный стартовый момент 300 % от номинала при нулевой скорости является стандартной характеристикой;

— обладает высоким КПД (около 95%), который практически не меняется при изменении нагрузки в широком диапазоне;

— силовой преобразователь для питания вентильно-индукторного двигателя отличается повышенной надежностью, которая обусловлена особенностью схемы инвертора типа «несимметричный полумост», практически исключающего возможность сквозных коротких замыканий.

Перечисленные достоинства открывают хорошие перспективы для использования вентильно-индукторного привода в современных локомотивах.

— Применение такого привода на тепловозе обеспечит все режимы движения и, как минимум, 30% экономии топлива, по сравнению с электроприводом постоянного тока.

— Высокие возможности регулирования позволят точно отрабатывать заданные характеристики, следуя сигналам от органов управления. Возможность трогаться на уклоне, когда локомотив будет автоматически удерживаться на месте с помощью динамического замедления, а также отслеживание и устранение пробуксовки колес, повысит тяговое усилие и уменьшит износ колесных пар.

— Высокая надежность системы в сочетании с простотой конструкции электромашин увеличивает межсервисные пробеги и снижает затраты на ремонт, понижая стоимость одного часа работ локомотива.

Для локомотива, типовой комплект тягового электрооборудования с вентильно-индукторными электрическими машинами включает:

— тяговый вентильно-индукторный генератор, обеспечивает генерацию энергии для тяговых вентильно-индукторных двигателей во всех режимах работы машины;

— тяговые вентильно-индукторные двигатели, устанавливаются через редуктор на колесную пару локомотива. Обеспечивают режимы тяги, выбега и электродинамического торможения;

— блоки обработки сигналов датчиков температуры, установленные непосредственно на электромашины. Обеспечивают сбор информации о температуре электромашин и передачу её по CAN-шине;

— установка электродинамического замедления, представляющая собой мощный резистивный элемент с вентиляцией;

— силовой шкаф управления электромеханической трансмиссией, включающий в себя инверторы напряжения, обеспечивает управление работой генератора и тяговых электродвигателей.

В преобразователях предусмотрены защиты:

от коротких замыканий в модулях импульсного преобразователя;
от выхода напряжения постоянного тока за пределы допустимых значений;
от уменьшения сопротивления изоляции относительно корпуса до 200 кОм;
от пропадания бортовой сети;
от перегрузки по току в фазах;
от превышения температуры модулей импульсного преобразователя–более 100±10°C
от превышения температуры внутри силового преобразователя более 75°С.

Наименование параметров	Значение
Род тока	Импульсный
Номинальное значение напряжения постоянного тока, В	600
Диапазон изменения постоянного напряжения, В	0-600
Точность поддержания заданного напряжения %	± 5
Пульсация выходного напряжения не более %	± 5
Номинальное значение амплитудного фазного тока, А	1000
Число фаз	3
Диапазон изменения амплитудного фазного тока, А	0-1000
Точность поддержания заданного фазного тока %	± 5
Амплитудное значение фазного тока в режиме стартёра %	30
Точность поддержания фазного тока в режиме стартёра %	± 5
Номинальная выходная мощность кВт	400
Диапазон изменения выходной мощности кВт	0-400
Диапазон частот переключения тока в фазе, Гц	0-1600
Максимальное значение эффективного фазного тока А	560
Диапазон изменения служебного напряжения, В	18-28
Диапазон рабочих температур °С	от -40 до +60
Максимальный ток нагрузки А	667

Вентильно индукторный реактивный электродвигатель — РЭМ / Объявления / Элек.ру

Поделиться
Пожаловаться

Наша компания развивает новый проект по разработке, изготовлению и продвижению вентильно индукторных реактивных двигателей. Мы самостоятельно изготавливаем систему управления и сам электродвигатель.
Вентильно реактивный электродвигатель (дальше ВРД), обладает целым рядом преимуществ по сравнению с другими типами электродвигателей. Выше КПД, отсутствие обмотки ротора позволят двигателю испытывать многократные перегрузки, при этом нет нагрева ротора, что исключает перегрев подшипников, а как следствие увеличивает их срок службы. Регулирование от 0, при этом высокий крутящий момент с самого начала работы привода. ВРД дешевле, чем асинхронный электродвигатель с приводом. Во многих случаях при использовании ВРД достигается экономия за счет высокого КПД на всем диапазоне регулирования, а так же за счет сокращения расходов на эксплуатацию электродвигателя, нет щеточного аппарата, электродвигатель имеет высокую ремонтопригодность, обмотка статора выполнена виде катушек, не имеет перекрещивающихся лобовых частей. Весь ремонт сводится к проверке подшипникового узла, возможной замены катушки, а так же замены модуля преобразователя управления полюсом двигателя. Модульность конструкции позволяет всегда иметь в запасе модуль преобразователя и обмотку двигателя, что делает возможным проведения ремонта или замены в рамках предприятия, не привлекая для этого специализированные предприятия.
Особенность конструкции двигателя позволяет ему работать без одной вышедшей обмотки или преобразовательного модуля, будет снижение КПД двигателя, но он продолжит работу.
Использование ВРД выгодно, когда требуется регулирование механизма, при тяжелых условиях работы, при необходимости плавного пуска, требуется рекуперация энергии, при высоких или низких частотах вращения без использования редукторов или других промежуточных механизмов. Рекуперация энергии делает выгодным использование ВРД в подъемных машинах, конвейерах, различных транспортных средствах (троллейбусы, трамваи, электропоезда , дизельные локомотивы). Экономия до 40% при использовании ВРД на конвейерах и экскаваторах. Модернизация экскаваторной и бурильной технике с применением ВРД позволяет экономить до 40% электроэнергии, а так же сократить затраты на обслуживание. Использование ВРД в самосвалах таких как БЕЛАЗ позволяет повысить его производительность и надежность.

Наша компания готова разработать и изготовить в единичном экземпляре вентильно индукторный двигатель по требованию заказчика.
ООО «РЭМ» г. Новосибирск , тел. (383) 2134269

Вложения

Контакты

Ф.И.О.	Арапов Андрей нет отзывов
Должность:	Заместитель директора
Компания:	РЭМ ИНН: 5403012760
Страна:	Россия
Телефон:	+7 (383) 213-42-69 Сообщите, что нашли информацию на сайте «Элек.ру»
Факс:	+7 (383) 200-34-89
Web:	http://ros-in.com
Дата регистрации:	3 июля 2011 г. Последний вход 12 дней назад
	Отправить сообщение

Информация о компании

Проектирование, изготовление вентильно реактивных электродвигателей. Проектирование электродвигателей. ООО «РЭМ» осуществляет комплексный подход по разработке электропривода. Мы готовы спроектировать и изготовить привод под конкретную задачу, при этом цена на разработанный электродвигатель будет на уровне серийных образцов. Вентильные реактивные электродвигатели нашли широкое применение в следующих приводных механизмах: — Сетевые насосы — Питательные электронасосы (ПЭН) —…

ВКонтакте
Facebook
Twitter
Pinterest

вентильно-индукторный двигатель расчет и проектирование — Мир науки,техники,медицины и образования © первая научно-техническая коммерческая социальная сеть

Бегущая строка в HTML

Социальная сеть «Мир науки,техники, медицины и образования» создана для того, чтобы объединить всех ученых, разработчиков,промышленников,преподавателей,учителей, студентов , школьников и просто умных и грамотных людей, дать им возможность заниматься любимым творчеством и получать достойную оплату своего труда, получать необходимые знания, делиться опытом друг с другом. Пользователи портала имеют возможность заявить о себе всему миру на 12 мировых языках, добавлять новости,размещать свои статьи согласно классификатору УДК, вести свой блог, писать посты, писать рецензии на размещенные на сайте статьи, объединяться в группы по интересам, создавать временные и постоянные творческие коллективы. Размещать на торговой площадке свою интеллектуальную собственность- литературу, программное обеспечение, видеоуроки,патенты, ноу-хау, торговые марки, авторские права, конструкторско-технологическую документацию. Размещать информацию о технологических мощностях вашего производства и искать изготовителей, которые смогут изготовить продукцию по вашим чертежам. Размещать информацию о станках,оборудовании,приборах,компьютерах и т.д. Размещать свои фото и видео альбомы, ограничивая или открывая к ним доступ пользователей. Гибкая реферальная партнерская программа позволяет вам зарабатывать до 18% от дохода тех пользователей портала, которых вы привели и зарегистрировали по вашей реферальной ссылке. Если Вы заинтересованы в развитии данного проекта, просим Вас всеми доступными способами размещать ссылки на наш проект на всех доступных Вам ресурсах, в новостях, на досках объявлений, форумах, приводить на сайт своих друзей по реферальным ссылкам в вашем профиле пользователя и зарабатывать на этом деньги. Это сделает наш проект популярным и даст пользователям возможность расширить свой круг знакомств в интеллектуальной и производственной сферах.Теперь у нас есть собственная энциклопедия- словарь, которую могут дополнять и редактировать сами пользователи, при чем на нескольких языках.

Вентильные реактивные электродвигатели / генераторы (Switched Reluctance Motors / Generators)

Современный уровень развития регулируемых электроприводов в значительной степени определяется достижениями в области силовой полупроводниковой техники: созданием IGBT и MOSFET транзисторов для коммутации силовых электрических цепей. Это позволило специально для систем электропривода создать электрическую машину нового типа c электронной коммутацией фазных обмоток якоря и получившую название SRM (ближайший перевод на русский язык — машина с модуляцией магнитной проводимости). В качестве рабочего термина нами используется вентильный реактивный электродвигатель (ВРД) / генератор (ВРГ) или вентильный реактивный индукторный электродвигатель / генератор.

ВРД следует отличать от синхронного реактивного электродвигателя (СРД), который работает при синусоидально изменяющихся напряжениях, подаваемых на фазы его обмотки якоря без обратной связи по положению ротора, при этом СРД обладает низким КПД.

Электрическая машина типа ВРД устроена проще, чем традиционные машины переменного тока — синхронная и асинхронная, она более технологична и менее материалоемка, что создает предпосылки для достижения высоких показателей надежности, экономичности, низкой стоимости и стойкости ее к воздействиям окружающей среды. Впервые в системе управляемого электропривода удается сбалансировать показатели эффективности электронной управляющей части и электромеханического преобразователя машины.

Появление и развитие электроприводов нового типа означает конец эры коллекторных электрических машин, применение которых в разрабатываемых системах электропривода становится анахронизмом. Даже асинхронная машина, повсеместное распространение которой было обусловлено простотой конструкции и надежностью, уступает по этим параметрам ВРД.

Рис. 1. Структурная схема управлением

Конструктивно электропривод состоит из микропроцессорного блока управления, электронного коммутатора и электромеханического преобразователя (ЭМП). Электромеханический преобразователь обеспечивает преобразование электрической энергии, поступающей от электронного коммутатора, в механическую или осуществляет обратное преобразование механической энергии в электрическую. Микропроцессорный блок управления формирует сигналы коммутатора, который генерирует импульсное напряжение питания ЭМП в зависимости от сигналов, поступающих от датчика положения ротора ЭМП. Возможен вариант без датчика положения ротора, в этом случае положение ротора определяется по величине индуктивности обмоток статора.

Отличительную основу ЭМП составляют магнитопроводы статора и ротора с явно выраженными полюсами, выполненные в виде пакетов из листового магнитомягкого материала. Катушки обмотки якоря расположены на полюсах магнитопровода статора. Катушки, находящиеся на противоположных полюсах, соединены попарно последовательно и образуют фазные секции обмотки якоря. На рис. 2 в качестве примеров показаны ЭМП с шестью (рис. 2а) и восемью (рис. 2б) полюсами на статоре и четырьмя и шестью полюсами на роторе соответственно.

В зависимости от назначения электродвигателя / генератора и предъявляемых к нему в связи с этим требований, количество полюсов на статоре и на роторе может изменяться. В некоторых случаях на полюсах магнитопровода статора могут быть сделаны дополнительные зубцы. Обмотка якоря, в приведенных на рисунке примерах ЭМП, трехфазная (рис.2а) и четырехфазная (рис.2б). Количество полюсов статора и ротора, число фаз обмотки якоря может изменяться в зависимости от назначения электродвигателя / генератора. Подбором чисел полюсов статора и ротора может быть получен вращающий момент существенно больший по сравнению с электрическими машинами других типов.

Рис. 2. Обмотка якоря трехфазная и четырехфазная

Очевидная конструктивная простота является основным достоинством электромеханического преобразователя ВРД, что позволяет существенно снизить затраты при его изготовлении и обеспечить очень высокую надежность работы электродвигателя / генератора. В качестве примера на рисунках 3, 4, 5 показаны основные части нескольких вариантов ЭМП вентильных реактивных электродвигателей и генераторов.

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5

Основные части нескольких вариантов ЭМП вентильных реактивных электродвигателей и генераторов

На рис.6 приведена механическая характеристика ЭМП в режиме с ограничением тока. Естественная механическая характеристика ЭМП при постоянном питающем напряжении аналогична такой же характеристике коллекторного электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.

Рис. 6. Механическая характеристика ЭМП в режиме с ограничением тока

Особенности электромеханического преобразования энергии в вентильном электродвигателе с переключаемой магнитной проводимостью заключаются в несинусоидальности токов и магнитных потоков в ЭМП и нелинейной зависимости между ними. Эти особенности не позволяют использовать методы, широко применяемые для анализа и синтеза электрических машин переменного тока традиционного конструктивного исполнения. Анализ и синтез ЭМП необходимо осуществлять с непременным учетом дискретности цикла электромеханического преобразования энергии и существенной нелинейной зависимости между токами в фазах и создаваемыми ими магнитными потоками в комплексе «электронный коммутатор — ЭМП».

Для проектирования ЭМП используется современный подход, включающий расчет магнитного поля в нелинейной постановке задачи. При этом учитываются реальные параметры материалов и особенности геометрии устройства. На рис. 7 показаны результаты расчета магнитного поля, представляющие зависимость потокосцепления фазной обмотки от угла поворота ротора и протекающего в ней тока.

Рис. 7. Результаты расчета магнитного поля

Электронный блок управления электродвигателя / генератора представляет собой цифровую систему управления на базе нового поколения 16-разрядных микроконтроллеров производительностью до 40 млн. операций в секунду. Цифровая система управления позволяет резко сократить количество используемых компонентов, увеличить надежность и функциональность системы, уменьшить габаритные размеры электронного блока и его стоимость.

На рис. 8 показан блок электроники для электродвигателей / генераторов мощностью до 8 кВт. (Габариты 170х125х30 мм.)

Рис. 8. Блок электроники для электродвигателей / генераторов мощностью до 8 кВт

Цифровой синтез сигналов, поступающих с электронного коммутатора на ЭМП, осуществляется программно с помощью микропроцессорного блока управления. Программный синтез сигналов позволяет оперативно изменять частоту, форму и амплитуду выходных импульсов в зависимости от состояния датчиков электропривода / генератора, а также обеспечивает оперативное управление режимами его работы.

Микроконтроллер формирует основные управляющие сигналы, которые поступают на 3- или 4-фазный драйвер, обеспечивающий управление силовыми транзисторами электронного коммутатора. Конфигурация блока питания может быть изменена в зависимости от типа и величины напряжения питания, что позволяет на базе одного блока создавать электроприводы и генераторы различного назначения. При низковольтном напряжении питания (5 — 200 В) в блоке коммутатора используются MOSFET-транзисторы, а при высоковольтном (200 В и более) — IGBT-транзисторы. Применение современных мощных IGBT-транзисторов позволяет создавать электронные коммутаторы мощностью 5000 кВт и более, обеспечивая высокие энергетические и весогабаритные характеристики вентильным реактивным электроприводам / генераторам.

Основная управляющая программа контроллера хранится во Flash-памяти объемом до 256 Кбайт и может быть легко изменена через последовательный интерфейс RS232, что позволяет оперативно изменять основные характеристики и алгоритм работы стартера / генератора в процессе настройки или во время его эксплуатации.

Наличие микропроцессора в системе управления ВРД обеспечивает следующие режимы его работы:

регулирование оборотов в широких пределах и стабилизацию их на заданном уровне;
коррекцию естественно падающей механической характеристики ВРД для оптимизации параметров электропривода с тяговой, вентиляторной, крановой, экскаваторной и другими типами нагрузок;
разгон и торможение с необходимым ускорением;
пуск электропривода без превышения пусковых токов над номинальными, с предварительным выбором люфта редуктора;
рекуперацию энергии при торможении;
реверсирование;
самоторможение для исключения вращения нагруженного электропривода;
шаговый режим работы;
питание от сетей постоянного и переменного (однофазного и 3 фазного) напряжения; для генератора — стабилизацию и формирование выходного напряжения;
выдачу на дисплей текущих параметров электродвигателя / генератора и любой информации, поступающей с периферийных датчиков;
прием и выдачу команд и информации как в аналоговом, так и в цифровом виде;
дистанционное изменение параметров электропривода / генератора и алгоритма его работы;

Для связи с внешними компьютерными системами, активными пультами управления или для обеспечения параллельной работы и синхронизации нескольких электроприводов / генераторов в блоке управления может использоваться сетевой CAN-интерфейс (международный стандарт CAN 2.0 CiA-301). CAN (Controller Area Network) — сетевой интерфейс разработан фирмами «BOSСH» и «INTEL» для построения распределенных встраиваемых мультипроцессорных систем реального времени бортового и промышленного назначения. CAN обеспечивает надежную работу системы даже в условиях сильных электромагнитных помех. На рисунке 9 показано подключение нескольких электродвигателей к CAN-сети.

Рис. 9. Подключение нескольких электродвигателей к CAN-сети

CAN сеть обеспечивает эффективный обмен информацией между электронными блоками электродвигателей, а также обмен между пультом или несколькими пультами и каждым электродвигателем. Высокая скорость передачи (до 1Мбит/сек), гибкая система задания приоритетов CAN устройств позволяет передавать по сети синхросигналы или команды с критическим временем выполнения. На рис. 10 приведен пример организации следящей системы с использованием CAN-сети.

Рис. 10. Организации следящей системы с использованием CAN-сети

Вентильно-индукторный двигатель с принудительным воздушным охлаждением

Предложение относится к частотно-регулируемому электроприводу и может быть применено при конструировании и изготовлении вентильно-индукторных двигателей с принудительным воздушным охлаждением. Технический результат полезной модели — повышение эффективности отвода тепла от наиболее нагруженных в тепловом отношении элементов вентильно-индукторного двигателя, снижение их рабочей температуры и соответствующее увеличение надежности двигателя. Двигатель содержит корпус (1), на поверхности которого выполнены в аксиальном направлении теплоотводящие ребра (2), и автономный вентилятор (3), подающий воздух в торец корпуса (1) посредством воздуховода (4). Во внутренней полости корпуса (1) размещены зубчатые пакеты (5) статора с фазными обмотками (6), кольцевые обмотки возбуждения (7), а также зубчатые пакеты ротора (8), закрепленные на валу (9). Вал (9) ротора установлен в опорах вращения (10). В пакетах (5) статора в аксиальном направлении выполнены каналы (12) внутреннего охлаждения. Оребренная поверхность корпуса (1) частично покрыта приваренными к вершинам ребер (2) стальными листами (13) с созданием каналов (14) наружного охлаждения между ребрами (2). Входы (15) в каналы (14) наружного охлаждения выполнены из внутренней полости корпуса (1). 1 з.п.ф., 2 ил.

Область техники

Уровень техники

Известны электрические машины с принудительным воздушным охлаждением, содержащие корпус с аксиально оребренной наружной поверхностью, вентилятор с воздуховодом, подводящим охлаждающий воздух в торец корпуса, и размещенные в корпусе шихтованные пакеты статора с фазными обмотками и шихтованные пакеты ротора, закрепленные на валу двигателя [1-3]. Охлаждение машин [1-3] характеризуется наличием аксиальных воздушных потоков, обдувающих шихтованные пакеты статора, ротора и оребренную поверхность корпуса.

Общим недостатком конструкций электрических машин [1-3] является невысокая эффективность теплоотвода от корпуса и размещенных в нем пакетов статора, что приводит к повышению температуры во внутренних областях пакетов статора и соответствующему снижению надежности двигателя. Этот недостаток в конструкции [1] обусловлен отсутствием каналов охлаждения внутри пакетов статора и в корпусе, а в конструкциях [2, 3] — использованием в качестве каналов охлаждения полых ребер, сформированных на поверхности корпуса из гофрированного металлического листа и поэтому имеющих плохую тепловую связь с корпусом.

Указанный недостаток особенно сильно проявляется в случае использования конструктивных решений [1-3] для охлаждения вентильно-индукторных двигателей, что обусловлено повышенной частотой питания их фазных обмоток от вентильных преобразователей, увеличивающей потери в стали, а также тем, что в таких двигателях основная доля тепловых потерь выделяется в статорной части машины, где располагаются как фазные обмотки, так и обмотки возбуждения двигателя.

Раскрытие существа полезной модели

Задача полезной модели — повышение эффективности охлаждения двигателя.

Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели — повышение эффективности отвода тепла от наиболее нагруженных в тепловом отношении элементов вентильно-индукторного двигателя, снижение их рабочей температуры и соответствующее увеличение надежности двигателя.

Предметом полезной модели является вентильно-индукторный двигатель, содержащий корпус с аксиально оребренной поверхностью, вентилятор, подающий охлаждающий воздух в торец корпуса, и размещенные во внутренней полости корпуса зубчатые пакеты статора с фазными обмотками, кольцевые обмотки возбуждения и зубчатые пакеты ротора, закрепленные на валу, установленном в опорах вращения. При этом в зубчатых пакетах статора выполнены аксиальные каналы внутреннего охлаждения, а оребренная поверхность корпуса, по меньшей мере, частично покрыта приваренными к вершинам ребер стальными листами с созданием каналов наружного охлаждения между ребрами.

Приведенная совокупность признаков позволяет получить указанный выше технический результат.

Полезная модель имеет развитие, направленное на упрощение конструкции в частном случае ее осуществления. Развитие состоит в том, что входы в каналы наружного охлаждения выполнены из внутренней полости корпуса двигателя.

Осуществление полезной модели с учетом ее развития

На фиг.1 и фиг.2 показан пример осуществления предлагаемого вентильно-индукторного двигателя. На фиг 1 представлен общий вид двигателя, на фиг.2 — сечение корпуса двигателя с установленными в нем пакетами статора (условно без обмоток).

Двигатель на фиг.1 и фиг.2 содержит корпус 1 (в форме срезанного пустотелого цилиндра), на поверхности которого выполнены в аксиальном направлении теплоотводящие ребра 2, и автономный вентилятор 3, подающий воздух в торец корпуса 1 посредством направляющего воздуховода 4. Во внутренней полости корпуса 1 закреплены две пары зубчатых пакетов 5 статора с фазными обмотками 6 и две кольцевые обмотки 7 возбуждения, по одной на каждую пару пакетов 5.

Две пары зубчатых пакетов 8 ротора закреплены на валу 9, установленном в опорах вращения 10 с помощью втулки 11 из магнитомягкого материала, обеспечивающей магнитную связь между пакетами 8 ротора.

Пакеты 5 статора и пакеты 8 ротора шихтованы из листов электротехнической стали. Число зубцов пакетов статора и ротора различно.

В пакетах 5 статора в аксиальном направлении выполнены каналы 12 внутреннего охлаждения так, что под каждым пазом пакета 5 статора размещена пара каналов 12. Оребренная поверхность корпуса 1 частично покрыта приваренными к вершинам ребер 2 стальными листами 13 с созданием каналов 14 наружного охлаждения в промежутках между ребрами 2.

Вентилятор 3 с воздуховодом 4, каналы 12 внутреннего охлаждения и каналы 14 наружного охлаждения образуют систему принудительного охлаждения двигателя. Вентилятор 3 может, как в представленном примере, иметь автономный привод и подавать охлаждающий воздух в торец двигателя через воздуховод 4 или иметь кинематическую связь с валом 9 двигателя (например, вентилятор 3 может быть закреплен непосредственно на валу 9). В последнем случае входы 15 в каналы 14 наружного охлаждения могут быть выполнены из внутренней полости корпуса 1.

Устройство работает следующим образом.

На обмотки 7 возбуждения и фазные обмотки 6, а также на электродвигатель автономного вентилятора 3 подаются от внешних источников соответствующие питающие напряжения. Магнитные потоки, создаваемые фазными обмотками 6 и обмотками 7 возбуждения, замыкаются через пакеты 8 ротора. Принцип действия двигателя основан на магнитном притяжении зубца пакета ротора к ближайшему зубцу пакета статора. Соответствующие токи в фазных обмотках 6, задаваемые питающими их вентильными преобразователями, и неравенство зубцов в пакетах 5 статора и пакетах 8 ротора обеспечивают плавное вращение вала 9 с регулируемой частотой и требуемым вращающим моментом.

При этом охлаждение двигателя осуществляется следующим образом.

Вращающийся вентилятор 3 гонит атмосферный воздух через направляющий воздуховод 4 в торец корпуса 1, где охлаждающий воздух разделяется на:

— первый поток, проходящий вдоль наружной поверхности корпуса 1 по каналам 14 наружного охлаждения, образованным листами 13, приваренными к вершинам ребер 2;

— второй поток, проходящий по каналам 12 внутреннего охлаждения сквозь пакеты 5 статора;

— третий поток, проходящий через межзубцовые пазы пакетов 5 статора и пакетов 8 ротора и зазоры между пакетами 5 статора и пакетами 8 ротора.

Первый поток отводит тепло с ребер 2 корпуса 1, имеющего хороший тепловой контакт с пакетами 5 статора, интенсивно нагреваемых фазными обмотками 6, обмотками возбуждения 7 и вихревыми токами в стали. При этом листы 13 не заменяют теплоотводящие ребра корпуса (в отличие от гофрированных листов в [2, 3]), а служат только для формирования охлаждающего воздушного потока вдоль поверхности ребер 2 корпуса 1. В тех случаях, когда входы 15 в каналы 14 выполнены из внутренней полости корпуса 1, первый поток формируется из воздуха, нагнетаемого вентилятором 3 в торец корпуса 1, в виде воздушных струй, входящих в каналы 14 из внутренней полости корпуса 1 через входы 15.

Второй поток отбирает тепло из внутренних областей шихтованных пакетов 5 статора, от фазных обмоток 6 и обмоток 7 возбуждения, а третий — с зубцовых поверхностей пакетов 5 статора и пакетов 8 ротора.

Поскольку основная доля тепловых потерь вентильно-индукторного двигателя выделяется в его статоре, главную роль в охлаждении двигателя играют первый и второй потоки, формируемые в каналах 12 и 14 соответственно.

Выполнение вентильно-индукторного двигателя в корпусе с аксиально оребренной поверхностью, по меньшей мере, частично покрытой приваренными к вершинам ребер стальными листами, образующими каналы наружного охлаждения, и с аксиальными каналами внутреннего охлаждения, выполненными в шихтованных пакетах статора, обеспечивает в совокупности с другими существенными признаками полезной модели снижение рабочей температуры наиболее нагруженных в тепловом отношении элементов вентильно-индукторного двигателя и соответствующее увеличение надежности двигателя.

Выполнение каналов 14 наружного охлаждения с входами 15, выполненными из внутренней полости корпуса позволяет сохранить эффективность охлаждения в частных случаях осуществления полезной модели, например, при использовании встроенного вентилятора. Источники информации

1. Патент RU 217318, МПК Н02К 9/04, 2001 г.

2. Патент RU 2089033, МПК Н02К 9/04, 1997 г.

3. Авт. свид. SU 1179483, МПК Н02К 9/02, 1985 г.

1. Вентильно-индукторный двигатель, содержащий корпус с аксиально-оребренной поверхностью, вентилятор, подающий охлаждающий воздух в торец корпуса, и размещенные во внутренней полости корпуса зубчатые пакеты статора с фазными обмотками, кольцевые обмотки возбуждения и зубчатые пакеты ротора, закрепленные на валу, установленном в опорах вращения, при этом в зубчатых пакетах статора выполнены аксиальные каналы внутреннего охлаждения, а оребренная поверхность корпуса, по меньшей мере, частично покрыта приваренными к вершинам ребер стальными листами с созданием каналов наружного охлаждения между ребрами.

2. Двигатель по п.1, в котором входы в каналы наружного охлаждения выполнены из внутренней полости его корпуса.

Вентильно-индукторный двигатель с независимым возбуждением с жидкостной системой охлаждения

Изобретение относится к области электротехники, а именно к вентильно-индукторным двигателям с независимой катушкой возбуждения. Технический результат — повышение эффективности охлаждения катушки независимого возбуждения вентильно-индукторного двигателя, а также сокращение электромагнитных потерь двигателя. Вентильно-индукторный двигатель с независимым возбуждением с жидкостной системой охлаждения содержит размещенные в корпусе два статора с фазными обмотками, соединенные между собой магнитопроводом, зубчатый двухпакетный ротор, закрепленный на валу магнитопроводящей втулки, катушку независимого возбуждения, расположенную неподвижно между пакетами ротора, а также микроконтроллер с силовыми ключами, обеспечивающий подачу напряжения на обмотки статора и катушку независимого возбуждения. Двигатель содержит каналы принудительного жидкостного охлаждения, а катушка крепится на двух круглых деталях, изготовленных из композитного материала на основе керамики, которые образуют герметичный отсек для катушки, сообщающийся с каналами жидкостного охлаждения и наполняемый охлаждающей жидкостью. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к вентильно-индукторным двигателям с независимой катушкой возбуждения, и может быть использовано в качестве двигателей транспортных средств.

Известна система охлаждения закрытой электрической машины (патент на изобретение № RU2609466 от 22.12.2015), содержащая выполненные в корпусе статора вдоль его окружности концентрично оси машины и закрытые металлической оболочкой каналы принудительного жидкостного охлаждения, с основаниями в виде выступающих из него турболизаторов, а также расположенный над этой оболочкой закрытый с наружной стороны машины также металлической оболочкой и герметизированный от проникновения охлаждающей жидкости и наружного воздуха теплообменник в виде полости, принадлежащей замкнутой системе принудительного воздушного охлаждения от расположенного внутри машины на ее валу центробежного вентилятора, при этом стенки, разделяющие каналы жидкостного охлаждения машины, имеют выступы, к которым крепятся листы металлических оболочек, разделяющих системы жидкостного и воздушного охлаждения, и поверхности которых, обращенные внутрь теплообменника, имеют рифленую поверхность, выполненную накаткой или нанесением на нее турболизаторов, подобных турболизаторам на основании каналов жидкостного охлаждения, причем стенки, разделяющие каналы жидкостного охлаждения, выходят за пределы закрывающих их оболочек, разделяя теплообменник на отдельные области цилиндрической формы, но не перекрывают поток прогоняемого вентилятором нагретого воздуха через него, так как имеют для его осевого перемещения равномерно распределенные по окружности стенок прорези, и к тому же за вентилятором перед входом создаваемого им воздушного потока в корпус по наружному периметру вентилятора установлен направляющий аппарат, отличающая тем, что снабжена дополнительными системами принудительного жидкостного охлаждения катушек обмотки возбуждения, расположенных в металлическом каркасе цилиндрической формы между пакетами статора, каждая из которых включает в себя выполненные в цилиндрическом корпусе машины с центрами на верхней и нижней его образующих по два сквозных отверстия, расстояние между которыми равно расстоянию между серединами цилиндрических поверхностей боковых стенок каркасов, а также выполненные в каркасе и расположенные на диаметрально противоположных его сторонах Π-образные каналы, верхний из которых содержит два расположенных соосно с отверстиями в корпусе радиальных отверстия, выполненных в верхней части боковых стенок каркаса, а нижний два расположенных соосно с отверстиями в корпусе радиальных отверстия, выполненных в нижней части боковых стенок каркаса, причем радиальные отверстия и в верхней и нижней частях каркаса попарно соединены закрытыми с обеих торцевых сторон осевыми отверстиями, выполненными в цилиндрическом основании каркаса, а каждое из этих осевых отверстий контактирует с двумя рядами выполненных с наружной стороны цилиндрической поверхности каркаса под углом к ней и разделенных ориентированными вдоль оси машины и расположенными над осевыми отверстиями, двумя гладкими участками в виде полосок поверхности основания каркаса, при этом на всю остальную часть этой поверхности нанесены турболизаторы, закрытые по внешней своей поверхности металлическими листами, приваренными к оставленными гладкими участкам цилиндрического основания каркаса и к основаниям боковых его сторон.

В описанной системе охлаждения двигателя для отвода тепла от катушки возбуждения используют П-образные каналы, что является не достаточно эффективным, а также требует большего пространства и, как следствие, увеличения габаритов двигателя.

Известна также комбинированная система охлаждения закрытой индукторной машины (патент на изобретение № RU2695320 от 19.07.2016), имеющей пакеты статора с рабочей обмоткой и установленные на магнитопроводящей втулке пакеты ротора с размещенной между ними обмоткой возбуждения, содержащая выполненные в корпусе статора и закрытые с наружной его стороны металлической оболочкой каналы системы принудительного жидкостного охлаждения машины и расположенный внутри машины центробежный вентилятор, принадлежащий замкнутой системе принудительного воздушного охлаждения, отличающаяся тем, что имеются кольцевые полости охлаждения подшипниковых щитов, выполненные с наружной их стороны концентрично валу с выступающими из их основания турбулизаторами, связанные с жидкостной системой охлаждения корпуса не выходящими за пределы машины перепускными каналами и герметично закрытые с наружной их стороны металлической пластиной, а вентиляторы расположены с обеих сторон ротора и каждый из них выполнен в виде закрепленного на торцевой поверхности магнитопроводящей втулки вентиляционного диска, на обращенной к ротору поверхности которого выполнены радиальные каналы и объединяющий их периферийный кольцевой канал, и кольцевой прилегающей к торцевой стороне магнитопровода ротора вентиляционной пластины с наружным диаметром, меньшим диаметра ротора, которая перекрывает обращенную к ротору поверхность вентиляционного диска и имеет выполненные в ней вентиляционные отверстия, число которых равно или кратно числу зубцов ротора и которые расположены в пределах и симметрично оси каждой из его впадин.

В конструкции описанного аналога жидкостью охлаждают только корпус машины, а охлаждение внутренних элементов осуществляется движением воздуха внутри машины с помощью использования в ней воздушной составляющая системы охлаждения — турбулизаторов, что приводит к росту габаритов рассматриваемого устройства и усложнению его конструкции. Кроме того, потери тепла на центральной катушке индуктивности в номинальном режиме составляют 6кВт/ч, а при пиковых нагрузках этот параметр возрастает до 15кВт/ч, отвести такое количество тепла воздухом в замкнутой системе крайне сложно. Более того, отвод тепла осуществляется только с торцов катушки, на практике приведет к перегреву с последующим выходом из строя катушки.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является закрытая электрическая машина с жидкостной системой охлаждения (патент на изобретение № RU 2713195 от 01.08.2019), содержащая двухпакетный зубчатый по расточке статор с расположенными на его зубцах катушками обмотки якоря, установленный в корпусе с выполненными с его наружной поверхности концентрично оси машины и закрытыми металлической оболочкой каналами, принадлежащими жидкостной системе принудительного жидкостного охлаждения, закрепленный на валу магнитопроводящей втулки зубчатый ротор, расположенную неподвижно между пакетами ротора обмотку возбуждения, подшипниковые щиты с втулками для установки в них подшипников, а также входной и выходной коллекторы жидкостной системы охлаждения, отличающаяся тем, что пакеты статора выполнены из магнитомягкого композиционного материала Somaloy в виде прилегающих друг к другу отдельных симметрично расположенных относительно продольной оси симметрии машины сегментов, имеющих при этом выполненные с торцевых их сторон фиксирующие элементы для обеспечения необходимой взаимной ориентации сегментов статора в машине по окружности и выполненные с наружной поверхности каждого из сегментов статора принадлежащие системе охлаждения полости и выступающие по их краям ориентированные вдоль продольной оси машины выступы прямоугольной формы, а расположенные же по окружности, концентричной валу, полости с внешней стороны корпуса выполнены не сплошными, а в виде отдельных не соприкасающихся друг с другом и смещенных к наружным торцам сегментированных пакетов статора отдельных полостей овальной или прямоугольной формы, расположенных симметрично линиям соприкосновения сегментов статора и имеющих к тому же выполненные в них под острым углом к основанию полостей в сегментах статора по два сквозных входящих в каждую полость отверстия, обеспечивающих последовательное перемещение жидкости из полости одного сегмента статора в полость следующего по окружности сегмента, при этом поступает охлаждающая жидкость в каналы корпуса из полостей сегментов статора, расположенных под верхним коллектором с выходом из него в эти полости через два отверстия в корпусе, смещенные к ближним к его средней части краям полостей, а выводится охлаждающая жидкость в нижний коллектор через два отверстия в нижней части корпуса, на внутренней же поверхности корпуса имеются пазы для размещения в них выступов, выполненных на внешней поверхности сегментированных пакетов статора, а на внутренней поверхности каждого из пакетов ротора, напротив, выполнены несколько выступов прямоугольной формы, на внешней же поверхности магнитопроводящей втулки с обеих ее сторон под пакетами ротора имеется столько же пазов для их размещения, но большей по сравнению с высотой входящих в них выступов глубиной, и каждая из образовавшихся таким образом под каждым выступом ротора щелей, предназначенных для протекания по ним охлаждающей жидкости, имеет два исходящих из нее выхода, один из которых в виде щели, образован неполным перекрытием пакетом ротора пазов во втулке со стороны обмотки возбуждения, а второй выполнен в виде отверстия в магнитопроводящей втулке, направлен под углом к оси машины и выходит из этой втулки со стороны подшипникого щита с выполненным в нем каналом доставки примерно 40% жидкости из нижнего коллектора по внешним трубопроводам после охлаждения ей статора в выполненные в подшипниковых щитах герметически охватывающие втулки подшипников цилиндрические полости с исходящими из них отверстиями с выходом в сторону торцевой поверхности магнитопроводящей втулки и исходящими из этой же полости и направленными внутрь подшипников соосными отверстиями во втулке подшипника и во внешнем его кольце, выход же охлаждающей жидкости из внутренних областей машины, так же как и шестидесяти процентов ее объема, использованного только для охлаждения статора, производится принудительно струйным насосом, но через специально выполненное для этого в нижней части корпуса отверстие.

Система охлаждения прототипа имеет три основных недостатка:

— такая система работает только когда происходит вращение ротора, то есть, когда автомобиль стоит на месте, система не способна отводить достаточное количество тепла, что очень важно, так-как температура возрастает постепенно и при активных разгонах и торможениях с использованием рекуперации произойдет перегрев на следующем светофоре;

— охлаждение катушки возбуждения жидкостью происходит только снаружи, что не позволит сделать ее достаточно большой;

— большие кинетические потери возникают в процессе разбрызгивания масла.

Задачей заявляемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении эффективности охлаждения катушки независимого возбуждения вентильно-индукторного двигателя, а также сокращении электромагнитных потерь двигателя.

Для достижения указанного технического результата предлагается вентильно-индукторный двигатель с независимым возбуждением с жидкостной системой охлаждения, содержащий размещенные в корпусе два статора с фазными обмотками, соединенных между собой магнитопроводом, зубчатый двухпакетный ротор, закрепленный на валу магнитопроводящей втулки, катушку независимого возбуждения, расположенную неподвижно между пакетами ротора, а также микроконтроллер с силовыми ключами, обеспечивающий подачу напряжения на обмотки статора и катушку независимого возбуждения, при этом двигатель содержит каналы принудительного жидкостного охлаждения, а катушка крепится на двух круглых деталях изготовленных из композитного материала на основе керамики, которые образуют герметичный отсек для катушки, сообщающийся с каналами жидкостного охлаждения и наполняемый охлаждающей жидкостью.

Подача жидкости в каналы принудительного жидкостного охлаждения осуществляется через отверстия в нижней части магнитопровода статора, а отвод жидкости через отверстия в верхней части двигателя.

Сущность изобретения поясняется рисунками двигателя и системы охлаждения двигателя.

На фигуре 1 представлен разрез общего вида двигателя, на фигуре 2 представлена 3D модель двигателя и системы его охлаждения, где:

1 – обмотки статора;

2 – катушка независимого возбуждения;

3 – корпус;

4 – статоры;

5 – магнитопровод статоров;

6 – пакеты ротора;

7 – вал ротора;

8 – каналы принудительного жидкостного охлаждения;

9 – детали крепления катушки;

10 – магнитопроводящая втулка роторов.

Двигатель преобразует потенциальную электрическую энергию в механическую работу, используемую для передвижения транспортных средств, и состоит из силовой части, в которой происходит упомянутое преобразование энергии из одного вида в другой, и микроконтроллера (на фигуре не показан) с силовыми ключами, обеспечивающего подачу электроэнергии в обмотки статора 1 и катушку независимого возбуждения 2.

Данный двигатель имеет жидкостную систему охлаждения, содержит размещенные в корпусе 3 два статора 4 с фазными обмотками 1, соединенных между собой магнитопроводом 5, зубчатый двухпакетный ротор 6, закрепленный на валу 7 магнитопроводящей втулки 10, катушку независимого возбуждения 2, расположенную неподвижно между пакетами ротора 6, а также микроконтроллер с силовыми ключами (на фигуре не показан), обеспечивающий подачу напряжения на обмотки статора 1 и катушку независимого возбуждения 2, при этом двигатель содержит каналы принудительного жидкостного охлаждения 8, а катушка 2 крепится на двух круглых деталях 9 изготовленных из композитного материала на основе керамики, которые образуют герметичный отсек для катушки 2, сообщающийся с каналами жидкостного охлаждения 8 и наполняемый охлаждающей жидкостью, таким образом катушка возбуждения 2 полностью погружена в охлаждающую жидкость (например трансформаторное масло).

Подача жидкости осуществляется через отверстия в нижней части магнитопровода статора (на фигуре не показаны), далее жидкость проходит по каналам 8 в детали из керамики 9, попадает в центральную часть и наполняет отсек, в котором находится катушка независимого возбуждения 2, жидкость отбирает тепло непосредственно от катушки 2, которая разделена на шесть сегментов, для более эффективного охлаждения, и удаляется через отверстия в верхней части двигателя (на фигуре не показаны).

Тяговые характеристики данного двигателя позволяют устанавливать в транспортные средства без использования КПП. Возможно использование одновременно нескольких двигателей в одном транспортном средстве. Двигатель также может работать в режиме рекуперации, используя силу торможения для генерации электрической энергии.

Устройство работает следующим образом.

На фазные обмотки статоров и на катушку независимого возбуждения подается напряжение. Магнитные потоки, создаваемые фазными обмотками, замыкаются через магнитопроводы и пакеты ротора и статоров.

Охлаждение двигателя осуществляется путем подачи охлаждающей жидкости в каналы системы охлаждения, которая подводится к двигателю с помощью внешнего циркуляционного насоса. Охлаждение жидкости производится во внешнем радиаторе. Жидкость подают через отверстия в нижней части магнитопровода статора. По каналам жидкость поступает также в центральную часть двигателя и наполняет отсек, в котором находится катушка независимого возбуждения, полностью погружая катушку в жидкость, жидкость отбирает тепло непосредственно от катушки, и откачивается внешним насосом через отверстия в верхней части двигателя.

Применяемые композитные материалы на основе керамики позволяют сократить электромагнитные потери, что приведет к увеличению КПД и мощности двигателя, обеспечивают надежную работу двигателя при высоких температурах, расширяя его эксплуатационные характеристики. Керамика эффективна при работе с высокими температурами, способствует лучшему отводу тепла и является абсолютным диэлектриком. Погружение катушки в охлаждающую жидкость в емкости из материала на основе керамики позволяет обеспечить максимально эффективный отвод тепла от нее, это позволит сделать катушку большего размера, чем в устройствах-аналогах, в том числе это становится возможным благодаря разделению катушки независимого возбуждения на секции. Такое решение позволит использовать данный тип двигателей в легковых транспортных средствах и исключает необходимость использования воздушного или комбинированного охлаждения, приводящего к увеличению габаритов двигателя.

Анализ патентной и научно-технической литературы не выявил технических решений с подобной совокупностью существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» заявляемого изобретения.

Заявляемые существенные признаки, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».

1. Вентильно-индукторный двигатель с независимым возбуждением с жидкостной системой охлаждения, содержащий размещенные в корпусе два статора с фазными обмотками, соединенных между собой магнитопроводом, зубчатый двухпакетный ротор, закрепленный на валу магнитопроводящей втулки, катушку независимого возбуждения, расположенную неподвижно между пакетами ротора, каналы принудительного жидкостного охлаждения, а также микроконтроллер с силовыми ключами, обеспечивающий подачу напряжения на обмотки статора и катушку независимого возбуждения, отличающийся тем, что катушка крепится на двух круглых деталях, изготовленных из композитного материала на основе керамики, которые образуют герметичный отсек для катушки, сообщающийся с каналами жидкостного охлаждения и наполняемый охлаждающей жидкостью.

2. Вентильно-индукторный двигатель с независимым возбуждением по п.1, отличающийся тем, что катушка независимого возбуждения разделена на шесть сегментов.

Однофазный двухклапанный индукционный конденсаторный двигатель серии

Yl, मोटर, — Javeria Impex India Private Limited, Нью-Дели

О компании

Юридический статус компании с ограниченной ответственностью (Ltd./Pvt.Ltd.)

Характер BusinessExporter

Годовой оборот Rs.50 лакх — 1 крор

IndiaMART Участник с апреля 2010 г.

GST07AABCJ8361M1Z5

Javeria Impex (Индия) Pvt. Ltd. — это название, которое не нуждается в представлении. Созданный как скромное предприятие, этот ведущий конгломерат достиг вершины успеха благодаря своей упорной работе, честности и прозрачной торговой практике. К нам обращаются как к ведущему и пользующемуся доверием экспортеру и импортеру различных высокопроизводительных и прецизионных электрических двигателей и режущих инструментов .

У нас есть A.K. За границей в качестве нашего единственного дистрибьютора. Изготовленные из прочного и качественного железа, меди и карбидных металлов, наши изделия могут предоставлять тщательные и бесплатные услуги по техническому обслуживанию по экономически выгодным ценам. Мы — компания, ориентированная на клиента, и по-прежнему стремимся обслуживать наших клиентов высококачественной продукцией по конкурентоспособным ценам.

Наши профессионалы ценят время не меньше денег, поэтому изо всех сил стараются доставить эти продукты вовремя. Благодаря нашему дальновидному видению и стремлению служить лучшим, мы добились успеха как на внутреннем, так и на мировом рынках.Мы экспортируем нашу продукцию на многие зарубежные рынки, включая США . Наши импортные рынки сосредоточены вокруг Китая, Кореи, Нидерландов и других европейских стран.

Электрический топливоперекачивающий насос Самовсасывающий насос и байпасный клапан Масляный топливоподающий экстрактор Топливо Дизельное топливо Керосин Асинхронный двигатель 110 В, 550 Вт Высокий расход 60 л / мин 16 галлонов в минуту для коммерческого использования: автомобильная промышленность

В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.

Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
【Электрический топливоперекачивающий насос】 Этот перекачивающий насос представляет собой новую модель энергосберегающего насоса. Он имеет простую конструкцию, стабильную работу и низкий уровень шума.
【Долговечность】 Давление: 10 фунтов на квадратный дюйм. Этот насос отличается устойчивостью к коррозии, щелочам, высоким температурам и высоким температурам.
【Высокая производительность】 Этот насос имеет небольшой размер, но у него большой расход и более высокий напор. Его легко и безопасно устанавливать, обслуживать и запускать.
【Применимая среда】 Дизель, керосин, метанол. НЕ подходит для бензиновых насосов.
【Доставка】 Этот товар будет доставлен из США, срок доставки составляет около 5-8 дней. Если есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами, наша опытная команда по обслуживанию клиентов ответит в течение 24 часов.

› См. Дополнительные сведения о продукте Электрический привод

: привод двухпозиционного клапана серии 70

Выходной крутящий момент от 300 дюйм-фунтов (34 Нм) до 18000 дюйм-фунтов (2034 Нм)

Десятилетия доказанного успеха Bray в области электрического привода в сочетании с инновационными технологиями позволили создать электрический привод Series 70 .Серия 70 имеет двухпозиционное или плавное управление и предлагает множество преимуществ по сравнению с другими приводами, включая:

Сертификаты UL, CSA и CE большинства устройств
Подключение проводов непосредственно к клеммной колодке без помех со стороны других компонентов
Простой и уникальный система ручного дублера с ручным дублером
Привод с самым низким профилем и самым легким весом на рынке
Простая регулировка кулачков ограничения хода пальцем или отверткой без вмешательства со стороны других компонентов
Хорошо заметный дисплей состояния клапана на большинстве устройств

Выполнен в виде распределительной коробки, Series 70 предлагает самый простой доступ к проводке клеммной колодки, регулировке кулачка и установке переключателя.Таким образом, время, необходимое для запуска и настройки в полевых условиях, значительно сокращается, а обслуживание может выполняться с гарантированной легкостью и безопасностью.

Характеристики

КОРПУС: Низкопрофильный водостойкий привод имеет класс UL, тип 4, 4x и IP65. Крышка и основание из литого под давлением алюминия с порошковым покрытием из полиэстера для исключительной устойчивости к коррозии, износу, ударам и ультрафиолетовому излучению.

ИНДИКАТОР ПОЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ВЫСОКОЙ ВИДИМОСТИ: Ярко обозначенный и имеющий цветовую кодировку желтый для открытия, красный для закрытия — дисплей показывает положение клапана во всем диапазоне хода.Уплотнительный купол с уплотнительным кольцом изготовлен из прозрачного поликарбоната, устойчивого к ударам, нагреву, химическим веществам и ультрафиолету, и спроектирован так, чтобы выдерживать щелочную промывку, обеспечивая отличную защиту от коррозии.

ЗАПОРНЫЕ БОЛТЫ КРЫШКИ: Крышка крепится к основанию невыпадающими болтами из нержавеющей стали, расположенными вне зоны уплотнения.

УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ КОЛЬЦО ДЛЯ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОГО КОРПУСА: Кольцевое уплотнение между крышкой и основанием обеспечивает защиту от атмосферных воздействий и предотвращает внутреннюю коррозию.

РУЧНАЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ: Стандартно для всех моделей. Отключаемое ручное дублирование предотвращает движение маховика во время работы двигателя. Если требуется ручное управление, потяните маховик наружу, обнажив желтую полосу вокруг вала маховика. Это означает, что маховик задействован и доступно ручное управление.

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ РУЧНОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ: Прекращает подачу питания на двигатель, когда задействован ручной дублер.

ВХОДЫ КАБЕЛЯ: Два соединения с резьбой NPT или метрической резьбой.Одна запись предназначена для питания, другая — для проводки управления.

МЕХАНИЗМ ДВИГАТЕЛЯ: Узел пускового двигателя с высоким крутящим моментом. Разработан для быстрого осмотра и обслуживания.

ВЫХОДНОЙ ПРИВОД: Самоблокирующийся червячный вал и узел червячной передачи удерживают клапан в желаемом положении.

МЕХАНИЧЕСКИЕ УПОРНЫЕ БОЛТЫ ХОДА: Предназначены для предотвращения перебега в открытом или закрытом направлении во время ручного управления. Болты ограничителя хода включают контргайку для предотвращения ослабления, уплотнения для предотвращения попадания воды и прокладки для предотвращения регулировки положения концевого выключателя между 0 ° и 90 °.Болты ограничителя хода допускают перебег на 5 °.

КЛЕММА: Концевые выключатели привода предварительно подключены к легко доступной и четко обозначенной клеммной колодке для проводки заказчика. Клеммная колодка размещена рядом с двумя вводами кабелепровода с достаточным пространством для прокладки проводов. Предоставляется легко доступный винт заземления с зеленым покрытием. Схема подключения находится под крышкой для удобства.

КРОНШТЕЙН КОНЕЧНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ: Простая и надежная конструкция, позволяющая надежно удерживать узлы концевых выключателей для точной и повторяемой обратной связи по положению клапана.

КАМЕРЫ КОНЕЧНЫХ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕЙ: Запатентованная конструкция САМ Bray включает стандартные зеленые (открытые) и красные (закрытые) САМ, которые регулируются прикосновением пальца или отверткой без дополнительных инструментов. Стандартная заводская настройка допускает перемещение на 90 ° между открытым и закрытым положениями.

РОЛИКОВЫЙ ПОДШИПНИК: Обеспечивает низкое трение при надежном выравнивании вала индикатора привода и кулачков для надежной обратной связи по положению клапана.

OLDHAM COUPLER: Исправляет любое несовпадение между клапаном и приводом, не создавая боковой нагрузки на узел вала индикатора положения.

ПЛАТА РЕЛЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ (IRB), стандарт: 120/220 В переменного тока, 50/60 Гц Вкл / выкл

Дополнительно:

Модулирующий контроллер Servo NXT: 120, 220, 1 фаза 24 В постоянного тока

24 В Двухпозиционный контроллер

Управление давлением в системе PCV в системах с турбонаддувом

Основная идея системы принудительной индукции заключается в подаче большего количества кислорода в камеру сгорания. Больше воздуха в двигателе означает большую мощность на коленчатом валу.Но создание давления во впускном коллекторе означает, что вакуум заменяется давлением. Это создает проблемы для управления парами и давлением в картере.

Естественное давление в картере

В двигателе без наддува давление в картере повышается и понижается при изменении нагрузки и частоты вращения двигателя. Газы из камеры сгорания могут просачиваться мимо поршневых колец, когда цилиндр поднимается вверх во время циклов сжатия и выпуска.

По мере того, как поршень опускается во время впускного цикла, газы, масло и пары из картера могут всасываться мимо поршневых колец в камеру сгорания.

Пары картера проходят через положительный клапан картера (PCV). Клапан PCV представляет собой простой подпружиненный клапан со скользящей цапфой внутри. Система позволяет отводить пары в двигатель с помощью вакуума двигателя.

Давление в картере наддува

Впускной коллектор находится под давлением в большинстве условий работы, когда двигатель имеет турбонаддув. Газ и масло, проходящие в обход колец, все еще присутствуют, и давление, создаваемое турбонагнетателем, может увеличивать давление в картере.Вот когда требуется более совершенная система PCV.

Перед турбокомпрессором имеется разрежение. На некоторых двигателях вакуум больше, чем вакуум, создаваемый поршнями, движущимися вниз, но не всегда. Вакуум создается только при вращении турбонагнетателя. Обычно перед турбокомпрессором пары из картера попадают в двигатель. Некоторые двигатели с турбонаддувом будут подавать пары картера во впускной коллектор с помощью перепускного клапана, когда турбонаддув не создает достаточного вакуума.

Турбокомпрессоры не любят заглатывать масло, которое содержится в парах картера. Масло может образовывать нагар на лопастях и корпусе и вызывать потерю наддува.

Современные двигатели с турбонаддувом имеют большие маслоотделители, обычно встроенные в клапанную крышку или сбоку от блока цилиндров. Давление в картере не регулируется простым обратным клапаном. Давление контролируется электронным или механическим способом как в картере, так и на впуске. Система направляет пары либо перед турбонаддувом, либо во впускной коллектор, когда подходит время.

Эти системы PCV нового поколения могут выйти из строя, потому что они подвергаются воздействию высоких температур и газов сгорания, которые могут повредить пластик, гибкие диафрагмы и уплотнения.

Если система начинает протекать, это может привести к попаданию неизмеренного воздуха в воздухозаборник. Это может привести к пропускам зажигания и сбоям в работе. В некоторых случаях давление, создаваемое турбонагнетателем, может попасть в картер, если система вышла из строя. Это дополнительное давление может вызвать утечку масла. Если давление достаточно велико, оно может даже ограничить поток, идущий из возвратной масляной магистрали турбокомпрессора, тем самым сокращая срок службы подшипников.

Схематическое изображение клапана с электроприводом

Контекст 1

… статья посвящена новому методу мониторинга состояния клапанов с электроприводом (MOV). MOV в основном состоят из индукционной машины, приводящей в действие клапан через механический привод. Такие системы нуждаются в важной политике технического обслуживания, поскольку они имеют решающее значение для эксплуатационной готовности систем атомных электростанций, связанных с безопасностью. К сожалению, сегодняшняя политика имеет серьезный недостаток.Действительно, эти методы мониторинга основаны на измерении внутренней механической величины и требуют присутствия людей-операторов в опасных зонах электростанций. Целью этой исследовательской работы является разработка метода мониторинга, основанного исключительно на дистанционных электрических измерениях (напряжения и токи питания MOV), без необходимости в каком-либо внутреннем количестве MOV. В этой статье сначала показано, что мгновенная активная мощность, потребляемая индукционной машиной, представляет собой интересную электрическую величину для разработки индикаторов механических неисправностей.Затем детализируется эффективный алгоритм в реальном времени, разработанный для оценки этой физической величины, и предлагаются индикаторы механических неисправностей, основанные на оцененной электрической мощности. Наконец, их эффективность иллюстрируется экспериментальными данными. Ядерная энергия обеспечивает около 14% мировой электроэнергии, при этом на Соединенные Штаты Америки, Францию и Японию вместе приходится около 50% электроэнергии, производимой на атомных станциях (1). Это важное производство реализуется через сложные системы, подверженные серьезным ограничениям безопасности: атомные электростанции.Ключевыми компонентами таких систем являются клапаны с электроприводом (MOV), состояние которых необходимо постоянно контролировать для обеспечения требований к безопасности, надежности и производительности электростанций. В настоящее время мониторинг состояния MOV обычно основан на совместном анализе электроснабжения и внутренних механических величин. К сожалению, эти методы требуют доступа к клапану и увеличивают радиационное облучение операторов, что приводит к длительным простоям в капитальном ремонте и высоким затратам на техническое обслуживание. Возможное решение — реализовать мониторинг состояния MOV, используя только напряжения и токи питания, без каких-либо механических измерений.Действительно, электрические величины доступны за пределами радиоактивно загрязненных территорий и позволяют проводить дистанционное и ненавязчивое тестирование MOV. Однако необходимая механическая информация, первоначально полученная в результате механических измерений, теперь должна быть извлечена из электрических величин MOV. Одна из возможностей заключается в использовании мгновенной основной активной мощности прямой последовательности, подаваемой на MOV. Действительно, эта электрическая величина тесно связана с мгновенной механической мощностью, производимой асинхронным двигателем MOV, и, следовательно, является отражением механических явлений внутреннего MOV.В этой статье описывается новый метод мониторинга состояния MOV, основанный исключительно на анализе основной активной мощности прямой последовательности, потребляемой этими системами. В разделе 2 этот подход обосновывается общим описанием MOV и их обычных методов мониторинга. Алгоритм оценки активной мощности в реальном времени, разработанный для этого конкретного приложения, описан в разделе 3, за ним следуют экспериментальные результаты в разделе 4 и некоторые заключительные замечания в разделе 5. Назначение клапанов с электроприводом (MOV), встречающихся на всех атомных электростанциях. заключается в управлении потоком жидкостей во всей жидкостной системе завода.Их типичное устройство показано на рис. 1 и состоит из трех основных частей: — Первый элемент представляет собой трехфазную индукционную машину, которая приводит в действие систему для открытия или закрытия, в зависимости от направления ее вращения. — Вторая часть представляет собой механический привод, вход которого — вал, приводимый в действие индукционной машиной, а выход — шток клапана. Его цель — преобразовать выходной крутящий момент асинхронной машины в вертикальную поступательную силу, приложенную к штоку клапана, то есть тягу штока.Действительно, электродвигатель приводит в движение червячную передачу через червяк, закрепленный на валу машины. Гайка штока, приводимая в движение червячной передачей, затем поднимает или опускает шток клапана в зависимости от направления его вращения. — Третья и последняя часть MOV — это клапан, который закрывается, когда шток клапана опускается, и открывается в противоположном случае. Временная эволюция некоторых физических величин MOV может помочь понять различные физические явления, происходящие в такой системе. На рис. 2 показаны осциллограммы осевого усилия штока и кажущаяся электрическая мощность, потребляемая асинхронной машиной во время открывания и закрывания…

Клапаны и порты в четырехтактных двигателях
Клапаны и порты в четырехтактных двигателях
Ханну Яэскеляйнен, Магди К. Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Компоненты, расположенные после впускного коллектора в четырехтактных дизельных двигателях, выполняют важные функции по управлению подачей воздуха в цилиндр.Тарельчатые клапаны регулируют синхронизацию потока в цилиндр и из него. Конструкция впускного канала влияет на пропускную способность двигателя, а также на объемное движение воздуха, поступающего в цилиндр.

Клапаны

По мере того, как воздушный поток проходит через различные компоненты и ступени впускной системы, различные свойства и характеристики всасываемого заряда были изменены для достижения общих целей системы управления всасываемым зарядом. Фильтр всасываемого воздуха обеспечивает надлежащую чистоту воздуха, состав наддувочного воздуха и содержание кислорода регулируются путем введения системы рециркуляции отработавших газов во всасываемый воздух, а компрессор и охладитель наддувочного воздуха обеспечивают достижение целевых значений давления и температуры во впускном коллекторе и плотность всасываемого заряда. в проектных пределах.Несколько заключительных аспектов управления воздухом достигаются после того, как всасываемый заряд выходит из впускного коллектора и попадает в цилиндр. Клапаны или порты контролируют время подачи воздуха в цилиндр. Кроме того, канал между впускным коллектором и цилиндром может оказывать значительное влияние на поток, когда он входит в цилиндр, и может использоваться для передачи подходящего объемного движения и кинетической энергии заряду для поддержки смешивания воздуха, топлива и промежуточного сгорания. продукты в цилиндре.

В четырехтактных двигателях всасываемый газ поступает в цилиндр через порт, расположенный в головке цилиндра, и мимо клапана, используемого для открытия и закрытия порта.В двухтактных двигателях, обсуждаемых в другом месте, обычно используются отверстия в гильзе цилиндра, которые попеременно закрываются и не закрываются поршнем.
Рисунок 1 . Номенклатура цельного тарельчатого клапана
Поток газа в цилиндр и из цилиндра в 4-тактных двигателях контролируется почти исключительно тарельчатыми клапанами (рис. 1). Хотя использовались или предлагались другие конструкции клапана, кажется, что ни одна из них не может сравниться по надежности и герметизирующей способности с тарельчатым клапаном.Наиболее распространенной конструкцией тарельчатого клапана в автомобильной промышленности является цельный клапан, в котором весь клапан изготовлен из одного и того же материала. Однако доступны и другие варианты, в том числе:

Конструкция приварного наконечника имеет отдельный наконечник, приваренный к штоку над канавкой. Наконечник может быть изготовлен из материала, который намного более износостойкий, чем остальная часть клапана.

Конструкция, состоящая из двух частей, имеет отдельный шток, приваренный над галтелем, рис. 2 слева.

Конструкция с внутренним охлаждением имеет полый шток, содержащий охлаждающую жидкость, такую как металлический натрий или натрий-калиевая смесь, и обычно используется в сверхмощных и высокоэффективных выпускных клапанах, рис. 2 в центре.Пики температур клапана уменьшаются за счет «вибрирующего эффекта» расплавленного металла, и эти конструкции могут особенно хорошо выдерживать термические нагрузки. Температуру в полой шейке можно снизить примерно на 80–130 К, что снижает общий износ клапана и вкладыша седла клапана.

Некоторые конструкции также имеют полую полость в головке клапана, содержащую металлический натрий, рис. 2, справа. Это продолжение классического полого клапана, заполненного натрием, с дополнительной полостью в головке клапана.Это может привести к дополнительным скачкам температуры в головке клапана и еще больше увеличить срок службы клапана.

Сварная конструкция поверхности седла имеет седло клапана, которое приварено с твердым покрытием, чтобы лучше выдерживать условия, которые в противном случае привели бы к экстремальному износу седла клапана и / или коррозии.

Рисунок 2 . Примеры конструкций тарельчатого клапана
Слева: Двухкомпонентный клапан со сплошным штоком. Центр: Клапан с полым штоком.
Справа: Клапан с полым штоком с дополнительной полостью на головке клапана.

(Источник: Mahle)

В дополнение к различным стилям конструкции клапаны могут иметь различные усовершенствования конструкции для повышения их долговечности. Деформационное упрочнение поверхности седла может использоваться для умеренного увеличения износостойкости седла в тех случаях, когда сварная конструкция поверхности седла не требуется. Обработка поверхности стержня может использоваться для уменьшения трения и / или износа, особенно если в противном случае может возникнуть адгезионный износ. Алюминирование поверхности седла клапана, а иногда и поверхности сгорания для улучшения коррозионной стойкости в среде оксида свинца когда-то было популярным для двигателей, работающих на этилированном бензине.Крышки наконечников, установленные на конце штока клапана, могут использоваться для повышения износостойкости наконечников, когда сварка разнородных металлов является проблемой.

###

Как работает 4-тактный двигатель

Чтобы привести ваше оборудование в действие, двигатель с верхним расположением клапанов выполняет повторяющийся четырехэтапный процесс, описанный ниже.

Элемент, обеспечивающий работу двигателей внутреннего сгорания

Воздух

Топливо

Компрессия

Искра

Шаг 1: Ход всасывания

Воздух и топливо попадают в небольшой двигатель через карбюратор.Работа карбюратора состоит в том, чтобы подавать смесь воздуха и топлива, которая обеспечивает правильное сгорание. Во время такта впуска открывается впускной клапан между карбюратором и камерой сгорания. Это позволяет атмосферному давлению нагнетать топливовоздушную смесь в канал цилиндра, когда поршень движется вниз.

>> Проблемы с производительностью? Узнайте, как устранить неполадки при ремонте карбюратора и очистить / обслужить карбюраторы двигателя малого объема.

Шаг 2: Ход сжатия

Сразу после того, как поршень переместится в нижнюю точку своего хода (нижняя мертвая точка), в отверстии цилиндра находится максимально возможная воздушно-топливная смесь.Впускной клапан закрывается, и поршень возвращается обратно в отверстие цилиндра. Это называется тактом сжатия процесса 4-тактного двигателя. Топливно-воздушная смесь сжимается между поршнем и головкой блока цилиндров.

Шаг 3: Рабочий ход

Когда поршень достигает вершины своего хода (верхней мертвой точки), он будет в оптимальной точке для воспламенения топлива и получения максимальной мощности для вашего внешнего силового оборудования. В катушке зажигания создается очень высокое напряжение.Свеча зажигания позволяет отводить это высокое напряжение в камеру сгорания. Тепло, создаваемое искрой, воспламеняет газы, создавая быстро расширяющиеся перегретые газы, которые заставляют поршень возвращаться в отверстие цилиндра. Это называется рабочим ходом .

Этап 4: Ход выхлопа

Когда поршень снова достигает нижней мертвой точки, выпускной клапан открывается. По мере того, как поршень движется обратно по каналу цилиндра, он выталкивает отработавшие газы сгорания через выпускной клапан и из систем выпуска.Когда поршень возвращается в верхнюю мертвую точку, выпускной клапан закрывается, а впускной клапан открывается, и процесс 4-тактного двигателя повторяется.

Когда-либо повторение цикла требует двух полных оборотов коленчатого вала, в то время как двигатель создает мощность только во время одного из четырех тактов. Чтобы машина продолжала работать, ей нужен маховик небольшого двигателя.