Експериментальне дослідження автономної магнітної передачі

Abstract

Робота присвячена експериментальному дослідженню безконтактного електромеханічного перетворювача енергії із постійними магнітами – магнітної передачі. Магнітні передачі мають певні конструктивні переваги порівняно із механічними передачами, а саме: висока надійність, ефективність, менші втрати, безконтактна передача механічної потужності, відсутність витрат на технічне обслуговування, простота конструкції. Особливо актуальним є використання магнітних передач для систем перетворення низькопотенційної механічної енергії в електричну: енергія вітру, енергія води, енергія механічних коливань і т.ін. Застосування магнітних передач в автономних вітрових електростанціях може бути більш перспективним з економічної та технічної точок зору порівняно з традиційними механічними передачами. Для проведення експериментальних досліджень, на першому етапі даного дослідження, проведено розробку геометричної моделі магнітної передачі в системі автоматизованого проектування. Із використанням деталізованих креслень проведено друк основних конструктивних елементів магнітної передачі із застосуванням технологій тривимірного друку. Проведено монтаж магнітних сегментів модулятора магнітної передачі, постійних магнітів, валу, підшипників та підшипникових щитів. На основі розробленого макетного зразку магнітної передачі розроблено експериментальний стенд для дослідження магнітної передачі, з допомогою якого проведено ряд експериментальних досліджень: вимір швидкості обертання та передавального числа, втрат, нагріву та електромагнітного моменту. Проведені дослідження та розроблений електромеханічний стенд дозволяє проводити різноманітні дослідження магнітних передач, що дозволить підтвердити результати математичного моделювання та підтвердити чи спростувати результати наукових досліджень. The work is devoted to the experimental study of a non-contact electromechanical energy converter with permanent magnets - magnetic transmission. Magnetic transmissions have certain design advantages compared to mechanical transmissions, namely: high reliability, efficiency, lower losses, non-contact transmission of mechanical power, no maintenance costs, and simplicity of design. The use of magnetic transmissions for systems of conversion of low-potential mechanical energy into electrical energy is especially relevant: wind energy, water energy, energy of mechanical vibrations, etc. The application of magnetic transmissions in autonomous wind power plants can be more promising from the economic and technical point of view compared to traditional mechanical transmissions. In order to conduct experimental studies, at the first stage of this study, a geometric model of magnetic transmission was developed in the automated design system. With the use of detailed drawings, the main structural elements of the magnetic transmission were printed using three-dimensional printing technologies. Magnetic segments of the magnetic transmission modulator, permanent magnets, shaft, bearings and bearing shields were installed. On the basis of the developed mock-up sample of the magnetic transmission, an experimental stand for the study of magnetic transmission was developed, with the help of which a number of experimental studies were carried out: measurement of rotation speed and gear ratio, losses, heating and electromagnetic moment. The conducted studies and the developed electromechanical stand allow conducting various studies of magnetic transmissions, which will allow to confirm the results of mathematical modeling and to confirm or refute the results of scientific studies.