Организация численно-полевых расчетов электромагнитных процессов в турбогенераторе при его несимметричной нагрузке

Представлены принципы подготовки расчетной модели турбогенератора (ТГ) для численно-полевого анализа электромагнитных процессов в нем при несимметричной нагрузке. Исходя из стандартных ограничений такой эксплуатации ТГ, с использованием метода симметричных составляющих, получаются токи его обмоток вместе с их фазовыми соотношениями. Анализируются временные дискретные функции электромагнитных величин ТГ, которые получаются многопозиционными расчетами вращающихся магнитных полей. В качестве примера проведена оценка фазных ЭДС, напряжений, мощностей и других величин при несимметричной нагрузке ТГ мощностью 35 МВт.

Использование многокритериальной оптимизации при проектировании регулируемых асинхронных двигателей

Для проектирования регулируемых асинхронных двигателей использованы комплексные математические модели управляемых электроприводов, обеспечивающие совместное рассмотрение преобразователей, двигателей и механизмов. Применяются проектные критерии, относящиеся как к регулируемому асинхронному двигателю, так и ко всему управляемому электроприводу, которые разделены на две группы: массогабаритностоимостную и энергетически затратную. При многокритериальной оптимизации применяется обобщенный критерий, представляющий собой скалярную свертку вышеуказанных критериев с различными коэффициентами их значимости. Модифицированный критерий приведенных затрат электропривода, относящийся ко второй группе, позволяет учитывать такие финансовые аспекты как затраты на изготовление и эксплуатацию двигателя и привода, инфляционные процессы и согласовывается с диапазонным критерием к.п.д. с помощью коэффициента значимости эксплуатации kзэ. Выполнена многокритериальная оптимизация, в результате которой экстремум модифицированного критерия приведенных затрат электропривода из энергетически затратной группы находится при использовании второго критерия из массогабаритностоимостной группы.

Имитационное моделирование распределения времени нарастания импульса тока

Установлено, что верхняя оценка вероятности безотказной работы генератора импульсов тока (по параметру время нарастания) соответствует варианту нормального распределения эквивалентных параметров разрядной цепи, а нижняя оценка - распределению эквивалентных параметров разрядной цепи по равномерному закону. Получены зависимости, позволяющие определять значения вероятности безотказной работы во всем диапазоне изменения параметров элементов разрядной цепи для варианта их относительных отклонений от номинальных значений равных 10 %. Материалы можно использовать для исследования надежности функционирования генераторов импульсов тока.

Методология расчета параметров контактов с жидкометаллическим эффектом для многоамперных автоматических выключателей

Создание конструкций многоамперных автоматических выключателей со значительными величинами номинальных токов требует изменения и повышения характеристик их контактных систем, которые определяют энергоемкость, материалоемкость, экономичность и другие параметры. Учитывая особенности составов композиций контактных системах многоамперных автоматических выключателей и их многоступенчатую конструкцию, рассмотрены перспективные бессеребряные контакты и расчет их основных параметров. В основу методологического расчета положены методы определения энергетических параметров, отображающие особенности работы контактных систем с жидкометаллическим эффектом.

Діагностика кутового ексцентриситету ротора асинхронних двигунів на основі аналізу віброзбуджуючих сил

За допомогою методів математичного моделювання досліджено зміни величин і характеру електромагнітних віброзбуджувальних сил, які виникають у разі появи кутового ексцентриситету ротора асинхронного двигуна. Досліджено допустимі діапазони величин кутового ексцентриситету, за яких можлива подальша експлуатація машин без обмежень. Показано, що для забезпечення процесу вібраційної діагностики кутового ексцентриситету потрібно використання двох датчиків, які розташовані на протилежних торцях осердя статора двигуна в одній площині.

Управление гребными двигателями электроходов на маневрах

Обоснована целесообразность поиска оптимальных законов управления гребными электродвигателями электроходов по показателям качества работы судна как старшей системы. Представлена стратегия, предложен метод и описана процедура поиска оптимальных решений. Найдены оптимальные законы управления асинхронными частотно-управляемыми гребными электродвигателями при разгоне и торможении электроходов. Проведен сравнительный анализ работы пропульсивных комплексов при управлении по классическим и найденным оптимальным законам управления. Проиллюстрирована эффективность предложенного метода поиска оптимальных решений.

Сравнительный анализ магнитных систем электродвигателей с постоянными магнитами для электробуса

Приведены результаты численного исследования влияния количества и высоты пазов статора, а также конфигурации постоянных магнитов в роторе на характеристики электродвигателей для городского электробуса. Показано, что при неизменных габаритных размерах электродвигателя путем увеличения высоты пазов статора и жидкостного охлаждения можно повысить электромагнитный момент и мощность электродвигателя. Выполнен расчет рабочих характеристик в программном пакете Infolytica MotorSolve, тепловой расчет выполнен в пакете Comsol.

Статистические модели для диагностики термодефектов ротора в условиях переменной нагрузки турбогенераторов

С использованием данных испытаний турбогенератора типа ТГВ-300 мощностью 300 МВт на Трипольской ТЭС проведены численные исследования температурных полей ротора в различных эксплуатационных режимах. Создана база данных для определения максимальных температур обмотки возбуждения в зависимости от степени развития в ней термодефектов и активной и реактивной нагрузки ТГ. Построены статистические модели зависимости температуры от технологических параметров и степени ухудшения условий охлаждения витков обмотки для диагностирования дефектов в системе охлаждения обмотки ротора.

Практическая реализация линейных импульсных электромеханических преобразователей в промышленных устройствах

Разработана математическая модель линейного импульсного электромеханического преобразователя индукционного типа. Установлено, что в исполнительном механизме чередующего реле локально возникают более высокие силы, но скорость якоря выше в исполнительном механизме дублирующего реле. Исследовано устройство очистки проводов ЛЭП, в котором на провод действует двойной удар, вызванный прямым и обратным ходом якоря. Исследован бункер с двумя устройствами ударно-механической очистки. Показано, что для обеспечения равномерной очистки всей поверхности бункера целесообразно устройство с якорем, а для локальной очистки - устройство без якоря.

Моделювання режимів та регулювання частоти обертання вентильно-індукторного двигуна з перетворювачем із С-скиданням коливальним поверненням енергії при зміні кутів комутації

Виконано математичне моделювання та проведено експериментальні дослідження статичних режимів за умов варіювання напругою живлення та кутами комутації вентильно-індукторного двигуна з перетворювачем із С-скиданням і коливальним поверненням енергії. Визначено коефіцієнт корисної дії, механічні характеристики та діапазон стабілізації частоти обертання вентильно-індукторного двигуна. Проведено порівняльний аналіз результатів його математичного моделювання з експериментальними даними.

Универсальный метод обоснованного выбора технических решений активной части электрических машин и аппаратов

Приведены базисные уравнения и порядок составления оптимизационных математических моделей трансформаторов, реакторов и асинхронных двигателей на основе метода целевых функций с безразмерными показателями технического уровня и относительными управляемыми переменными. Представлены результаты оптимизационного сопоставления показателей массы, стоимости и потерь вариантов трехфазных статических электромагнитных систем и короткозамкнутых асинхронных двигателей с цилиндрическим зазором, внутренним и внешним положением роторов, а также аксиальным зазором.

Численно-полевой анализ магнитного поля трехфазного асинхронного двигателя в статике и динамике

Представлены принципы и результаты численно-полевого расчета координатных и временных функций величин, характеризующих магнитное поле в активной зоне трехфазного асинхронного двигателя в режиме нагрузки. На примере двигателя мощностью 15 кВт анализируются угловые функции магнитной индукции (МИ) в зазоре, в зубцово-пазовых структурах ротора и статора, в спинке сердечника статора, радиальные функции МИ и напряженности магнитного поля в пазах и зубцах ротора и статора, а также временные функции МИ в точках зазора и сердечника статора, в точках, связанных с вращающимся ротором.

Мультиградиентность полей в массиве ротора шнекового электромеханического преобразователя

С помощью численного моделирования проанализированы величины, характеризующие мультифизические процессы в активных частях шнекового полифункционального электромеханического преобразователя. Представлены зависимости распределения векторного магнитного потенциала, напряженности электрического поля, электропроводности, механических напряжений, температуры и градиентов соответствующих величин по глубине, а также вдоль длины полого ферромагнитного ротора. Результаты моделирования подтверждают возможность концентрации тепловыделений в межмодульной и концевых зонах шнекового электромеханического преобразователя.

Структурный синтез сложных электромашинных агрегатов с использованием их генетических программ

Проанализированы принципы структурной организации и генетические программы структурообразования сложных агрегатов, содержащих ряд физически и функционально взаимосвязанных электромеханических преобразователей энергии. На примере двухмашинных агрегатов двойного вращения рассмотрена последовательность реализации процедур инновационного синтеза электромеханических структур по их генетическим программам. Разработана обобщенная (дивергентно-конвергентная) генетическая модель, при помощи которой определены структурные формулы, удовлетворяющие заданной функции синтеза. Результаты исследований рассматриваются как важный шаг на пути создания системной методологии генетического проектирования сложных технических систем с электромеханическими преобразователями энергии.

Усовершенствование конструкции генераторов для ветроустановки с аэродинамической мультипликацией

Рассмотрены пути улучшения массогабаритных показателей генераторов для ветроустановок с аэродинамической мультипликацией и пути уменьшения массы и стоимости обмоток. Предложено для улучшения свойств генераторов, которые устанавливаются на лопастях ветроэлектрической установки (ветроустановка з аэродинамической мультипликацией) часть зубцов статора выполнить скошенными с размещением на них обмотки подмагничивания. Предложено решить проблему бесконтактности токосъема с генераторов за счет применения трехфазной асинхронной машины с фазным ротором.

Разработка регулируемых асинхронных двигателей с применением структурно-параметрической оптимизации

Задача адаптации электромашинной части регулируемых асинхронных приводов к специфическим условиям работы решается как задача структурно-параметрической оптимизации регулируемых асинхронных двигателей. Выполнено обоснованное сопоставление структур двигателей и выбор оптимальной комбинации параметров. Для проектирования регулируемых асинхронных двигателей использованы комплексные математические модели управляемых электроприводов, обеспечивающие совместное рассмотрение преобразователей, двигателей и механизмов.

Обгрунтування впливу процесу старіння на електричні та магнітні властивості шихтованих сердечників електричних машин

Розглянуто питання визначення зміни магнітних і електричних властивостей шихтованих осердь з електротехнічної сталі. Визначено параметри дослідних зразків осердь, запропоновано та реалізовано програму їх експериментальних випробувань у ході дослідження природного старіння й впливу температурного відпалювання у разі видалення обмотки у ході капітального ремонту. Досліджено додатковий вплив вихрових струмів у разі видалення міжлистової ізоляції електротехнічної сталі. Одержані результати надали можливість оцінити межі зміни основних електричних та магнітних властивостей окремо для листової електротехнічної сталі та шихтованих осердь електричних машин за теплових та механічних впливів, що відповідають режимам їх експлуатації та ремонту.

Исследование нестационарного нагрева двигателя с катящимся ротором открытого исполнения

Представлена эквивалентная тепловая схема двигателя с катящимся ротором открытого исполнения для нестационарного режима работы, которая реализована в приложении Simulink Matlab. Приведены расчетные формулы для определения величин тепловых сопротивлений и теплоемкостей, входящих в состав дифференциальных уравнений, которые учитывают "пятно" контакта. Адекватность предложенной модели проверено на ДКР ВР-250/2.

Автоматизированное формирование расчетных моделей трехфазных асинхронных двигателей для программной среды FEMM

Показаны принципы автоматизированного формирования геометрической и физической моделей трехфазных асинхронных двигателей на алгоритмическом языке Lua для расчета их магнитных полей и параметров в программной среде пакета FEMM. Представлены теоретические основы, алгоритм и текст программы с подробными комментариями, файл исходных данных, а также краткая инструкция для работы со скриптом Lua и примеры получаемых результатов. Возможности составленного скрипта Lua демонстрируются на примере реального четырехполюсного асинхронного двигателя мощностью 15 кВт.

Асинхронные двигатели с тангенциальным смещением зубцовых гармоник магнитного поля. Ч. 1. Добавочные электродвижущие силы и потери

Обоснован способ снижения добавочных потерь короткозамкнутых асинхронных двигателей использованием роторов с тангенциальным смещением участков стержней, разделенных промежуточными кольцами и соответственно со смещением гармонических составляющих магнитного поля, вызванных зубчатостью активных поверхностей и дискретностью распределения обмоток. Приведено выражение коэффициента ослабления гармоник поля при тангенциальном смещении участков стержней и зубцов магнитопровода.