Рассмотрена конструкция ветродвигателя на эффекте Магнуса с вертикальным валом. Произведена оценка эффективности ветродвигателя при совмещении продольной оси вертикального вала ветродвигателя с началом координат. Проанализированы силы Магнуса, возникающие на принудительно вращаемых цилиндрических лопастях. Определены вращающие моменты, создаваемые лопастями по отношению к вертикальному валу при их расположении в разных квадрантах координатной плоскости. Сформировано математическое выражение для определения суммарного вращающего момента, сообщаемого вертикальному валу тремя цилиндрическими лопастями, смещенными на угол 120° по отношению друг к другу. Установлено, что при любом количестве цилиндрических лопастей суммарный вращающий момент окажется равным нулю. Показано, что, помимо силы Магнуса, на цилиндрические лопасти оказывает воздействие давление ветра. Определена зависимость давления ветра от его скорости, коэффициента лобового сопротивления, плотности воздуха, площади боковой поверхности лопасти и ее скорости. Предложено выражение для расчета вращающего момента, образуемого лопастью относительно вертикального вала под действием давления ветра при различных углах ее поворота. Установлено, что вращающие моменты, создаваемые силой Магнуса и давлением ветра смещены относительно друг друга на 90°. Сделан вывод о том, что суммарный вращающий момент, создаваемый принудительно вращаемой лопастью ветродвигателя на эффекте Магнуса с вертикальным валом, определяется векторной суммой момента, образуемого силой Магнуса в направлении, перпендикулярном скорости ветра, и вращающего момента, образуемого на этой лопасти относительно вертикального вала за счет непосредственного давления ветра на ее поверхность. При этом величина вращающего момента, образуемого принудительно вращаемой лопастью ветродвигателя на эффекте Магнуса с вертикальным валом, изменяется периодически, что создает условия для появления дополнительных динамических нагрузок и акустических помех. Для обеспечения работоспособности ветродвигателя на эффекте Магнуса с вертикальным валом его необходимо дополнить элементами, обеспечивающими изменение направления результирующего момента по мере смещения лопасти относительно оси вертикального вала.
В статье представлено исследование синхронного реактивного двигателя (СРД) - перспективной энергоэффективной электрической машины, принцип работы которой основан на использовании анизотропии магнитного сопротивления ротора. Ключевая отличительная черта работы СРД, в отличие от асинхронных и синхронных двигателей, заключается в том, что его ротор имеет конструкцию с ярко выраженной магнитной анизотропией, которая достигается за счет конструкции ротора из собранной шихтованной электротехнической стали, которая не имеет обмотки возбуждения и постоянных магнитов. Рассмотрены ключевые преимущества данной конструкции, включая высокий КПД, простоту изготовления и надежность в эксплуатации. Предложена практическая методика моделирования статических и динамических характеристик СРД. В исследовании описана математическая модель синхронного реактивного двигателя, разработанная для анализа его работы. Модель построена с использованием современного подхода с вращающейся системой координат d-q, что позволяет рассчитывать основные характеристики двигателя в разных условиях эксплуатации. Изменяя входные параметры, можно адаптировать модель под любой тип СРД и рассчитать его энергетические характеристики, такие как скорость вращения, момент и КПД. Работоспособность данной модели проверена на маломощном электродвигателе (до 1 кВт) с номинальной скоростью вращения 1500 об/мин. Этот подход позволяет использовать модель для разработки и оптимизации энергоэффективных электроприводов на основе синхронных реактивных двигателей. Результаты моделирования подтверждают адекватность предложенной математической модели, демонстрируя ее применимость при проектировании энергоэффективных электроприводов промышленного и бытового назначения.