Ученые ЮУрГУ запатентовали новую модель синхронного генератора

Фото: www.susu.ru

Молодой ученый  запатентовал   полезную модель синхронного генератора с аксиальным магнитным потоком, предложив принципиально новое решение проблемы повышения энергетических характеристик автономных источников электроэнергии – применить генератор на постоянных магнитах с аксиальным магнитным потоком для микро газотурбинной энергетической установки. 

Ассистент  кафедры «Электропривод, мехатроника и электромеханика»   ЮУрГУ, кандидат технических наук Николай Неустроев работает над актуальной проблемой растущего спроса на автономные источники электроэнергии. В качестве таких источников энергии используются микро газотурбинные энергетические установки, они не прихотливы в обслуживании и работают на экологически чистом топливе. Одним из основных узлов такой установки является генератор. 

Ранее аксиальные машины не применялись в качестве генераторов микро газотурбинных установок, а рабочие методики проектирования таких генераторов отсутствуют.

«Уникальные задачи часто требуют уникальных решений. Вот и в нашем случае реализован ряд инновационных решений. Применение немагнитного якоря исключает магнитные потери и повышает коэффициент полезного действия генератора и установки в целом. Использование наружной поверхности вращающегося индуктора в качестве газодинамической опоры обеспечивает высокую колебательную устойчивость ротора, а комбинация этой газодинамической опоры с электромагнитным подвесом исключает износ первой в режимах разгона и торможения. Многосекционная конструкция обеспечивает высокую технологичность за счет модульности и простоту реализации линейки мощностей изделия. Запатентованная конструкция обмоток обеспечивает легкую сборку, высокую надежность и простую замену обмотки в случае необходимости», -- говорит Николай Неустроев.

Молодой ученый изготовил макет генератора в масштабе 1:1 по технологии печати на 3D  принтере и проверил собираемость и осуществимость новых конструкторских решений. Изготовлен и опытный образец электромагнитного подвеса и всех элементов генератора. Разработкой заинтересовался индустриальный партнер СКБ «Турбина», который планирует применять это техническое решение в составе газотурбинных установок на производстве. 

Запатентованное конструктивное исполнение обмоток аксиальных машин повышает ремонтопригодность и надежность оборудования. Наиболее полно эффективность такого решения раскрывается в многосекционной высокоскоростной электрической машине на постоянных магнитах с аксиальным магнитным потоком и немагнитным якорем. Эти машины можно использовать в качестве генераторов в составе микро газотурбинных установок.

Этот мультидисциплинарный проект был реализован на кафедре  Политехнического института ЮУрГУ   «Электропривод, мехатроника и электромеханика» , которую возглавляет доктор технических наук, профессор Максим Григорьев. Руководил работой доктор технических наук, профессор Сергей Ганджа . 

«На сегодняшний день уже получена своевременная поддержка от государства. Приятно, что Правительство Российской Федерации поддерживает научно-исследовательские работы. Так, например, в нашем случае было получено два гранта на исследования: грант от Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) №20-38-90175\20 от 01.10.2020г и грант от Фонда содействия инновациям по программе Умник №16682ГУ/2021 от 03.06.2021г. Научно-техническая отчетность по реализованным грантам уже подготовлена и находится на утверждении»,  -- говорит молодой ученый.

Для обеспечения финансирования проекта планируется привлечь средства Фонда содействия инновациям по программе Старт-1 для изготовления опытного образца уменьшенной копии изделия, его испытаний и проверки фундаментальных положений. Это позволит убедить индустриальных партнеров в преимуществах предлагаемого технического решения и повысить энерговооруженность, что является одной из целей Энергетической стратегии России до 2035 года.

Южно-Уральский государственный университет   – это университет трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет 2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ),  который призван решить задачи национального проекта «Наука и университеты».

Читайте нас: