Исследование электромагнитных процессов в возвратно-поступательных электрических генераторах с продольным и комбинированным нелинейным изменением магнитного потока

Abstract

В настоящее время в качестве перспективных электромеханических преобразователей энергии рассматриваются возвратно-поступательные электрические генераторы с поперечным изменением магнитного потока. Основным их недостатком является сложность обеспечения согласования сил электрической и механической подсистем энергоустановки со свободнопоршневым двигателем. Для решения этой проблемы предложено использовать в электрической подсистеме возвратно-поступательный электрический генератор с комбинированным (поперечным и продольным) нелинейным изменением магнитного потока. Однако до настоящего времени исследованию электромагнитных процессов в таких генераторах не уделялось должного внимания, что не позволяет в полной мере выработать рекомендации по выбору геометрических размеров магнитной системы на начальном этапе электромагнитного расчета генераторов, а также определить эффективные условия их применения. С целью решения этой задачи были проведены исследования электромагнитных процессов в возвратно-поступательных электрических генераторах с продольным и комбинированным нелинейным изменением магнитного потока, в результате которых выявлены закономерности изменения основных параметров генераторов от геометрических размеров их магнитной системы, а также кинематических параметров (скорости, частоты и координаты) подвижной части генератора.

At present, reciprocating electric generators with a transverse change in magnetic flux are considered promising electromechanical energy converters. Their main disadvantage is the difficulty in ensuring power coordination of the electrical and mechanical subsystems of the power plant with a free piston engine. To solve this problem, it is proposed to use a reciprocating electric generator with a combined (transverse and longitudinal) non-linear change in magnetic flux in the electrical subsystem. However up to the present, the study of electromagnetic processes in such generators has been neglected, that does not allow to develop recommendations for choosing the geometric dimensions of the magnetic system at the first stage of electromagnetic calculation of generators and to determine the effective conditions for their use. In order to solve this problem, we studied electromagnetic processes in reciprocating electric generators with longitudinal and combined non-linear changes in the magnetic flux. The study revealed the change dependency in the main parameters of the generators, the geometric dimensions of their magnetic system, and kinematic parameters (speed, frequency and coordinates) of the generator moving part.