W pracy przedstawiono konstrukcję i wybrane wyniki badań bezszczotkowego silnika prądu stałego przeznaczonego do kolejowego napędu rogatkowego. Obliczenia obwodu magnetycznego silnika przeprowadzono w programie FEMM 4.2. Blachy stojana i wirnika silnika wykonano metodą cięcia laserowego. Taka technologia umożliwia umieszczenie magnesów wewnątrz wirnika, co w znaczący sposób upraszcza technologię wykonania wirnika i zapewnia pewność mocowania magnesów. Do kontroli położenia wirnika względem stojana zastosowano transoptory szczelinowe współpracujące ze specjalizowanym układem elektronicznym. Silnik zasilany jest z niskonapięciowego falownika, którego tranzystory sterowane są sygnałami mikroprocesora.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono konstrukcję układu napędowego do wentylatora małej mocy. Układ ten składa się z bezszczotkowego silnika prądu stałego (BLDC) i niskonapięciowego falownika. Wirnik silnika zbudowany jest z czterech przesuniętych względem siebie warstw, wewnątrz których umieszczone są magnesy trwałe. Taka konstrukcja minimalizuje moment zaczepowy maszyny i gwarantuje bezawaryjną pracę (brak możliwości oderwania się magnesów). Niskonapięciowy falownik zapewnia regulację prędkości obrotowej silnika w szerokim zakresie i ogranicza prąd rozruchowy silnika. W pracy wyjaśniono algorytm sterowania bezczujnikowego zmniejszającego cenę napędu (brak czujników położenia i ich okablowania), porównano silnik dotychczas stosowany z nowym silnikiem i pokazano istotne zmniejszenie poboru mocy przez nowy napęd.
EN
This paper presents the design of a drive system for a low-power fan. This system consists of a brushless DC motor (BLDC) and now-voltage inverter. The rotor of the motor is built of four offset layers, inside which permanent magnets are placed. This design minimizes the cogging torque of the machine and guarantees trouble-free operation (no possibility of magnets breaking off). A low-voltage inverter provides motor speed control over a wide range and limits the motors starting current. The paper explains the algorithm of sensorless control reducing the price of the drive (no position sensors and their wiring), compares the legacy motor with the new motor and shows a significant reduction in power consumption of the new drive.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zastosowanie napędów z silnikami skokowymi wymagane jest tam, gdzie konieczne jest precyzyjne ustalenie pozycji elementu urządzenia wykonującego ruch. Modelowanie każdego silnika skokowego składa się z równań równowagi napięć i równania równowagi momentów. Na bazie zaproponowanego modelu matematycznego silnika skokowego można zbudować model symulacyjny, który może dostarczyć wielu informacji o pracy napędu przed jego zbudowaniem. Poniższa praca pokazuje model matematyczny silnika skokowego uwzględniający równania równowagi mechanicznej i elektrycznej. W modelu tym nie uwzględniano zjawisk cieplnych.
EN
The use of step-motor drives is required where it is necessary to precisely determine the position of the device component performing the movement. The modeling of any stepping motor consists of the equilibrium equations of voltages and the equilibrium equation of moments. Based on the proposed mathematical model of a stepping motor, a simulation model can be built, which can provide a lot of information about the operation of the drive before it is built. The following work shows a mathematical model of a stepping motor taking into account the equilibrium equations of mechanical and electrical equilibrium. Thermal phenomena were not considered in this model.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The use of step-motor drives is required where it is necessary to precisely determine the position of the device component performing the movement. The modeling of any stepping motor consists of the equilibrium equations of voltages and the equilibrium equation of moments. Based on the proposed mathematical model of a stepping mo-tor, a simulation model can be built, which can provide a lot of information about the operation of the drive before it is built. The following work shows a mathematical model of a stepping motor taking into account the equilibrium equations of mechanical and electrical equilibrium. Thermal phenomena were not considered in this model.
PL
Zastosowanie napędów z silnikami skokowymi wymagane jest tam, gdzie konieczne jest precyzyjne ustalenie pozycji elementu urządzenia wykonującego ruch. Modelowanie każdego silnika skokowego składa się z równań równowagi napięć i równania równowagi momentów. Na bazie zaproponowanego modelu matematycznego silnika skokowego można zbudować model symulacyjny, który może dostarczyć wielu informacji o pracy napędu przed jego zbudowaniem. Poniższa praca pokazuje model matematyczny silnika skokowego uwzględniający równania równowagi mechanicznej i elektrycznej. W modelu tym nie uwzględniano zjawisk cieplnych.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents the design of a drive system for a low-power fan. This system consists of a brushless DC motor (BLDC) and now-voltage inverter. The rotor of the motor is built of four offset layers, inside which permanent magnets are placed. This design minimizes the cogging torque of the machine and guarantees trouble-free operation (no possibility of magnets breaking off). A low-voltage inverter provides motor speed control over a wide range and limits the motors starting current. The paper explains the algorithm of sensorless control reducing the price of the drive (no position sensors and their wiring), compares the legacy motor with the new motor and shows a significant reduction in power consumption of the new drive.
PL
W pracy przedstawiono konstrukcję układu napędowego do wentylatora małej mocy. Układ ten składa się z bezszczotkowego silnika prądu stałego (BLDC) i niskonapięciowego falownika. Wirnik silnika zbudowany jest z czterech przesuniętych względem siebie warstw, wewnątrz których umieszczone są magnesy trwałe. Taka konstrukcja minimalizuje moment zaczepowy maszyny i gwarantuje bezawaryjną pracę (brak możliwości oderwania się magnesów). Niskonapięciowy falownik zapewnia regulację prędkości obrotowej silnika w szerokim zakresie i ogranicza prąd rozruchowy silnika. W pracy wyjaśniono algorytm sterowania bezczujnikowego zmniejszającego cenę napędu (brak czujników położenia i ich okablowania), porównano silnik dotychczas stosowany z nowym silnikiem i pokazano istotne zmniejszenie poboru mocy przez nowy napęd.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents an analysis of the impact of selected changes in the construction of a motor with a commutator and permanent magnets in the stator on the value of the cogging torque. The influence of the number of grooves, the arrangement of the magnets, the width of the air gap and the direction of magnetization were examined. Calculations were made on the basis of prepared field models in the FEMM 4.2 program. For the analyzed cases, the distribution of magnetic induction, the distribution of flux lines and the distribution of induction in the gap were determined.
PL
W pracy przedstawiono analizę wpływu wybranych zmian w konstrukcji silnika z komutatorem oraz magnesami trwałymi w stojanie na wartość momentu zaczepowego. Zbadano wpływ liczby żłobków, ułożenia magnesów, grubości szczeliny powietrznej oraz kierunku magnesowania. Obliczenia przeprowadzono w oparciu o przygotowane modele polowe w programie FEMM 4.2. Dla analizowanych przypadków wyznaczono rozkład indukcji magnetycznej w przekroju poprzecznym silnika, rozkład linii strumienia oraz obwodowe rozkłady składowej normalnej indukcji w szczelinie powietrznej.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono analizę wpływu wybranych zmian w konstrukcji silnika z komutatorem oraz magnesami trwałymi w stojanie na wartość momentu zaczepowego. Zbadano wpływ liczby żłobków, ułożenia magnesów, grubości szczeliny powietrznej oraz kierunku magnesowania. Obliczenia przeprowadzono w oparciu o przygotowane modele polowe w programie FEMM 4.2. Dla analizowanych przypadków wyznaczono rozkład indukcji magnetycznej w przekroju poprzecznym silnika, rozkład linii strumienia oraz obwodowe rozkłady składowej normalnej indukcji w szczelinie powietrznej.
EN
The paper presents an analysis of the impact of selected changes in the construction of a motor with a commutator and permanent magnets in the stator on the value of the cogging torque. The influence of the number of grooves, the arrangement of the magnets, the width of the air gap and the direction of magnetization were examined. Calculations were made on the basis of prepared field models in the FEMM 4.2 program. For the analyzed cases, the distribution of magnetic induction, the distribution of flux lines and the distribution of induction in the gap were determined.
Budowa elektrowni wodnej wymaga wysokich nakładów inwestycyjnych związanych głównie z budową zapory i towarzyszącej jej infrastruktury. Wysokie spiętrzanie wody powoduje zawsze ingerencję w środowisko naturalne rzeki i otaczający ekosystem. Istnieją rozwiązania mikroelektrowni wodnych umieszczanych w nurcie rzeki, minimalnie ingerujących w środowisko i produkujących niewielkie ilości energii elektrycznej.[...] Opracowana konstrukcja może być stosowana na małych ciekach wodnych – tam, gdzie zawodowa energetyka nie jest zainteresowana budową elektrowni wodnych. Miejsc takich jest w kraju bardzo wiele. Moc mikroelektrowni i ilość uzyskiwanej z niej energii zależy w dużym stopniu od prędkości przepływu wody i dlatego mikroelektrownię należy umieszczać w tzw. bystrzach...
W pracy pokazano konstrukcję i pomiary nowoczesnego pieca elektrycznego przeznaczonego do ogrzewania domu jednorodzinnego. Niewielkie wymiary, wysoka sprawność i brak emisji szkodliwych związków chemicznych to główne zalety tego pieca. Dodatkowym atutem jest cicha praca i niezwykle wysoka trwałość pieca związana z brakiem elementów ruchomych, z niezawodnym elektronicznym sterowaniem oraz wymiennikiem ciepła wykonanym ze stali nierdzewnej. Wyniki przeprowadzonych pomiarów pokazują bardzo wysoką sprawność pieca i współczynnik mocy bliski jedynce.
EN
The work shows the construction and measurements of a modern electric furnace for heating a single-family house. Small dimensions, high efficiency and no emission of harmful chemicals are the main advantages of this furnace. An additional advantage is the quiet operation and extremely high durability of the furnace due to the lack of moving parts, with electronic control and a heat exchanger made of stainless steel. The results of the measurements performed show the high efficiency of the furnace and the power factor close to one.
W pracy pokazano podstawowe obliczenia i konstrukcję generatora przeznaczonego do małej elektrowni wiatrowej będącej przedmiotem konkursu NCBiR „Wielkie wyzwanie: Energia”. Ograniczenia wymiarowe elektrowni narzucone w tym konkursie definiują moc generatora, zaś przyjęte rozwiązanie turbiny wiatrowej określa znamionową prędkość obrotową generatora. Napięcie wyjściowe generatora może być różne i zależy od typu ładowarki użytej do ładowania akumulatora i do zasilania pompy wody. Z uwagi na to, że NCBiR nie określił jeszcze szczegółowych danych dotyczących typu i pojemności akumulatora oraz typu, mocy i charakterystyki pompy do obliczeń uzwojenia przyjęto, że generator osiąga napięcie 24 V przy prędkości obrotowej 100 obr/min.
EN
The paper presents the basic calculations and design of a generator for a small wind power plant which is the subject of the National Centre’s for Research and Development competition, "Great Challenge: Energy". The dimensions of the power plant specified in the competition define the generator power, and the adopted solution of the wind turbine determines the rated rotational speed of the generator. The output voltage of the generator may have different values. It depends on the type of charger used to charge the battery and supply the water pump. Since the National Centre for Research and Development has not yet provided de tailed data on the type and capacity of the battery and the type, power and characteristics of the pump, the winding was calculated for the generator reaching 24 V at 100 rpm.
Według danych Towarzystwa Małych Elektrowni Wodnych w Polsce jest od 12 000 do 15 000 miejsc po dawnych młynach lub tartakach wodnych. W miejscach tych mogą być umieszczone mikroelektrownie wodne pracujące przy małych przepływach i niewielkich spiętrzeniach wody. Informacje te przyczyniły się do rozpoczęcia prac nad hydrogeneratorem do produkcji energii elektrycznej, składającym się z turbiny wodnej i generatora, przeznaczonym do przepływów rzędu 3,5 m3/min i spiętrzeń wody do ok. 2 m. W przypadku większych przepływów przewiduje się pracę równoległą hydrogeneratorów. W poniższej pracy przedstawiono konstrukcję i wybrane wyniki badań opracowanego hydrogeneratora składającego się z turbiny wodnej i generatora prądu.
W pracy pokazano podstawowe obliczenia i konstrukcję generatora przeznaczonego do małej elektrowni wiatrowej, będącej przedmiotem konkursu NCBiR „Wielkie wyzwanie: Energia”. Ograniczenia wymiarowe elektrowni narzucone w tym konkursie definiują moc generatora, zaś przyjęte rozwiązanie turbiny wiatrowej określa znamionową prędkość obrotową generatora. Napięcie wyjściowe generatora może być różne i zależy od typu ładowarki użytej do ładowania akumulatora i do zasilania pompy wody. Z uwagi na to, że NCBiR nie określił jeszcze szczegółowych danych dotyczących typu i pojemności akumulatora oraz typu, mocy i charakterystyki pompy do obliczeń uzwojenia, przyjęto, że generator osiąga napięcie 24 V przy prędkości obrotowej 600 obr./min.
EN
The paper presents the basic calculations and design of a generator for a small wind power plant which is the subject of the National Centre’s for Research and Development competition, „Great Challenge: Energy”. The dimensions of the power plant specified in the competition define the generator power, and the adopted solution of the wind turbine determines the rated rotational speed of the generator. The output voltage of the generator may have different values. It depends on the type of charger used to charge the battery and supply the water pump. Since the National Centre for Research and Development has not yet provided detailed data on the type and capacity of the battery and the type, power and characteristics of the pump, the winding was calculated for the generator reaching 24 V at 600 rpm.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents 1kW pico hydro generator that consists of an axial water turbine and generator. The rotor of the axial water turbine was developed using the NACA aerodynamic profile. The paper describes the construction of a vertical axial turbine and the laboratory stand for the measurement of the developed and constructed turbine powering a three-phase electric generator. The basic turbine characteristics for the highest efficiency parameters and the characteristics of the generator are presented.
PL
Artykuł dotyczy piko – agregatu o mocy 1kW: osiowej turbiny wodnej i generatora. W artykule przytoczono przykład osiowej turbiny wodnej z wirnikiem opracowanym z zastosowaniem profilu aerodynamicznego NACA. Przedstawiono konstrukcję pionowej turbiny osiowej. Opisano laboratoryjne stanowisko pomiarowe do badań skonstruowanej i zbudowanej turbiny, napędzającej trójfazowy generator elektryczny. Przedstawiono podstawowe charakterystyki turbiny opracowane dla jej parametrów pracy, przy których osiągnęła najwyższą sprawność oraz podstawowe charakterystyki współpracującego z turbiną generatora.
W pracy przedstawiono konstrukcję i wybrane wyniki badań wolnoobrotowego, bezszczotkowego silnika prądu stałego przeznaczonego do kolejowego napędu rogatkowego. Obliczenia obwodu magnetycznego silnika przeprowadzono w programie FEMM 4.2. Blachy stojana i wirnika silnika wykonano metodą cięcia laserowego. Taka technologia umożliwia umieszczenie magnesów wewnątrz wirnika, co w znaczący sposób upraszcza technologię wykonania wirnika i zapewnia pewność mocowania magnesów. Do kontroli położenia wirnika względem stojana zastosowano wielobiegunowy magnes współpracujący ze specjalizowanym, programowanym układem elektronicznym. W zależności od potrzeby układ ten może dostarczać różne sygnały informujące o położeniu wirnika. Silnik zasilany jest z niskonapięciowego falownika, którego tranzystory sterowane są sygnałami mikroprocesora.
EN
The paper presents the construction and chosen experimental results for brushless motor using in level crossing barrier drive. Calculations for magnetic circuit have been conducted in FEMM 4.2 program. Steel sheets both for the stator and the rotor have been made using laser. Such technology allows placing magnets inside the rotor what in turn simplifies significantly the rotor and enhances durability of the motor. The position of the rotor towards the stator is controlled by multi-pole magnet connected to special electronic circuit. This circuit can generate different signals indicating the rotor’s position. The motor is supplied by low voltage converter whose transistors are controlled by microprocessor.
W pracy pokazano trzy wentylatory promieniowe charakteryzujące się małym poborem energii. Wentylatory te wyposażone zostały w nowy układ napędowy, składający się z bezszczotkowego silnika prądu stałego i energoelektronicznego układu (falownika) sterującego pracą silnika. Pokazano konstrukcję silnika użytego w wentylatorach, na który zużyto znacznie mniej żelaza i miedzi w porównaniu z silnikami dotychczas stosowanymi. Omówiono zasadę sterowania bezczujnikowego zastosowaną w falowniku oraz pokazano prototyp falownika. Porównano pobory mocy wentylatorów dotychczas stosowanych z wentylatorami wyposażonymi w nowe układy napędowe. Opracowane wentylatory przeznaczone są do pracy przy piecach centralnego ogrzewania, w ekstruderach do produkcji butelek PET oraz w układach klimatyzacji. Zużywają one ponad dwukrotnie mniej energii niż urządzenia stosowane obecnie.
EN
The paper presents three centrifugal fans with low power consumption. The fans are equipped with a new drive system consisting of a brushless DC motor and power electronics system (inverter) used for motor control. The construction of the motor required much less iron and copper than the present motors. The principle of sensorless control of inverter is discussed and the prototype of the inverter is presented. The power consumption of the existing fans and the ones equipped with new drive systems is compared. The developed fans are designed to work with central heating furnaces, in extruders for the production of PET bottles, and in air-conditioning systems. They consume over twice as little energy as currently used fans.
W pracy pokazano trzy wentylatory promieniowe charakteryzujące się małym poborem energii. Wentylatory te wyposażone zostały w nowy układ napędowy składający się z bezszczotkowego silnika prądu stałego i energoelektronicznego układu (falownika) sterującego pracą silnika. Pokazano konstrukcję silnika użytego w wentylatorach, na który zużyto znacznie mniej żelaza i miedzi w porównaniu z silnikami dotychczas stosowanymi. Omówiono zasadę sterowania bezczujnikowego zastosowaną w falowniku oraz pokazano prototyp falownika. Porównano pobory mocy wentylatorów dotychczas stosowanych z wentylatorami wyposażonymi w nowe układy napędowe. Opracowane wentylatory przeznaczone są do pracy przy piecach centralnego ogrzewania, w ekstruderach do produkcji butelek PET oraz w układach klimatyzacji. Zużywają one ponad dwukrotnie mniej energii niż urządzenia stosowane obecnie.
EN
The paper presents three centrifugal fans with low power consumption. The fans are equipped with a new drive system consisting of a brushless DC motor and power electronics system (inverter) used for motor control. The construction of the motor required much less iron and copper than the present motors. The principle of sensorless control of inverter is discussed and the prototype of the inverter is presented. The power consumption of the existing fans and the ones equipped with new drive systems is compared. The developed fans are designed to work with central heating furnaces, in extruders for the production of PET bottles, and in air-conditioning systems. They consume over twice as little energy as currently used fans.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.