Колекторний двигун зі збудженням від постійних магнітів для медогонки

Abstract

У вступі роботи обґрунтовано актуальність теми, пов’язаної з розвитком галузі бджільництва в Україні, зокрема підвищенням ефективності процесів відкачування меду. Медогонки з електроприводом забезпечують автоматизацію та енергоефективність, особливо у випадках автономної роботи без підключення до електромережі. Для медогонок доцільним є застосування двигунів постійного струму з постійними магнітами (ДПС ПМ), що живляться від акумуляторів. У першому розділі проведено техніко-економічне обґрунтування вибору типу двигуна для медогонки. Розглянуто існуючі аналоги, їх характеристики та призначення. Обґрунтовано вибір параметрів приводного двигуна: номінальна напруга 12 В, потужність 75 Вт, частота обертання 2500 об/хв, режим роботи – тривалий. Другий розділ присвячено електромагнітному розрахунку двигуна: визначено основні геометричні розміри, параметри обмотки якоря, розраховано магнітне кола, колектор та щітки. Побудовано характеристику неробочого ходу, розраховані втрати у двигуні та побудовані робочі характеристики. У третьому розділі виконано тепловий розрахунок для перевірки допустимого нагріву обмотки якоря та колектора, що дозволило переконатися у працездатності двигуна у тривалому режимі роботи. У четвертому розділі описано конструктивні особливості проєктованого електродвигуна, вибір матеріалів та технологію виготовлення основних вузлів ДПС ПМ. П’ятий розділ присвячено питанням охорони праці та техніки безпеки під час експлуатації та виробництва електродвигунів. У шостому розділі подано економічне обґрунтування ефективності застосування двигуна ДПС ПМ потужністю 75 Вт у медогонках для малих і середніх пасік. Проведено порівняння варіантів та визначено термін окупності. Об’єктом дослідження є електромагнітні процеси перетворення енергії в електродвигуні постійного струму з постійними магнітами. Предметом дослідження є електродвигун постійного струму з постійними магнітами. Метою роботи є розробка енергоефективного та компактного двигуна для автономного електроприводу медогонки з урахуванням технологічних, економічних і експлуатаційних вимог.

The introduction of the work substantiates the relevance of the topic related to the development of the beekeeping industry in Ukraine, in particular, increasing the efficiency of honey pumping processes. Electric-powered honey extractors provide automation and energy efficiency, especially in cases of autonomous operation without connection to the power grid. For honey extractors, it is advisable to use DC motors with permanent magnets (DPS PM), powered by batteries. The first section provides a feasibility study for choosing the type of engine for the honey extractor. Existing analogues, their characteristics and purpose are considered. The choice of drive motor parameters is justified: nominal voltage 12 V, power 75 W, rotation frequency 2500 rpm, operating mode - long-term. The second section is devoted to the electromagnetic calculation of the engine: the main geometric dimensions, parameters of the armature winding are determined, the magnetic circuit, collector and brushes are calculated. The idling characteristic was constructed, losses in the engine were calculated, and operating characteristics were constructed. In the third section, a thermal calculation was performed to check the permissible heating of the armature and collector windings, which made it possible to verify the engine's operability in long-term operation. In the fourth section, the design features of the designed electric motor, the choice of materials, and the manufacturing technology of the main components of the PM DPS are described. The fifth section is devoted to issues of labor protection and safety during the operation and production of electric motors. In the sixth section, an economic justification of the effectiveness of using the PM DPS engine with a capacity of 75 W in honey extractors for small and medium-sized apiaries is presented. A comparison of options was made and the payback period was determined. The object of the study is the electromagnetic processes of energy conversion in a DC electric motor with permanent magnets. The subject of the study is a DC electric motor with permanent magnets. The aim of the work is to develop an energy-efficient and compact engine for an autonomous electric drive of a honey extractor, taking into account technological, economic and operational requirements.