 |
Больше энергии, меньше затрат – ученые ПНИПУ нашли способ улучшить двигатели
Исследование опубликовано в журнале «Электротехника», №11 за 2023 год. Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
На производстве в машиностроении, энергетике, строительстве и металлургии используют синхронные двигатели. Они преобразуют электричество в механическую энергию. Их применяют, например, в угольных и цементных мельницах, насосных и вентиляционных установках, подъёмно-транспортных машинах и конвейерах. Существующие регуляторы не обладают достаточным быстродействием. Ученые ПНИПУ предлагают заменить их на финитные, которые позволяют добиться более высоких показателей качества и оптимизировать производственные процессы.
Электродвигатели состоят из двух главных элементов – ротора, вращающейся части двигателя, и неподвижного статора. Ротор находится внутри статора. При подаче напряжения возникает электромагнитное поле, которое приводит его в движение, запускает процесс преобразования энергии в действие. По принципу работы выделяют синхронные и асинхронные электродвигатели.
Асинхронные считаются надежными и долговечными, их поломки обычно возникают из-за износа деталей или короткого замыкания. Если это случается, то приходится останавливать производственный процесс, детали обходятся дорого, менять их на крупногабаритном двигателе сложно.
Синхронные двигатели с постоянными магнитами набирают популярность и могут эффективно работать в сочетании с насосами, компрессорами, дробилками, вентиляторами, конвейерными лентами, системами отопления и вентиляции. Их преимущества заметны в оборудовании, которое работает при динамических нагрузках или на низких скоростях. Применение таких двигателей сокращает износ деталей и простои из-за ремонта или техобслуживания.
Именно поэтому пермские политехники выбрали для исследования наиболее распространенный синхронный двигатель с постоянными магнитами. Ученые предлагают использовать финитные регуляторы (от фр. finit – «конец», «завершать»). Они помогают плавно и быстро отрегулировать параметр из начальной стадии в нужную конечную.
Финитные регуляторы по сравнению, например, с векторной системой управления, не требуют применения дорогостоящих аппаратов с большой вычислительной мощностью, которые увеличивают время внесения изменений в работу двигателя. Для некоторых технологических процессов требуется максимальное быстродействие. Это позволяет использовать такие регуляторы для станков ЧПУ (с числовым программным управлением), с помощью которых обрабатывают металлы, дерево и пластмассы.
Ученые ПНИПУ сравнили две этих системы управления двигателем и рассмотрели их основные характеристики: ток и напряжение статора (неподвижной части), скорость вращения и положение вала электродвигателя.
– Для выбранного синхронного двигателя с постоянными магнитами минимальное время, за которое регулируемый показатель перейдет из начального состояния в нужное, в векторной системе составило 0,66 секунды, a в системе управления с финитным регулятором – 0,33 секунды. То есть система с финитным регулятором вдвое быстрее, – рассказывает инженер кафедры микропроцессорных средств автоматизации Пермского Политеха Ростислав Юдин.
Ученые ПНИПУ предлагают использовать электродвигатели с финитным регулятором, потому что они эффективнее и могут применяться в технологических процессах, которые требуют максимального быстродействия. Это позволит предотвратить преждевременный износ деталей и повысить качество работы двигателя и уменьшить расход электроэнергии.
Контактное лицо: Дарья Биянова (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 23:06, 04.01.2024
Количество просмотров: 78
Страна: Россия
| Подкастная студия Сообщества ВЫЗОВ откроет двери на IV Конгрессе молодых ученых, Молодежное сообщество ВЫЗОВ, 18:57, 29.11.2024, Россия |
148 |
| Подкастная студия, организованная Молодежным сообществом ВЫЗОВ, примет гостей IV Конгресса молодых ученых. С 27 по 29 ноября на федеральной территории «Сириус» каждый сможет стать героем подкаста и обсудить актуальные вопросы науки. Интерактивная зона будет работать в креативном пространстве «Новые лица». |
|
| Ученые Пермского Политеха выяснили, как сделать лесные дороги более прочными, ПНИПУ, 08:08, 27.11.2024, Россия |
241 |
| Для добычи древесины необходимо прокладывать лесные дороги. Они испытывают повышенную нагрузку от тяжелых машин, из-за чего покрытие быстрее разрушается и приходит в негодность. Один из способов их укрепления - использование геосинтетических оболочек. Ученые Пермского Политеха выяснили эффективность применения таких оболочек под колесами автомобиля. |
 |
| В ТГУ начала работу новая лаборатория, Тольяттинский государственный университет, 07:30, 27.11.2024, Россия |
150 |
| Сотрудники научно-исследовательского института прогрессивных технологий Тольяттинского государственного университета (НИИПТ ТГУ) проводят в ней испытания биорезорбируемых металлических материалов. |
 |
| Ученые Пермского Политеха изучили, какие реагенты эффективны для очистки лопаток авиадвигателя, ПНИПУ, 07:17, 27.11.2024, Россия |
30 |
| Для сохранения характеристик лопаток газотурбинного двигателя важно качественно очищать их от нагара и оксидной пленки, которые образуются в процессе эксплуатации. Очистка химически стойких оксидов металлов требует более тщательного изучения и подбора реагентов. Ученые ПНИПУ доказали перспективность галогенидсодержащих составов для восстановления поверхности лопаток. |
|
| Ученые Пермского Политеха улучшили работу синхронного двигателя при высоких нагрузках, ПНИПУ, 07:07, 27.11.2024, Россия |
29 |
| Для упрощения работы синхронных двигателей используют наблюдателя - систему бездатчикового управления. Она косвенно получает информацию о положении ротора и скорости вращения двигателя. Но при изменении условий эксплуатации система может терять контроль. Ученые Пермского Политеха разработали более надежный подход к адаптации наблюдателя двигателя. |
 |
|
|
