A model of a three-phase disk type synchronous generator with rare earth magnets
Nikola Georgiev
This paper makes a study of a three-phase disk type synchronous 8 pair-pole generator with axial magnetic field and rare earth magnets. The generator consists of one rotor with sixteen rare earth magnets and two stators with twenty four windings each, connected in a star, eight in a phase. A preliminary obtained expression for calculating the e.m.f. in a winding is used initially, where the geometric dimensions of the generator, the materials it is made of, as well as the parameters of both its windings and its rare earth magnets have been taken into consideration. Then the equivalent parameters of the two stators, connected in parallel, are found. By means of the obtained model the phase voltages of the model structure at idle running are calculated. Then a three-phase symmetric active load, also connected in a star, is added to the equivalent circuit, and the output electrical parameters are calculated – the phase voltages on the three-phase load and the currents through it, as well as the emitted full r.m.s.value. Experimental studies of the output electrical parameters of the considered three-phase generator under the modes of idle running and at an active three-phase load have been conducted with both stators connected in parallel. The basic output characteristics, obtained from the model, have been compared to those, from the conducted experimental measurements.
Изследва се трифазен синхронен дисков осем чифтополюсен генератор с аксиално магнитно поле и редкоземни магнити. Генераторът се състои от един ротор с шестнадесет редкоземни магнита и два статора с по двадесет и четири намотки, свързани в звезда по осем във фаза. Първоначално се използва предварително получен израз за изчисляване на индуктираното е.д.н. в една намотка, в който са отчетени геометричните му размери, материалите, от които е изработен, както и параметрите на намотките и редкоземните му магнити. След това са намерени еквивалентните параметри на двата статора свързани в паралел. С помощта на полученият модел са изчислени фазовите напреженията на празен ход на съставната структура. Към еквивалентната схема е добавен трифазен, симетричен, активен товар също свързан в звезда и са изчислени изходните електрически параметри – фазови напрежения върху и токовете през трифазния товар, както и отдавана пълна, активна мощност. Направени са експериментални изследвания на изходните електрически параметри на разглеждания трифазен генератор в режими на празен ход и при активен, трифазен товар при включени в паралел двата статора. Сравнени са основните изходни характеристики получени от модела с тези от извършените експериментални измервания.
Cite this article as:
Georgiev N. A model of a three-phase disk type synchronous generator with rare earth magnets. Journal – Electrotechnica & Electronica (Е+Е), Vol. 51(7-8), 2016, pp. 38 – 43, ISSN: 0861-4717 (Print), 2603-5421 (Online)
