Tłok silnik samolotu VD-4K (M-253K).

Deweloper: OKB-36 (Rybińsk)
Kraj: ZSRR
Początek rozwoju: 1949
Rok budowy: 1950

M-253K (VD-4K) - radziecki silnik lotniczy typ łączony(turbokompozyt), wykonany zgodnie ze schematem gwiazdy blokowej. Silnik to 24-cylindrowa gwiazda bloku (sześć bloków po 4 cylindry każdy).

Historia połączonego silnika VD-4K nie jest dość powszechna i ma swoje korzenie w okresie przedwojennym. Faktem jest, że zaczęli go tworzyć nie w wyspecjalizowanym biurze projektowym silników lotniczych, ale w jednym z wydziałów Moskiewskiego Instytutu Lotniczego. Pod koniec 1938 r. ówczesny Ludowy Komisarz Przemysłu Lotniczego M.M. Zwykle parametry nowego rozwoju w dziedzinie budowy silników dobierane są na podstawie wieloletniej analizy trendów i przyszłych potrzeb naszego własnego przemysłu lotniczego, a także stanu podobnych gałęzi techniki za granicą. M. M. Kaganowicz, ogólnie rzecz biorąc, niezły człowiek, ale który doszedł do stanowiska dzięki oddaniu idei i przywódcom, dusza nomenklatury (dziś dyrektor łaźni, jutro szef przemysłu lotniczego), niezbyt obeznany w wszystkie zawiłości „Wstępnego wyboru głównych parametrów do projektu”, po prostu pomnożone przez dwa dane silnika M-105. Stąd o to chodziło nowy silnik miał rozwijać moc 2100-2300 KM. na wysokości 8000m.

G. S. Skubaczewski z grupą studentów i doktorantów opracował trzy opcje układu 24-cylindrowego silnika: w kształcie litery X, w kształcie litery H i rodzaj czterorzędowej gwiazdy z sześcioma cylindrami w każdym rzędzie. Ostatnia opcja okazała się najbardziej udana: jej średnica wynosiła zaledwie 1065 mm, podobnie jak silnik M-11. Założono, że do zwiększenia wysokości i wydajności zostanie wykorzystana trójbiegowa sprężarka odśrodkowa elektrownia podnieść śruby antyobrotowe.

W lipcu 1939 roku ukazało się rozporządzenie rządowe w sprawie projektu silnika, nazwanego M-250. W MAI powstaje specjalny KB-2, w skład którego wchodzą studenci, doktoranci i pracownicy CIAM, zaangażowani byli także nauczyciele z innych wydziałów MAI. Rozpoczęto prace projektowe i już 1 kwietnia 1940 r., po przyjęciu projektu M-250 przez Instytut Badawczy Sił Powietrznych, podjęto decyzję o budowie eksperymentalnego silnika w zakładach nr 16 w Woroneżu. Pierwszego startu M-250 na stanowisku dokonano pamiętnego dnia 22 czerwca 1941 r. Podczas testów silnik wykazywał deklarowaną moc 2500 KM. Potem sporadyczne prace przy silniku w warunkach wojny i ewakuacji. Tak naprawdę powrócili do tematu w 1946 roku, kiedy otrzymano zadanie na silnik o mocy 3500 KM do nowych ciężkich maszyn Tupolewa. OKB-36 w Rybińsku pod kierownictwem VA Dobrynina, w oparciu o teoretyczne i praktyczne podstawy M-250, w krótkim czasie tworzy silnik M-251TK (VD-3TK).

W styczniu 1949 r. OKB-36 proponuje, na bazie M-251TK, stworzyć nowy kombinowany silnik M-253K o maksymalnej mocy 4300 KM. oraz przy jednostkowym zużyciu paliwa w trybach przelotowych w granicach 0,185 - 0,195 kg / KM.h. Prace prowadzono w ramach projektu samolotu „85”, tematu określanego wówczas dla MAP jako najważniejszego.

Projekt M-253K został oparty na następujących zasadach:
— minimalne zmiany w projekcie M-251TK, co uzasadniono wysoką dokładnością i niezawodnością elementów i zespołów M-251TK potwierdzoną podczas testów, a także krótkim czasem przeznaczonym na opracowanie;
– maksymalne wykorzystanie energii spaliny w celu zminimalizowania doładowania głównego silnika tłokowego w zakresie doładowania i uzyskania określonego zużycia paliwa (zwiększenie doładowania w porównaniu z M-251TK przeprowadzono w trybie startowym tylko o 7%).

M-253K miał być instalacją kombinowaną, składającą się z dwóch jednostki mocy, silnik z trzema turbinami impulsowymi i turbosprężarką ze zmienną dyszą strumieniową, która otrzymywała energię ze spalin silnika. Zastosowanie turbin impulsowych umożliwiło poprawę sprawności o 10-11%, zastosowanie potężnej turbosprężarki o wysokości 11 000 m, o wysokiej sprawności we wszystkich trybach, wykorzystującej reakcję spalin w regulowanej dyszy strumieniowej, wykonanej możliwe zwiększenie efektywności operacyjnej o 20-25%.

We wrześniu 1949 r. ukończono projekt roboczy i opracowano rysunki nowych zespołów - turbin impulsowych i turbosprężarki TK-36. W trakcie projektowania zmniejszono pracę sprężania w stacji monitoringu, a dla trybów wymuszonych zastosowano wtrysk mieszaniny woda-alkohol. W wyniku przeprowadzonych prac OKB-36 udało się uzyskać skuteczne i kompletne niezawodna jednostka, którego podstawą było wydane silnik tłokowy. Jego racjonalny schemat, w postaci czterorzędowej sześcioblokowej gwiazdy z chłodzony cieczą, umożliwiło stworzenie zwartej i sztywnej konstrukcji, która zapewniła niski ciężar właściwy i wysokie parametry użytkowe.
W tym samym wrześniu 1949 r. Dekretem nr 3929-1608 dla 85 samolotów określono następujące podstawowe wymagania dla silnika M-253K:
- moc startowa - 4300 KM;
- moc znamionowa na wysokości 8000-9000 m - 3200 KM;
— konkretne zużycie paliwo w trybie 0,5-0,6 mocy znamionowej - 0,185-0,195 kg / KM h;
- sucha masa (bez jednostki zwiększającej ciśnienie) - 1900 kg.

W grudniu 1950 roku konieczne było poddanie silnika państwowym 100-godzinnym próbom laboratoryjnym. Do testów stanowiskowych i w locie konieczne było zbudowanie w krótkim czasie 20 egzemplarzy M-253K.

W styczniu 1950 roku gotowy był pierwszy silnik, następnie zbudowano 23 kolejne. W okresie czerwiec-grudzień przeprowadzane są 100-godzinne testy fabryczne kilku silników. W grudniu 1950 roku M-253K wraz z TK-36 został przedstawiony państwowym próbom laboratoryjnym, które zakończył z pozytywnym wynikiem na początku lutego 1951 roku, potwierdzając pełną zgodność wszystkich parametrów z zadanymi, a także niezawodność projektu. Po zakończeniu testów państwowych M-253K otrzymuje oznaczenie VD-4K.

Silnik VD-4K.

W drugiej połowie 1950 roku VD-4K zainstalowano na latającym laboratorium Tu-4LL. Do końca 1950 roku zakończono pierwszy etap prób w locie. Przetestowano jednego doświadczonego VD-4K, pozostałe trzy to pełnoetatowy ASh-73TK. Prace te były prowadzone przez LII, a ich pozytywne wyniki stały się dobrym powodem do zainstalowania tych silników na pierwszych 85 samolotach. Zawodnicy z OKB-19, ze swoim mocniejszym, ale bardziej „surowym” ASz-2K, nie mieli czasu na pierwszy lot. Dalsze testy i udoskonalenia VD-4K przeprowadzono podczas realizacji wspólnego programu testów na 85 samolotach, a także podczas równoległych lotów testowych Tu-4LL z VD-4K. Laboratorium przetestowało wszystkie środki mające na celu udoskonalenie silnika. Przyczyniło się to do przyspieszenia procesu wspólnych testów. W szczególności w Tu-4LL opracowano dodatkowy wentylator w układzie chłodzenia silnika.

VD-4K został ostatecznie przydzielony do samolotu „85” pod koniec maja 1951 r., Kiedy postanowiono podnieść „85” na pierwszy lot z VD-4K, ponieważ ASh-2K nadal cierpiał na „ choroby wieku dziecięcego”. W trakcie dostrajania instalacji silnika Tu-85 na VD-4K zainstalowano wentylator wymuszone chłodzenie. Moc przekazywana była za pomocą jednowałowej przekładni planetarnej ze zintegrowanym układem wentylacji silnika do śmigła, pięciołopatowej AB-55 lub czterołopatowej AB-44.

Wraz z oficjalnym zakończeniem programu tworzenia Tu-85 prace nad VD-4K były stopniowo ograniczane. Stworzenie i testy w locie VD-4K stały się szczytem rozwoju konstrukcji tłokowych silników lotniczych. Wymagało to rozwiązania szerokiego spektrum problemów z zakresu wytrzymałości i dynamiki maszyn, ciepłownictwa, dynamiki gazów, materiałoznawstwa i technologii produkcji.

Za stworzenie VD-4K grupa pracowników OKB-36 i TsIAM otrzymała w 1951 roku Nagrodę Stalina.

Średnica cylindra, mm: 148
Skok tłoka, mm: 144 mm
Liczba cylindrów: 24
Sucha masa, kg: 2065 (bez turbosprężarki)
Objętość, l: 59,43
Moc, KM: 3250/4300
Współczynnik kompresji: 7,0
Sprężarka: jednostopniowa, jednobiegowa ARC
Układ chłodzenia: chłodzenie cieczą.

Lista źródeł:
V.R. Kotelnikow. Lotnictwo krajowe silniki tłokowe.
V.Rigmanta. Ostatnie bombowce tłokowe.
TsAGI. Budowa samolotów w ZSRR 1917-1945. Księga II.

Silnik zaworu (VD)

Jednym z najbardziej obiecujących i wszechstronnych typów napędów elektrycznych z maszynami synchronicznymi jest bezszczotkowy lub bezdotykowy silnik zaworowy, w którym prędkość i moment obrotowy są sterowane napięciem wejściowym, prądem wzbudzenia oraz kątem wyprzedzenia załączania zaworów z samosterowaniem przez częstotliwość zasilania. Ma właściwości regulacyjne maszyn prąd stały i niezawodność systemu prąd przemienny.

Niezawodność konwencjonalnego SM jest wyższa niż niezawodność jakiejkolwiek innej maszyny, a pod względem kosztów ustępuje jedynie asynchronicznemu wirnikowi klatkowemu. Bezkontaktowy SM jest dostarczany zarówno w zwykły sposób (przy użyciu bezszczotkowych układów wzbudzenia z obrotowymi prostownikami), jak i nowych (przy użyciu magnesy trwałe na wirniku, wirnik kłowy i uzwojenie wzbudzenia na stojanie itp.).

Ze względu na prostotę najbardziej rozpowszechnione otrzymał silniki prądu stałego (a) i prądu przemiennego (b) z przekształtnikami pracującymi w trybie źródła prądu.

W przeciwieństwie do napędu sterowanego częstotliwością, w silniku bezszczotkowym przełączanie tyrystorów odbywa się z powodu pola elektromagnetycznego silnika (maszyny). Przełączanie maszyn eliminuje nieporęczne elementy bierne wysokiego napięcia w falowniku. To znacznie upraszcza obwód i zmniejsza jego całkowitą moc, a ostatecznie poprawia jakość konwersji energii. Ale przy rozruchu i niskich prędkościach awaria przełączania występuje z powodu braku lub małej wartości pola elektromagnetycznego. W bezszczotkowym silniku prądu stałego możliwe są następujące metody rozruchu:

· asynchroniczny;

Ze sztucznym przełączaniem;

z wymuszonym przełączaniem.

Pierwsza metoda, z pozorną prostotą, ma poważne wady - rozruch jest niekontrolowany, a przełączanie jest konieczne w obwodach mocy, z reguły, wysokiego napięcia.

Drugi sposób rozruchu polega na zastosowaniu autonomicznego falownika, który wykorzystuje energię bierną elementów przełączających (kondensatorów i dławików). W takim przypadku obwód staje się zauważalnie bardziej skomplikowany, wzrasta waga i koszt falownika.

Trzeci sposób rozruchu z przełączaniem wymuszonym realizowany jest przez odcięcie impulsów sterujących lub cykliczne przejście prostownika w tryb falownika na czas załączenia tyrystorów falownika. Ta metoda wymaga minimalnego wysiłku. Charakterystyczne wady to spadek momentu rozruchowego silnika i nieznaczny wzrost pobieranej mocy biernej.

Wymuszony rozruch komutacyjny realizowany jest również w niesterowanym obwodzie prostownika. W takim przypadku falownik wykonuje regulację napięcia na podstawie szerokości impulsu. Ta metoda wymaga zastosowania w falowniku tranzystorów lub bramkowanych tyrystorów.

Najprościej problem rozruchu rozwiązuje się w układzie z cyklokonwerterem (b), w którym funkcje prostowania i odwracania realizowane są przez te same tyrystory, co pozwala na konwersję napięcia i częstotliwości źródła bezpośrednio na napięcie i częstotliwość silnika. Taki układ zawiera większą liczbę tyrystorów niż przekształtnik z łączem DC, ale ze względu na brak urządzeń rozruchowych, jednolitą konwersję energii oraz zmniejszenie prądu cieplnego tyrystora jest ekonomiczny i niezawodny.

W obwodzie z cyklokonwerterem naturalne przełączanie odbywa się w całym zakresie prędkości pracy WP zarówno między tyrystorami w grupach roboczych, jak i między tyrystorami grup jednobiegunowych. To ostatnie występuje, gdy sygnały przełączania faz sieci i silnika pokrywają się w czasie. Przełączanie maszyny odbywa się za pomocą pola elektromagnetycznego silnika między tyrystorami grup jednobiegunowych przy częstotliwościach powyżej 0,1 ... 0,15 prędkości silnika.

Odwrócenie HP jest proste i możliwe na dwa sposoby:

· zwiększenie kąta wyprzedzenia o więcej niż 90 0;

· odwrócenie dwóch faz sygnałów z DPR.

Szerokość pasma przełącznika HP jest regulowana poprzez zmianę kąta wyprzedzenia b 0 lub b (kąty między prądem a odpowiednio EMF bez obciążenia i napięciem maszyny). Istnieją następujące sposoby sterowania przełącznikiem VD:

b 0 \u003d b 0 min \u003d F(g, q) dla d=d min =const;

b=bmin= F(g) gdy d=dmin=stała,

gdzie b 0 \u003d b + q; q jest kątem obciążenia maszyny synchronicznej; b=g+d; g - kąt przełączania (uwzględnia nakładanie się faz przełączania); d - kąt marginesu (uwzględnia błąd układu sterowania i czas powrotu właściwości blokujących tyrystorów).

W trybie sterowania b=const kąt wyprzedzenia pozostaje stały we wszystkich trybach jazdy i jest obliczany zgodnie z maksymalną wartością obciążenia. W tym przypadku prąd jałowy odpowiada największej wartości kąta marginesu (40 ... 50 °), chociaż wystarczy mieć 3 ... 5 °, aby przywrócić właściwości blokujące tyrystorów.

Wyślij swoją dobrą pracę w bazie wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Dobra robota do serwisu">

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy korzystają z bazy wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Wam bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

• Treść
• Wstęp
• 1 . Stan aktulany problem w okolicy Projekt VD
• 2 . Przegląd projektów HP, wybór projektów i opis
• 2.1 Przełączany silnik reluktancyjny
• 2.2 Wzbudzone maszyny synchroniczne z magnesów trwałych
• 2.3 Wybór projektu HP
• 3 . Obliczenia analityczne układu magnetycznego silnika z magnesami trwałymi
• 3.1 Obliczenia wirnika
• 3.2 Obliczenia stojana
• 3.3 Obliczenia trapezowe cz rowek

Wstęp

Obecnie większość krajów rozwiniętych szeroko wprowadza zaawansowane technologicznie produkty elektryczne, które nie tylko rozwiązują problemy zmniejszenia zużycia energii, ale także pozwalają tworzyć kompleksy elektryczne o niskich stratach i wielu nowych cechach. Postęp w dziedzinie energetyki i techniki mikroprocesorowej stworzył sprzyjające warunki do stworzenia nowej generacji napędów elektrycznych opartych na bezszczotkowych silnikach elektrycznych (RM). Prawie wszystkie wiodące firmy elektrotechniczne na świecie opanowują obecnie produkcję takich silników elektrycznych.

Wiodące firmy elektryczne opanowały produkcję silników z magnesami trwałymi (od kilku watów do setek kilowatów) dla różnych dziedzin, w tym lotnictwa, transportu, medycyny, obrabiarek, technologii komputerowej itp.

Jedną z głównych przeszkód w powszechnym wprowadzaniu napędów zaworów do urządzeń jest wysoki koszt magnesów trwałych. Dlatego główne zastosowanie VD znalazło się w przemyśle lotniczym i kosmicznym, gdzie koszt produktu jest parametrem drugorzędnym.

W ramach projektu opracowano założenia projektowe silnika bezszczotkowego, rozważono metody analizy procesów elektromagnetycznych i elektromechanicznych w WP, wykonano obliczenia analityczne układu magnetycznego silnika bezszczotkowego oraz zbudowano model komputerowy układ magnetyczny.

1. Aktualny stan zagadnienia w zakresie projektowania VD

Głównymi kierunkami doskonalenia VD są: rozwój i wykorzystanie bardziej zaawansowanych materiałów magnetycznych, rozwój nowych opcji projektowych EMF, miniaturyzacja części elektronicznej maszyny oraz tworzenie nowych typów czujników. W ciągu ostatnich 10-15 lat w kraju i za granicą opracowano technologie i uruchomiono produkcję materiałów magnetycznie twardych o dużej koercji na bazie międzymetalicznych związków kobaltu z metalami ziem rzadkich. Wysoka energia właściwa magnesów trwałych z metali ziem rzadkich może znacznie zmniejszyć wagę i ogólne wymiary maszyn elektrycznych. Udoskonalenie obwodów, konstrukcji i technologii produkcji komputerów osobistych odbywa się obecnie poprzez powszechne stosowanie hybrydowej technologii cienkowarstwowej do produkcji dużych układów scalonych i zasilania dużych układów scalonych (VLSI), których złożoność wytwarzania jest w niewielkim stopniu zależna od na ich strukturalną złożoność. Zasadniczo otwierają się nowe możliwości funkcjonalne i obwody do integracji cyfrowego i analogowego przetwarzania danych, filtrowania i konwersji sygnałów, z których najważniejszym jest tworzenie odpornych na awarie potężnych zintegrowanych struktur rozproszonych, „samozabezpieczających się” przed przeciążeniami, obciążeniem i mocą zakłóceń i zachowanie charakterystyki systemu w przypadku lokalnych awarii samej konstrukcji. Struktury VLSI umożliwiają niemal deterministyczne ustawienie prawie dowolnego zasobu elektronicznej części VD. Wraz z udoskonalaniem materiałów, elementów, konstrukcji, technologii produkcji i specyfikacje na niezawodność VD nakładane są coraz bardziej rygorystyczne wymagania. Wymagania te najwyraźniej przejawiają się w opracowywaniu i tworzeniu elementów wykonawczych regulowanych napędów elektrycznych mechanizmów specjalnych i systemów automatyki. samolot, gdy w zależności od przeznaczenia silnika i warunków jego eksploatacji niezawodność określana jest przez połączenie kilku właściwości: bezawaryjnej pracy, trwałości i trwałości. Wymagania dotyczące zapewnienia wysokiego prawdopodobieństwa są najczęściej przedstawiane jako wskaźniki niezawodności. dyspozycyjność(p = 0,99500 ... 0,99999), czas do uszkodzenia (5000 ... 20000 h), przydzielony zasób (110000 ... 350000 włączeń) o łącznym czasie pracy 250 ... 5500 h) lub przypisany okres użytkowania ( 14 ... 20 lat), średni okres przydatności do spożycia (9 ... 20 lat). W związku z tym już na etapie studiów projektowych opcji HP należy wziąć pod uwagę obecny poziom rozwoju technologii elektrotechniki i elektroniki, przeanalizować możliwe awarie elementów oraz zbadać ich wpływ na charakterystyki wyjściowe i osiągi silnika , zapewniają optymalne metody tworzenia kopii zapasowych, środki diagnozowania stanu technicznego i zarządzania niezawodnością VD. Zagadnienia te są elementami składowymi systematycznego podejścia do projektowania złożonych systemów technicznych. Jednym ze sposobów tworzenia silników o wysokiej niezawodności jest zwiększanie liczby faz EMF przy stałej mocy silnika. Umożliwia to zmniejszenie ilości prądu w każdej fazie otwartego uzwojenia i wykonanie PC w zintegrowanej konstrukcji, co umożliwia osadzenie tego ostatniego w korpusie maszyny elektrycznej. Wynikająca z tego różnorodność możliwych schematów połączeń, sposobów zasilania i algorytmów przełączania faz uzwojenia twornika umożliwia realizację pola elektromagnetycznego, którego struktura i parametry mogą się automatycznie zmieniać w zależności od celów i warunków pracy, oraz autonomiczne wykonywanie przełączania kanały dla każdej fazy zapewnią zwiększoną niezawodność maszyny w oparciu o zasady zastrzeżeń funkcjonalnych.

Jeśli w maszynie o małej liczbie faz, zdecydowana większość awarii elementów prowadzi do zupełna porażka silnik, to w maszynie wielofazowej można utrzymać funkcjonalność, chociaż charakterystyka wyjściowa silnika się zmienia. Rodzi to możliwość innego sposobu redundancji. Zwiększenie liczby faz EMI zmniejsza wpływ awarii w kanale sterującym lub fazie EMI na charakterystykę VD. Z drugiej strony zwiększenie liczby faz prowadzi do zwiększenia prawdopodobieństwa awarii jednej z nich. Dlatego należy szukać tutaj rozsądnego kompromisu, opartego z jednej strony na wymaganiach dotyczących charakterystyk wyjściowych, az drugiej strony na zasobach i niezawodności maszyny. Przy znanym prawdopodobieństwie awarii jednego kanału można znaleźć taką liczbę faz PEM, która zapewni określone wskaźniki niezawodności silnika, uwzględniając możliwość wystąpienia jednej lub więcej awarii w urządzeniu sterującym i zadawalające charakterystyki wyjściowe HP. Zastosowanie tej metody redundancji ma swoją własną charakterystykę, którą należy uwzględnić w opracowaniu procesy fizyczne i ogólnie projekt VD. Metoda zbiega się z ogólną chęcią zwiększenia liczby faz EMF, w oparciu o warunki poprawy wydajności. Aby rozwiązać te problemy, konieczne jest opracowanie ogólnych metod badania procesów elektromagnetycznych w celu uzyskania ilościowej oceny charakterystyk wielofazowych WC w normalnych trybach pracy oraz w przypadku awarii. poszczególne elementy schemat.

2. Przegląd opcji projektowych dla HP, wybór i opis projektu

W ramach VD znalazły zastosowanie trzy typy bezdotykowych maszyn elektrycznych, głównie:

1) Maszyny synchroniczne ze wzbudzeniem z magnesów trwałych.

2) Maszyny indukcyjne z uzwojeniem wzbudzenia (nazywane są również osiowymi).

3) Synchroniczne maszyny reluktancyjne (oparty na nich silnik zaworowy nazywany jest również zaworowym silnikiem reluktancyjnym, co myli terminologię nazw HP opartych na maszynach 2 i 3).

W zasadzie możliwe jest zastosowanie klasycznej maszyny synchronicznej wzbudzenie elektromagnetyczne a nawet maszynę asynchroniczną. Ale w pierwszym przypadku traci się jedną z głównych zalet VD - bezkontaktowość, aw drugim - trudno jest zaimplementować informację zwrotną o położeniu wirnika.

2.1 Przełączany silnik reluktancyjny

Przełączany silnik reluktancyjny (VID) jest względny nowy typ elektromechaniczny przetwornik energii, który łączy w sobie właściwości zarówno maszyny elektrycznej, jak i zintegrowanego układu sterowanego napędu elektrycznego. Jak każdy silnik elektryczny zapewnia konwersję energii elektrycznej pochodzącej z sieci zasilającej na energię mechaniczną przekazywaną do obciążenia. Jako kontrolowany elektryczny układ napędowy, VID umożliwia sterowanie tym procesem zgodnie z charakterystyką konkretnego obciążenia: regulacja prędkości, momentu obrotowego, mocy itp.

VID to dość złożony system elektromechatroniczny, którego schemat blokowy pokazano na ryc. 2.1

Rysunek 2.1 – Schemat blokowy WIDOK

Składa się z: maszyny indukcyjnej (IM), przetwornicy częstotliwości, układu sterowania oraz czujnika położenia wirnika (RPS). Cel funkcjonalny tych elementów VID jest oczywisty: przetwornica częstotliwości dostarcza zasilanie do faz IM za pomocą jednobiegunowych impulsów napięcia prostokątny kształt; IM dokonuje elektromechanicznej konwersji energii, układ sterowania zgodnie z wbudowanym w niego algorytmem i sygnałami zwrotnymi pochodzącymi z czujnika położenia wirnika steruje tym procesem.

W swojej strukturze VIE nie różni się od system klasyczny regulowany napęd elektryczny. Dlatego ma wszystkie swoje właściwości. Jednak w przeciwieństwie do sterowanego napędu elektrycznego, np. z silnikiem asynchronicznym, IM w VID nie jest samowystarczalny. Zasadniczo nie jest w stanie pracować bez przetwornicy częstotliwości i systemu sterowania. Przetwornica częstotliwości i układ sterowania są integralnymi częściami IM, niezbędnymi do realizacji elektromechanicznej konwersji energii. Daje to prawo do twierdzenia, że ​​całość elementów konstrukcyjnych przedstawionych na ryc. 1 to nie tylko sterowany elektryczny układ napędowy, ale także elektromechaniczny przetwornik energii.

IM, który jest częścią VID, może mieć różne projekty. na ryc. 2.2, na przykład, pokazuje przekrój 4-fazowej konfiguracji 8/6 IM. Przy określaniu konfiguracji IM pierwsza cyfra wskazuje liczbę biegunów stojana, druga - wirnik.

Ryż. 2.2 Przekrój 4-fazowej konfiguracji 8/6 IM.

Analiza ryc. 2.2 pokazuje, że IM ma następujące cechy konstrukcyjne.

Rdzenie stojana i wirnika mają wystającą strukturę biegunową.

Liczba biegunów jest stosunkowo niewielka. W tym przypadku liczba biegunów stojana jest większa niż liczba biegunów wirnika.

Rdzenie stojana i wirnika są laminowane.

Uzwojenie stojana to cewka skoncentrowana. Może być jednofazowy lub wielofazowy.

Faza IM z reguły składa się z dwóch cewek umieszczonych na diametralnie przeciwległych biegunach stojana. Znany IM z podwójną liczbą biegunów stojana i wirnika. W wersji 4-fazowej mają konfigurację 16/12. Faza takiego IM składa się z dwóch par cewek, które są umieszczone na biegunach stojana w taki sposób, że ich osie są ortogonalne.

Cewki fazowe mogą być połączone elektrycznie równolegle lub szeregowo; w magnetycznym - zgodnie lub licznikiem.

Na wirniku IM nie ma uzwojenia.

VID jest zarówno maszyną elektryczną, jak i zintegrowanym zmiennym układem napędowym. Jest to organiczna jedność IM, przetwornicy częstotliwości i układ mikroprocesorowy kierownictwo. Dlatego wszystkie jego zalety i wady można podzielić na dwie grupy:

Charakterystyka spowodowana MI;

Charakterystyka ze względu na przetwornicę częstotliwości i system sterowania;

Zgodnie z tymi grupami poniżej podano zalety i wady VID.

Zalety VID i wady wynikające z MI:

Zalety

Prostota i wykonalność projektu IM;

Niska cena;

Wysoka niezawodność;

Wysoka łatwość konserwacji;

Niskie straty w wirniku;

Minimalny wpływ temperatury;

Niski moment bezwładności;

Zdolność do pracy z dużymi prędkościami;

Umiejętność pracy w agresywnym środowisku;

Wysoki stopień recyklingu.

Wady

Wysoki poziom hałasu i wibracji;

Słabe wykorzystanie stali;

Praca jest możliwa tylko w połączeniu z przetwornicą częstotliwości;

Znaczne odpady ze stemplowania;

Zalety i wady VID ze względu na przetwornicę częstotliwości i układ sterowania:

Zalety

Możliwość optymalnego sterowania procesem elektromechanicznej konwersji energii dla konkretnego urządzenia obciążeniowego;

Wysoka waga i rozmiar oraz charakterystyka energetyczna.

Wady

Zmniejszona kompatybilność elektryczna z siecią z powodu wysoka zawartość wyższych harmonicznych w prądach uzwojenia.

Aplikacje VID

Najbardziej celowe jest zastosowanie VID jako napędu elektrycznego do mechanizmów, w których w zależności od warunków pracy wymagana jest regulacja w szerokim zakresie prędkości obrotowych. Przykładem mogą tu być napędy elektryczne obrabiarek o numerycznym zarządzanie programem i roboty przemysłowe.

Efektywność wykorzystania VIM znacznie wzrasta, jeśli konieczność sterowania prędkością połączona jest z trudnymi warunkami eksploatacji, jak ma to miejsce w przypadku napędów elektrycznych dla hutnictwa, górnictwa i taboru pojazdów elektrycznych.

Branża ma duża klasa urządzenia i mechanizmy wykorzystujące nieregulowany napęd elektryczny, gdzie efektywność energetyczna znacznie wzrasta przy zastosowaniu regulowanego napędu elektrycznego. Do urządzeń tych należą przede wszystkim sprężarki, pompy i wentylatory. Użycie VIEW tutaj jest bardzo obiecujące.

2.2 Maszyny synchroniczne z magnesami trwałymi

Silnik zaworu jest silnikiem synchronicznym działającym na zasadzie regulacji częstotliwości z samosynchronizacją, którego istotą jest sterowanie wektorem pola magnetycznego stojana w zależności od położenia wirnika. Silniki BLDC lub PMSM nazywane są również bezszczotkowymi silnikami prądu stałego, ponieważ sterownik takiego silnika jest zwykle zasilany napięciem stałym.

Ten typ silnika ma na celu poprawę właściwości silników prądu stałego. Wysokie wymagania dot mechanizmy wykonawcze(w szczególności szybkie mikronapędy do precyzyjnego pozycjonowania) doprowadziły do ​​zastosowania specjalnych silników prądu stałego: bezszczotkowych silniki trójfazowe prąd stały (BLDC lub BLDC). Strukturalnie przypominają silniki synchroniczne prądu przemiennego: wirnik magnetyczny obraca się w laminowanym stojanie z uzwojeniami trójfazowymi. Ale RPM jest funkcją obciążenia i napięcia stojana. Funkcja ta jest realizowana poprzez przełączanie uzwojeń stojana w zależności od współrzędnych wirnika. BLDC są dostępne z oddzielnymi czujnikami na wirniku i bez oddzielnych czujników. Czujniki Halla są używane jako oddzielne czujniki. Jeśli wykonanie jest bez oddzielnych czujników, wówczas uzwojenia stojana działają jako element mocujący. Kiedy magnes się obraca, wirnik indukuje pole elektromagnetyczne w uzwojeniach stojana, powodując powstanie prądu. Gdy jedno uzwojenie jest wyłączone, sygnał, który został w nim zaindukowany, jest mierzony i przetwarzany. Ten algorytm wymaga procesora sygnałowego. Do hamowania i cofania BDPS nie jest potrzebny obwód mostka zwrotnego mocy - wystarczy przyłożyć impulsy sterujące do uzwojeń stojana w odwrotnej kolejności.

W silniku bezszczotkowym (VD) cewka indukcyjna znajduje się na wirniku (w postaci magnesów trwałych), uzwojenie twornika znajduje się na stojanie (silnik synchroniczny). Napięcie zasilania uzwojeń silnika kształtuje się w zależności od położenia wirnika. Jeżeli w silnikach prądu stałego zastosowano do tego celu kolektor, to w silniku bezszczotkowym jego funkcję pełni przełącznik półprzewodnikowy (czujnik położenia wirnika (RPS) z falownikiem).

Główną różnicą między VD a silnikiem synchronicznym jest jego samosynchronizacja za pomocą DPR, w wyniku czego w VD częstotliwość wirowania pola jest proporcjonalna do prędkości wirnika.

Stojan ma tradycyjną konstrukcję i jest podobny do stojana maszyna asynchroniczna. Składa się z korpusu, rdzenia wykonanego ze stali elektrotechnicznej oraz miedzianego uzwojenia ułożonego w rowkach na obwodzie rdzenia. Liczba zwojów określa liczbę faz silnika. Do samoczynnego rozruchu i obracania wystarczą dwie fazy - sinus i cosinus. Zwykle trójfazowy VD, rzadziej czterofazowy.

Zgodnie z metodą układania zwojów w uzwojeniach stojana, silniki z rewersem siła elektromotoryczna przebiegów trapezowych (BLDC) i sinusoidalnych (PMSM). Zgodnie z metodą fazy zasilania Elektryczność zmienia się również trapezoidalnie lub sinusoidalnie w odpowiednich typach silników.

Wirnik jest wykonany z magnesów trwałych i zwykle ma od dwóch do ośmiu par biegunów z naprzemiennymi biegunami północnym i południowym.

Początkowo do wykonania wirnika używano magnesów ferrytowych. Są powszechne i tanie, ale mają wadę w postaci niskiego poziomu indukcji magnetycznej. Magnesy wykonane ze stopów pierwiastków ziem rzadkich zyskują obecnie na popularności, ponieważ pozwalają je uzyskać wysoki poziom indukcję magnetyczną i zmniejszyć rozmiar wirnika.

Czujnik położenia wirnika (RPS) zapewnia informację zwrotną o położeniu wirnika. Jego praca może opierać się na różne zasady-- fotoelektryczne, indukcyjne, na efekt Halla itp. Czujniki Halla i fotoelektryczne stały się najbardziej popularne, ponieważ są praktycznie bezwładnościowe i pozwalają pozbyć się opóźnienia w kanale sprzężenia zwrotnego na położenie wirnika.

Sygnały czujników są przetwarzane przez urządzenie sterujące na kombinację napięć sterujących, które sterują wyłącznikami mocy, dzięki czemu dwa przełączniki są włączane w każdym cyklu (fazie) pracy silnika, a dwa z trzech uzwojeń twornika są połączone szeregowo w celu sieć. Uzwojenia twornika U, V, W znajdują się na stojanie z przesunięciem o 120 °, a ich początki i końce są połączone tak, że podczas przełączania kluczy powstaje wirujące pole magnetyczne.

Układ sterowania zawiera wyłączniki mocy, często tyrystory lub tranzystory mocy z izolowaną bramką. Spośród nich montowany jest falownik napięcia lub falownik prądu. System zarządzania kluczami jest zwykle realizowany za pomocą mikrokontrolera. Wymaga obecności mikrokontrolera duża liczba operacje obliczeniowe do sterowania silnikiem.

Zasada działania HP polega na tym, że sterownik HP tak przełącza uzwojenia stojana, że ​​wektor pola magnetycznego stojana jest zawsze prostopadły do ​​wektora pola magnetycznego wirnika. Za pomocą modulacji szerokości impulsu (PWM) sterownik steruje prądem przepływającym przez uzwojenia HP, tj. wektor pola magnetycznego stojana, a tym samym moment działający na wirnik HP jest regulowany. Znak kąta między wektorami określa kierunek momentu działającego na wirnik.

Stopnie w obliczeniach - elektryczne. Są one mniejsze niż stopnie geometryczne pod względem liczby par biegunów wirnika. Na przykład w HP z wirnikiem mającym 3 pary biegunów optymalny kąt między wektorami będzie wynosił 90° / 3 = 30°

Przełączanie odbywa się w taki sposób, że strumień wzbudzenia wirnika -- Ф 0 jest utrzymywany na stałym poziomie względem strumienia twornika. W wyniku interakcji strumienia twornika i wzbudzenia powstaje moment obrotowy M, który ma tendencję do obracania wirnika tak, że strumienie twornika i wzbudzenia pokrywają się, ale gdy wirnik obraca się pod działaniem DPR, uzwojenia przełączają się i strumień twornika przechodzi do następnego kroku.

W takim przypadku wynikowy wektor prądu będzie przesunięty i nieruchomy względem strumienia wirnika, co powoduje powstanie momentu na wale silnika.

W trybie pracy silnika MMF stojana wyprzedza MMF wirnika o kąt 90°, który jest utrzymywany za pomocą DPR. W trybie hamowania MMF stojana pozostaje w tyle za MMF wirnika, kąt 90° jest również utrzymywany za pomocą DPR.

Silnik jest sterowany przez sterownik HP. Sterownik HP reguluje moment obrotowy działający na wirnik poprzez zmianę wartości PWM.

W przeciwieństwie do szczotkowego silnika prądu stałego, włączanie HP odbywa się i jest sterowane elektronicznie.

Systemy sterowania, które implementują algorytmy regulacji szerokości impulsu i modulacji szerokości impulsu w sterowaniu HP są szeroko rozpowszechnione.

Systemem zapewniającym najszerszy zakres regulacji prędkości obrotowej są silniki ze sterowaniem wektorowym. Za pomocą przetwornicy częstotliwości kontrolowana jest prędkość silnika, a powiązanie strumienia w maszynie jest utrzymywane na zadanym poziomie.

Cechą regulacji napędu elektrycznego ze sterowaniem wektorowym jest to, że sterowane współrzędne mierzone w ustalonym układzie współrzędnych są zamieniane na układ wirujący, z nich przydzielana jest stała wartość, proporcjonalna do składowych wektorów sterowanych parametrów, zgodnie z które działania kontrolne są tworzone, a następnie przejście odwrotne.

Wadą tych układów jest złożoność sterowania i urządzeń funkcjonalnych dla szerokiego zakresu regulacji prędkości.

Zalety i wady VD

W ostatnim czasie ten typ silnika szybko zyskuje na popularności, przenikając do wielu gałęzi przemysłu. Znajduje zastosowanie w różnych dziedzinach użytkowania: od sprzętu AGD po transport kolejowy.

identyfikator z systemy elektroniczne kontrole są często łączone najlepsze cechy silniki bezdotykowe i silniki prądu stałego.

Zalety:

Wysoka prędkość i dynamika, dokładność pozycjonowania

Szeroki zakres prędkości

Bezdotykowa i bezobsługowa maszyna bezszczotkowa

Może być stosowany w środowiskach wybuchowych i agresywnych

Duży moment obrotowy

Wysoka wydajność energetyczna (sprawność powyżej 90% i cos powyżej 0,95)

Długa żywotność wysoka niezawodność I zwiększony zasób działanie ze względu na brak ślizgowych styków elektrycznych

Niskie przegrzanie silnika elektrycznego podczas pracy w trybach z możliwymi przeciążeniami

Wady:

Stosunkowo złożony system zarządzania silnikiem

Wysoki koszt silnika ze względu na zastosowanie drogich magnesów trwałych w konstrukcji wirnika

2.3 Wybór projektu HP

W tym projekcie kursu zadaniem jest analityczne obliczenie silnika bezszczotkowego o mocy 11 watów i prędkości obrotowej 15 000 obr/min oraz następnie symulacja komputerowa układu magnetycznego w programie Elcut w celu późniejszej optymalizacji układu magnetycznego. Na podstawie wymaganych parametrów wyjściowych celowy byłby wybór silnika reluktancyjnego z magnesami trwałymi. Stojan ma tradycyjną konstrukcję, w rowkach której ułożone jest uzwojenie trójfazowe. Wirnik wykonany jest z wykorzystaniem magnesów trwałych marki KS37A-130 i posiada cztery bieguny z bandażem wykonanym z tytanu rys. 2.3.

Rysunek 2.3 - Konstrukcja wirnika HP

3. Obliczenia analityczne układu magnetycznego bezszczotkowego silnika elektrycznego

3.1 Obliczenia wirnika

Częstotliwość prądu w uzwojeniu stojana, Hz,

(4.1)

współczynnik mocy,

Współczynnik,

określone przez zależność

Moc znamionowa, VA,

(4.2)

Objętość magnesu

(4.3)

wirnik elektromagnetyczny silnika zaworu

gdzie jest współczynnik wykorzystania magnesu;

Jako magnesy wirnika zastosowano magnes KS25DS-240.

Średnica zewnętrzna magnesów wirnika, m

(4.4)

gdzie jest długość magnesu, m;

wysokość magnesu (zestaw), m;

Minimalna średnica zewnętrzna magnesów wirnika, m,

(4.5)

gdzie jest grubość przekładki między magnesami, m;

Akceptujemy ze względów technologicznych.

Łuk bieguna magnesu, m,

(4.6)

Szerokość bieguna magnesu, m,

(4.7)

Linia energetyczna magnesu, m,

(4.8)

Linia zasilania jarzma wirnika, m,

(4.9)

gdzie jest średnica wału (ustawiona i określona po obliczeniach mechanicznych), m;

3.2 Obliczenia stojana

Wewnętrzna średnica stojana, m,

(4.10)

Podział biegunów stojana, m,

(4.11)

Współczynnik nakładania się biegunów,

(4.12)

Szacunkowy współczynnik nakładania się biegunów,

(4.13)

(4.14)

gdzie jest liczba gniazd na biegun i fazę (zestaw);

Podział zębów stojana, m,

(4.15)

Skok nawijania wzdłuż rowków,

(4.16)

Współczynnik skracania uzwojenia,

(4.17)

współczynnik dystrybucji,

(4.18)

gdzie, jeśli jest to ułamek, bierze się licznik ułamka niewłaściwego;

Rysunek 6.1 – Schemat uzwojenia stojana

współczynnik skosu,

(4.19)

gdzie jest skos w podziałach szczelin (określony);

współczynnik uzwojenia,

(4.20)

Szacowane napięcie fazowe, V,

(4.21)

gdzie jest napięcie sieciowe, biorąc pod uwagę spadek napięcia na tranzystorach

falownik, w przewodach łączących;

Szacowana faza EMF, V,

(4.22)

Strumień magnetyczny, Wb,

(4.23)

Liczba zwojów w fazie,

(4.24)

gdzie jest współczynnik kształtu pola;

(4.25)

gdzie jest liczba równoległych gałęzi uzwojenia stojana;

Zastosujmy uzwojenie dwuwarstwowe.

Liczba zwojów w sekcji,

(4.26)

Akceptujemy liczbę zwojów w sekcji

Podajemy liczbę zwojów w fazie,

(4.27)

Podajemy wartość przepływu, Wb,

(4.28)

(4.29)

Szacunkowy prąd fazy stojana, A,

(4.30)

Przekrój efektywnego przewodnika,

(4.31)

gdzie jest gęstość prądu (podana);

Przekrój podstawowego przewodnika,

(4.32)

gdzie jest liczba równoległych przewodów w rowku;

Średnica drutu gołego, mm,

(4.33)

Zgodnie z katalogiem wybierz przewód,

Końcowa gęstość prądu

(4.34)

Powierzchnia zajmowana przez izolowane przewody w rowku,

(4.35)

Obciążenie liniowe, A/m,

(4.36)

Wysokość jarzma stojana, m,

(4.37)

gdzie jest indukcja magnetyczna w jarzmie stojana, T;

współczynnik wypełnienia opakowania stalą jest określony przez markę i

stal powlekana;

długość pakietu stojana, m;

3.3 Obliczenia szczeliny trapezowej

Szerokość zęba, m,

(4.38)

gdzie jest długość szczeliny powietrznej, m;

indukcja magnetyczna w zębach, T;

Szerokość rowka, mm,

(4.39)

zakłada się, że wysokość klina wynosi 0,00035-0,0035, m;

h p - podana jest wysokość rowka, m;

Powierzchnię rowka określamy za pomocą obliczeń w Compass S p \u003d 0,000102m 2.

Rysunek 4.2 - Szkic gniazda stojana

Współczynnik wypełnienia rowka,

(4.40)

Współczynnik wypełnienia mieści się w wymaganym zakresie 0,30 - 0,48.

Zewnętrzna średnica stojana, m,

(4.41)

5Badanie układu magnetycznego VD na podstawie polowego modelu komputerowego

Badanie układu magnetycznego VD w oparciu o model pola i Zastosowano oprogramowanie ANSYS.

Jako dane wyjściowe do obliczeń przyjęliśmy wyniki obliczeń analitycznych z paragrafu 4 tej pracy.

W ANSYS utworzono model hermetyczny zgodnie z klasycznymi obwodami równoważnymi, rysunek 5.1.

Rysunek 5.1 — Model geometryczny

W wyniku obliczeń analitycznych w programie ANSYS uzyskano następujące charakterystyki

Rysunek 5.2 — Dane dotyczące wydajności

Następnie przeprowadzono obliczenia pola elektromagnetycznego na podstawie modelu pola. W rezultacie uzyskano: rozkład indukcji magnetycznej, rozkład strumienia magnetycznego, rozkład strat magnetycznych i omowych w części czynnej maszyny elektrycznej.

Rysunek 5.3 - Rozkład indukcji w aktywnej części maszyny elektrycznej

Rysunek 5.4 - Rozkład strumienia magnetycznego w aktywnej części maszyny elektrycznej

Rysunek 5.5 – Rozkład strat magnetycznych

Rysunek 5.5 — Rozkład strat omowych (straty w miedzi)

Hostowane na Allbest.ru

...

Podobne dokumenty

Sterowanie prędkością silników prądu stałego poprzez zmianę strumienia wzbudzenia. Maksymalne zabezpieczenie prądowe napędu elektrycznego. Charakterystyka prędkości silnik. Schematy obwodów mocy silników prądu stałego i silników asynchronicznych.

praca semestralna, dodano 30.03.2014


Napęd elektryczny z przetwornicami tyrystorowymi i silnikami prądu stałego jako głównym rodzajem napędu maszyn CNC. Główne cechy napędu elektrycznego i rodzaj silnika prądu stałego. Zalety i wady silników wysokoobrotowych.

praca semestralna, dodano 14.12.2012


Historia odkrycia i powstania silników prądu stałego. Zasada działania nowoczesnych silników elektrycznych. Zalety i wady silników prądu stałego. Regulacja poprzez zmianę napięcia. Główne charakterystyki liniowe silnika.

praca semestralna, dodano 14.01.2018


Zasada działania napędu elektrycznego zaworu. Tworzenie momentu obrotowego, wynikającej z tego siły magnesującej. Obwód elektryczny przełączania biegunów napędu elektrycznego zaworu. Modelowanie procesów przejściowych. Całkowity moment perturbacji.

praca semestralna, dodano 15.03.2010


Historia powstania i zasada działania silnika elektrycznego. Sposoby wzbudzenia silników elektrycznych prądu stałego. Główne typy silników i ich odmiany. Projekt silnik dwusuwowy wewnętrzne spalanie. Zasada działania zapłonu silnika.

prezentacja, dodano 05.05.2011


Historyczny przegląd rozwoju silnika elektrycznego prądu stałego. Odkrycie zjawiska indukcji elektromagnetycznej przez M. Faradaya w 1831 r. Identyfikacja głównych kierunków i idei, które doprowadziły do ​​powstania nowoczesny design silnik.

raport z praktyki, dodano 21.11.2016


Zasada działania i zakres działania maszyn elektrycznych prądu stałego. Dopuszczalne tryby pracy silników, gdy zmienia się napięcie, temperatura powietrza dolotowego. Obsługa silnika, nadzór i konserwacja, naprawy, przepisy BHP.

praca semestralna, dodano 25.02.2010


Główne typy silników to dwusuwowe i czterosuwowe. Budowa dwusuwowego silnika spalinowego. Zasada zapłonu silnika. Historia powstania i zasada działania silnika elektrycznego. Metody wzbudzania silników prądu stałego.

streszczenie, dodano 10.11.2010


Koncepcja i cechy funkcjonalne generator zaworów, wewnętrzna organizacja i związek Składowych elementów. Obliczanie podziału biegunowego i zęba. Wyznaczanie współczynnika szczeliny powietrznej. Budowa charakterystyk biegu jałowego.

praca semestralna, dodano 06.04.2014


Charakterystyka prace i projektowanie bezdotykowych silników prądu stałego typu BK-1, DB, które przeznaczone są do stosowania jako część wyposażenia naukowo-obsługowego statków kosmicznych, innych środki techniczne z wysoką niezawodnością.

Turboodrzutowy silnik lotniczy RD-7 (VD-7).

Deweloper: OKB-36 pod kierownictwem V.A. Dobrynina.
Kraj: ZSRR
Rok budowy: 1952

Rozwój silnika turboodrzutowego RD-7 rozpoczął się w 1952 roku w OKB-36 pod kierownictwem V.A. Dobrynina. Oryginalne oznaczenie to VD-7. Wybierając silniki do modernizacji samolotu M-4, postawiono na VD-7, którego ciąg startowy przekroczył 11000 kgf, a zużycie paliwa podczas lotu wynosiło 0,73-0,8 kg / kgf * h (dla RD -3 - do 1,03 ), jak w najlepszych próbach zagranicznych. Wykorzystując te silniki, zwiększając ilość paliwa na pokładzie, instalując system tankowania podczas lotu i poprawiając aerodynamikę, nowy samolot, oznaczony jako 3M, mógł dotrzeć do najbardziej odległego punktu w Stanach Zjednoczonych.

Silniki te opóźniły jednak zakończenie prób państwowych samolotu - podczas startu zaobserwowano niebezpieczne samooscylacje łopatek sprężarki pierwszego stopnia. Aby rozwiązać ten problem, prędkość VD-7B została ograniczona, podczas gdy maksymalny ciąg zmniejszył się o 2000 kgf, a masa startowa musiała zostać zmniejszona poprzez zmniejszenie rezerwy paliwa. Ponieważ VD-7B był produkowany w ograniczonych ilościach iw niskim tempie, zbudowano z nimi około połowy bombowców, które otrzymały oznaczenie 3MN („N” - nowy silnik). Reszta maszyn, które otrzymały oznaczenie 3MS ("C" - stary silnik), wyposażony w RD-3M.

Produkcja seryjna została zorganizowana w 1957 roku w zakładzie nr 26.

RD-7 składa się z osiowej 9-stopniowej sprężarki, komory spalania o bezpośrednim przepływie typu rurowo-pierścieniowego, 2-stopniowej turbiny i nieregulowanej dyszy strumieniowej. Silnik używany zasadniczo nowy jak na tamte czasy rozwiązania techniczne: sprężarka wysokociśnieniowa o małej ilości stopni, pierwszy naddźwiękowy stopień sprężarki, regulowana kierownica wlotowa, regulacja trybów w zależności od zadanej prędkości.
Podczas startu pewną oznaką emoka z silnikami VD-7B był potężny zadymiony wydech. Seryjny VD-7B wyprodukowany przez fabrykę Ufa nr 26 po żmudnym udoskonaleniu miał zasoby zaledwie 200 godzin - 6,5 razy mniej niż RD-3M-500. Ich niezawodność również była gorsza, co w połączeniu z brakiem reżimu awaryjnego znacznie obniżało bezpieczeństwo samolotu i powodowało uzasadnione niezadowolenie klienta.

Produkcja seryjna trwała do 1977 roku. W trakcie produkcji był wielokrotnie modernizowany. Silniki, które zużyły swoje zasoby lotu, zostały użyte w wozach strażackich AGVT-100 (131), AGVT-200 (255).

modyfikacje:

WD-7: podstawowy.
-VD-7B: zmodyfikowany. Zawierał ogranicznik prędkości sprężarki. Produkowany w latach 1957-1968. Zainstalowany na samolocie 3M.
-VD-7P: silnik z ulepszoną sprężarką w celu zwiększenia mocy na dużych wysokościach.
-RD-7M (RD-7M): silnik do samolotu Tu-22. Różni się obecnością komory dopalacza. Ciąg jest zwiększany poprzez zwiększenie temperatury gazu przed turbiną oraz zwiększenie przepływu powietrza w wyniku otwarcia wlotowej łopatki kierującej. Produkowany w latach 1960-1965.
-RD-7M2: wymuszony. Posiada zmodyfikowany pierwszy stopień sprężarki, otwartą kierownicę wlotową, podwyższoną temperaturę gazu w dopalaczu oraz regulowaną dyszę naddźwiękową. Ciąg zwiększony o 500 kgf. Produkowany w latach 1965-1977. Używany na Tu-22KD.
-VD-7MD: silnik bez dopalacza do samolotu transportowego VM-T „Atlant”.

Dane techniczne:

Modyfikacja RD-7M
Rok powstania: 1952
Producent: Zakład Rybiński nr 26
Lata produkcji: 1952-1956
Wymiary całkowite, mm
- średnica: 1330
-długość: 4850
Sucha masa, kg: 2765
Ciąg silnika, kN
-maksimum: 103,0
-dopalacz: 156,9
Stosunek ciśnień 14.2
Temperatura gazu przed turbiną, °C: 800

Lista źródeł:
S.G.Moroz. Rycząca bestia. Lotnictwo i czas nr 5 za rok 2003
VAZrelov. Domowy silniki z turbiną gazową. Podstawowe parametry i schematy projektowe.