Разработка математической модели нестационарных электродинамических процессов в магнитных системах электрических машин осевого потока повышенной энергоэффективности для лёгкого наземного и воздушного электротранспорта

Разработана математическая модель нестационарных электродинамических процессов в электрической машине осевого потока с постоянными магнитами, не содержащей магнитомягкой стали, позволяющая осуществлять оптимальное проектирование таких машин. Математическая модель основана на методе вторичных источников, для которого в рамках настоящей НИОКТР предложены эффективные модификации его численной реализации. С применением разработанной математической модели предложена новая конструкция электрической машины осевого потока с постоянными магнитами, не содержащей магнитомягкой стали. Магнитная система данной электрической машины включает в себя статорную двухслойную обмотку, состоящую из катушек, геометрия которых такова, что их лобовые части отогнуты относительно плоскости витка на угол максимально близкий к 90 градусам, толщина секций катушек, формирующая немагнитный зазор, уменьшается при движении вдоль радиуса от оси магнитной системы к краю, сечение катушки плоскостью поперечной средней линии катушки на любом участке катушки сохраняется неизменной и ротор, состоящий их двух соосных дисков, расположенных по обе стороны относительно статорной обмотки, и содержащих полюсные и межполюсные постоянные магниты с увеличивающейся с радиусом толщиной, формирующие уменьшающийся с радиусом немагнитный зазор. Катушки статора, изготовленные из медного или алюминиевого обмоточного провода, предварительно сформованы при помощи специализированной оснастки. Предложенные технические решения приводят к увеличению полезной мощности электрической машины до 25% без увеличения затрат на используемые материалы, по сравнению с ближайшими аналогами. На основании разработанной конструкции электричкой машины осевого потока, спроектированы и изготовлены опытные образцы электрических машин повышенной энергоэффективности, которые могут применяться в наземном колёсном электротранспорте, в летательных аппаратах, распределённой энергетики.