Magnetoelectric machines on modern vehicles



Cite item

Abstract

The article considers the possibility of creation of a non-contact DC generator on permanent magnets with transistor voltage regulator operating in the mode of high-frequency pulse-width modulation.

Full Text

На автотранспортных средствах (АТС) перспективны магнитоэлектрические генерато- ры (МЭГ) постоянного тока с импульсным транзисторным регулятором и высокочастотной широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) [1]. Одна из структур такого МЭГ приведена на рисунке 1. Рисунок 1. Структурная схема МЭГ постоянного тока с импульсным транзисторным регулятором напряжения: МЭГ - бесконтактный генератор переменного тока на постоянных магнитах; В - полупроводниковый выпрямитель; Р - транзисторный импульсный регулятор; Ф - L-Cфильтр; Н - нагрузка. На выходе импульсного регулятора (Р) получаем последовательность однополярных импульсов (рисунок 2) на частоте в десятки кГц. Диапазон частоты вращения привода генератора на АТС достигает шестикратных зна- чений, при этом уровни напряжения и пульсаций его на нагрузке ограничиваются техниче- ским заданием. Коэффициент пульсаций напряжения на нагрузке определяется емкостью конденсатора L-Cфильтра и рассчитывается по формуле: 2 K  1   U H  1 , (1) U  U    d  где: Uн - действующее значений выпрямленного напряжения: Известия МГТУ «МАМИ» № 2(24), 2015, т. 1 133 Транспортные средства и энергетические установки U  1  Q2 U 2 dt . (2) После подстановок: H  Q1 d U  Um  sin t , (3) sin 2 t 2  jCR Uc  Um    e где: R - сопротивление нагрузки; Um - амплитудное значение напряжения; Θ1 и Θ2 - углы на рисунке 2; получим: , (4) , (5) где: Ud - среднее значение выпрямленного напряжения: . (6) Рисунок 2. Импульсы напряжения на выходе регулятора (Р) и напряжение на конденсаторе L-C фильтра Значения коэффициента KU для различных параметров R и C приведены в таблице 1. Таблица 1. Значения коэффициента KU. Таким образом, зная диапазон регулирования напряжения на нагрузке, определяемый углами θ1и θ2 (рисунок 2), номинальную нагрузку R и частоту ШИМ регулятора, находим по вышеприведенным формулам величины Uн и Ud и, далее, по заданной величине KU - емкость конденсатора L-C фильтра. Индуктивность L в L-C фильтре сглаживает ток нагрузки. В случае идеального сглажи- 134 Известия МГТУ «МАМИ» № 2(24), 2015, т. 1 Транспортные средства и энергетические установки вания тока получим следующие уравнения [2]: i  C dU dt c  IR ; 1  t ≤ θ2 , (7) C dU  I    t    . (8) c 0; dt R 2 1 При синусоидальном напряжении получим: U i  CUm  cos t  d ; R U 1  t  2 , (9) CUm  cos t  d R  0; 2  t   1 . (10) При конечном значении индуктивности L, имеем пульсации тока в нагрузке, уровень которых определятся величиной L, рассчитываемой по известным формулам [3].
×

About the authors

V. V. Lokhnin

Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)

Email: ekems@mami.ru
Dr.Eng., Prof.; +7(495)223-05-23

N. A. Kolesnik

Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)

Email: ekems@mami.ru

V. I. Marsov

Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI); Moscow Automobile and Road Construction University

Email: ioutt@mail.ru
Dr.Eng., Prof.

References

  1. Лохнин В. В., Ширков В. И. Эффективность бесконтактных генераторов постоянного тока для транспортных средств. Электро, 2013. № 6, с. 18-25.
  2. Здрок А. Г., Селютин Л. А. Выпрямительные устройства электропитания и выпрямления. М., «Энергия», 1975. 328 с.
  3. Лохнин В. В. Высокоиспользованные магнитоэлектрические машины. Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н. М., МАИ, 1998 г.

Copyright (c) 2015 Lokhnin V.V., Kolesnik N.A., Marsov V.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies