Нюхин Р.О. Моделирование и анализ электромагнитных полей в электромеханических системах с неферромагнитным ротором - файл n1.doc

Нюхин Р.О. Моделирование и анализ электромагнитных полей в электромеханических системах с неферромагнитным ротором
Скачать все файлы (1219.5 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc1220kb.17.02.2014 10:43скачать

n1.doc



На правах рукописи

НЮХИН Роман Олегович


МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

В ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ С НЕФЕРРОМАГНИТНЫМ РОТОРОМ

Специальность 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени

кандидата технических наук
Воронеж - 2006
Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете


Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Бурковский Виктор Леонидович


Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кононенко Константин Евгеньевич
кандидат технических наук

Картавцев Владимир Владимирович


Ведущая организация Липецкий государственный технический

университет

Защита состоится 14 декабря 2006 г. в 13 00 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.01 Воронежского государственного технического университета по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежского государственного технического университета.


Автореферат разослан ___ ноября 2006 г.

Ученый секретарь

д


иссертационного совета Питолин В. М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Дальнейшее развитие промышленности и повышение темпов производства в нашей стране невозможно без применения новых технологий и современного промышленного оборудования.

В связи с этим на промышленных предприятиях активно внедряются сложные автоматизированные технологические комплексы, в которых основными исполнительными элементами являются электрические машины малой мощности.

В зависимости от области применения электрических машин малой мощности предъявляются специфические требования к их техническим характеристикам и режимам эксплуатации. Можно выделить два класса двигателей малой мощности, в полной мере отвечающих требованиям предметной области: двигатели постоянного тока с полым ротором и возбуждением от высококоэрцитивных постоянных магнитов (двигатели типа ДПР) и асинхронные двигатели с полым ротором (АДПР).

При выборе проектных решений применительно к двигателям постоянного тока с полым ротором основная задача связана с выбором массогабаритных характеристик, а также параметров, определяющих энергетические показатели.

Проектные решения применительно к асинхронным двигателям направлены на улучшение энергетических характеристик и повышение степени использования двигателей.

Выбор варианта конструктивного решения должен обеспечить снижение эксплутационных затрат и повышение надежности и долговечности реализованных на его основе устройств.

Следует отметить, что в области разработки данного типа электрических машин практически отсутствуют универсальные математические средства анализа электромагнитных полей вследствие ограниченных возможностей, в том числе аналитических методов исследования. С другой стороны, развитие программных систем численного моделирования позволяет проводить качественные исследования магнитных систем электрических двигателей малой мощности для выбора вариантов конструкций с оптимальным использованием магнитных материалов и достижения заданных значений технических параметров. Отсутствие формализованного подхода к решению проблемы принятия проектных решений на начальной стадии проектирования приводит к тому, что на стадии предпроектных исследований и при принятии окончательного варианта конструктивного решения приходится рассматривать все множество альтернативных вариантов, анализировать их методом прямого «перебора», с последующим выбором оптимальной конфигурации магнитной системы и проведением соответствующих расчетов. Следует также обратить внимание на отсутствие программных средств анализа электромагнитных полей и поддержки принятия проектных решений, учитывающих особенности конфигурации магнитных систем, а также позволяющих осуществлять выбор оптимальных проектных решений. Это определяет целесообразность проведения исследований по созданию программных средств математического моделирования и анализа магнитных полей в двигателях постоянного тока с полым ротором и асинхронных двигателей с полым ротором, обеспечивающих принятие качественных проектных решений, направленных на выбор вариантов конструкций, соответствующих жестким ограничениям областей практического использования.

Таким образом, актуальность темы диссертационного исследования продиктована необходимостью проведения дополнительных исследований с целью разработки соответствующих средств анализа электромагнитных полей в электрических машинах малой мощности, реализующих аналитические модели и модели численного анализа для выбора оптимальных конструктивных характеристик, удовлетворяющих конкретным требованиям технического задания.

Тема диссертации соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «Вычислительные системы и программно-аппаратные электротехнические комплексы», а также госбюджетной НИР кафедры автоматики и информатики в технических системах (ГБ №564310).

Целью работы является разработка математических средств моделирования и анализа электромагнитных полей в электрических двигателях малой мощности, сочетающих аналитические модели и модели численного анализа, обеспечивающих выбор оптимальных вариантов конструкций.

Для реализации данной цели в работе поставлены следующие основные задачи:

- провести анализ существующих типов микродвигателей постоянного и переменного тока с точки зрения реализации математических средств моделирования магнитных систем;

- разработать комплексный подход к математическому описанию электромагнитного поля в двигателях постоянного тока и асинхронных машинах малой мощности как основу построения математических моделей магнитных систем;

- разработать аналитические модели магнитных полей в условиях общепринятых допущений относительно свойств магнитных материалов и протекания электромагнитных процессов;

- сформировать гибридную модель магнитных полей, сочетающую аналитический и численный подходы к моделированию и анализу электромагнитных процессов;

- разработать программное обеспечение компьютерной системы моделирования и анализа электромагнитных систем, позволяющее осуществлять активное взаимодействие пользователя с системой в различных режимах принятия проектных решений.

Методы исследования базируются на использовании методов теории моделирования, теории электрических машин, теории электромагнитного поля, численных и аналитических методов решения дифференциальных уравнений.

Научная новизна исследования. В диссертации получены следующие результаты, отличающиеся научной новизной:

Практическая значимость работы заключается в разработке комплексных средств моделирования и анализа магнитных систем двигателей малой мощности различного типа, как функционального ядра системы принятия проектных решений, обеспечивающей высокое качество и оперативность процедур проектирования на стадии выбора конфигурации магнитной системы. Теоретические результаты работы положены в основу программного продукта «Автоматизированный расчет геометрических размеров магнитных систем электрических двигателей малой мощности», зарегистрированного в ГОСФАП №50200601718 от 04.10.2006.

Реализация и внедрение результатов работы. Основные теоретические и практические результаты работы внедрены в учебный процесс ВГТУ в рамках дисциплины кафедры АИТС «Моделирование систем» и дисциплины кафедры ЭМСиЭС «Математическое моделирование электрических машин», а также в производственной деятельности ОАО «Агроэлектромаш».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на региональной студенческой научно-технической конференции «Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники» (Воронеж, 2003); на региональной научно-технической конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве» (Воронеж, 2003); на всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве» (Воронеж, 2004); на региональной студенческой научно-технической конференции «Прикладные задачи электромеханики, энергетики электроники» (Воронеж, 2004); на всероссийской студенческой научно-технической конференции «Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники» (Воронеж, 2005), а также на научных семинарах кафедр “Автоматики и информатики в технических системах” и «Электромеханических систем и энергоснабжения» ВГТУ (2003-2006).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 научных работ, в том числе 3 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве, аспирантом предложены: в [1,7,8] – расчет параметров участков магнитной цепи неферромагнитного ротора; [2,9] – создание модели магнитного поля в двигателях постоянного тока с полым ротором; [5,6] – использование метода конечных элементов в исследовании магнитных полей в конструкциях двигателей постоянного тока с полым ротором (ДПР) и асинхронных двигателях с неферромагнитным ротором (АДПР); [3,4,10,11] – разработка подхода к оптимизации конструкций ДПР и АДПР.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, основной текст изложен на 138 страницах и содержит 36 рисунков, 2 таблицы, список литературы из 133 наименований и 4 приложения.


ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность темы, сформулирована цель диссертационной работы, задачи и методы исследования, научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведено краткое содержание диссертации по главам.

В первой главе рассмотрены содержательные компоненты компьютерных систем моделирования и анализа электромагнитных полей в электромеханических системах с неферромагнитным ротором, проведен анализ средств математического и программного обеспечения. Обоснованы цель и задачи разработки специальных средств математического и программного обеспечения современных систем компьютерного моделирования и анализа магнитных систем двигателей с полым ротором.

Рассмотрена общая проблематика исследования магнитных полей в двигателях малой мощности с полым ротором. Наиболее трудоемким этапом в процессе проектирования управляемых двигателей малой мощности являются:

- выбор типа двигателя;

- выбор оптимальной конфигурации магнитной системы;

- анализ различных вариантов магнитных систем и оценка их энергетических параметров.

Упростить процесс принятия решения на каждом этапе работы возможно путем применения компьютерного моделирования как центральной процедуры системного анализа и необходимых для этого вычислительных экспериментов с целью получения количественных и качественных характеристик объекта по имеющейся модели. Качественные выводы, получаемые по результатам анализа, позволяют обнаружить неизвестные ранее свойства сложной системы: её структуру, динамику развития, устойчивость, и применительно к задачам поиска рациональных параметров электродвигателя дают возможность сформировать структуру объекта по заданным критериям. Количественные выводы, как правило, носят характер прогноза возможных значений переменных, характеризующих систему. По этой причине в работе данный метод положен в основу анализа динамики сложных электромеханических систем. Базой проведения вычислительных экспериментов являются системы компьютерного моделирования.

Помимо этого в первой главе проведен анализ возможностей развития конструктивных решений на базе исследования электромагнитных полей в управляемых асинхронных двигателях с неферромагнитным ротором и двигателях постоянного тока с полым ротором. Сформулированы цель работы и задачи исследования.

Вторая глава посвящена моделированию электромагнитных полей в конструкциях ДПТ с гладким якорем. Рассмотрены основные исходные модели, граничные условия и допущения. Расчет данного класса машин всегда начинается с магнитостатического расчета, который позволяет оценить магнитное состояние системы и получить данные, необ­ходимые для дальнейших расчетов. Перед разработчиками электрических машин с высококоэрцитивными постоянными магнитами стоят следующие задачи, связанные с расчетом магнитного поля:

- определение картины магнитного поля, создаваемого намагниченным постоянным магнитом;

- определение магнитного поля, создаваемого обмоткой якоря.

Эти задачи имеют первостепенное значение в силу того, что характер распределения магнитного поля по объему активной зоны машины опреде­ляет ее массоэнергетические показатели. Рассмотрим простейшую магнитную систему, изображенную на рис. 1: 1- отверстие под вал; 2- постоянный магнит; 3- воз­душный зазор; 4- корпус.

Решение будем искать с помощью введения функций - скалярного магнитного потенциала и A- векторного магнитного потенциала. Напряженность магнитного поля H и индукцию B можно определить как:

(1)

Используя значение фиктивного магнитного заряда :

, (2)

где Mn- нормальная составляющая намагниченности на поверхности постоянного магнита; M- намагниченность постоянного магнита (M=const); ?­0- магнитная постоянная; ?- текущий угол.

Общее решение уравнения Пуассона будет иметь вид:

(3)

где , - текущие координаты, а L- линия интегрирования.

По известным магнитным потенциалам, воспользовавшись методом суперпозиции, находим радиальную Hr и тангенциальную Ht составляющие напря­женности магнитного поля.


После дифференцирования получаем:

(4)
(5)

(6)

П
роведено исследование математической модели и сравнение полученных результатов с данными численного моделирования.

Расчетные значения радиальной и тангенциальной состав­ляющей напряженности магнитного поля по контуру, расположенному на радиусе: где величина воздушного зазора, результаты представ­лены на рис. 2. Результаты численного моделирования данной магнитной системы с использованием программного пакета ELCUT представ­лены на рис. 3.

Главная задача разработчика состоит в определении структуры мо­дели электрической машины: то есть в выборе необходимых конечных эле­ментов с конкретными базовыми функциями и степенями свободы, а также вариантов представления физических свойств материалов в различных областях, задании начальных условий на их границах и приложенных к ним нагрузок. Совершенствование самих методик расчёта возможно за счёт уве­личения доли аналитической переработки данных, что предполагает наличие и широкое использование различных критериев оптимизации.

В работе предложен комплексный критерий, учитывающий ряд требований к объектно – ориен­тированной электрической машине и позволяющий выполнить сравнитель­ный количественный анализ машин различного вида: ДПР, АДПР и других. В соответствии с третьим законом электромеханики преобразование энергии осуществляется неподвижными друг относительно друга полями, создающими результирующее поле и электромаг­нитный момент, определяющийся отношением электромагнитной мощности или мощности магнитного поля в зазоре к угловой скорости поля.

(7)

где la – активная длина; ? – полюсное деление; kи – коэффициент заполнения проводом; ? – удельная электрическая проводимость; k? – температурный коэффициент сопротивления; ?0 – магнитная постоянная.

Комплексный критерий выбора геометрических соотношений магнитной системы позволяет выполнить сравни­тельный анализ различных видов электрических машин и учитывает требо­вания к электромеханической системе по энергетическим характеристикам и быстродействию.

Третья глава посвящена моделированию электромагнитных процессов в управляемых асинхронных двигателях с неферромагнитным ротором.

В УАД с полым ротором на характеристики машины существенное влияние оказывает поперечный краевой эффект, связанный с растеканием вихревых токов в поперечном (тангенциальном) направлении.

Совершенствование теории анализа поперечного краевого эффекта тре­бует учитывать не только двумерное распределение токов ротора в пределах аксиальной длины машины, но и дискретность распределения токов статора. На рис. 4 показана схема развертки ро­тора, на которой изображен элементар­ный участок, соответствующий шагу дискретности модели. Участок разбит на три области. Область I соответствует расчетной длине L статора. Ось Х делит область I пополам. Области II, III соот­ветствуют вылетам ротора длиной L? за пределы L. Далее полагаем, что длины вылетов областей II, III равны (сплош­ной равнотолщинный токопроводящий слой). На основании первого уравнения Максвелла с учетом того, что плотность тока электрического смещения равна нулю, падение напряжения от вихревых токов ix, iy в трубке по контуру элементарного участка поверхности ротора уравновешивается ЭДС трансформации и движения от результирующего поля, получаем уравнение Кирхгофа в дифференциальной форме:

(8)

Рассматривая полученные выражения и учитывая, что для участка, соответствующего шагу дискретности модели, имеют место следующие граничные условия:

1. За пределами ротора (в области II) :

, .

2. Функции являются непрерывными, то есть:



3. Распределение тока в изотропной активной области (I) симметрично относительно оси Х, при этом касательные линии токов в точках y = 0 являются прямыми, параллельными оси Y:

Определим эквивалентное электрическое сопротивление участка рабочего зазора:

, (9)

где .

Параметры неферромагнитного полого ротора определены с учетом индуктивного сопротивления рассеяния, а также с учетом увеличения эквивалентного электрического сопротивления, обусловленного замыканием вихревых токов в лобовых частях (поперечного краевого эффекта).

При проектировании электрических машин, предназначенных для использования в системах автоматического управления, необходимо обеспечить специальные свойства, получение которых зачастую становится возможным посредством значительного компромисса между механическими, регулировочными и другими характеристиками, с одной стороны, и удельными энергетическими показателями, с другой. На удельные энергетические характеристики УАД негативное влияние оказывает поперечный краевой эффект, связанный с растеканием вихревых токов в материале ротора, за счёт которого выбранное максимальным активное сопротивление ротора растёт с уменьшением скольжения.

С целью улучшения распределения плотности вихревых токов ротора, в пределах активной длины машины, со стороны торца, противоположного дну гильзы ротора, в его материале выполняются окна, расположенные в активной зоне и примыкающие к сплошному “лобовому” участку поверхности гильзы ротора.

Повышение энергетических показателей УАД с перфорированным полым ротором обеспечивается за счёт уменьшения активной и реактивной составляющих полного сопротивления полого ротора, при этом уменьшение активной составляющей сопротивления за счёт снижения коэффициента сопротивления поперечного краевого эффекта доминирует над увеличением активного сопротивления вследствие введения окон. В результате повышаются максимальный момент и КПД управляемого асинхронного двигателя.

Для определения геометрии окон, расположенных в пределах части активной длины пакета статора, воспользуемся следующим подходом: все электрические постоянные и геометрические размеры, входящие в расчет, являются известными величинами, произвольно заданными постоянными являются первичные токи и частота вращения ротора. Рассмотрим решение, полученное для распределения плотности вихревых токов в области активной длины пакета статора на элементарном участке гладкого полого ротора АД, соответствующем зубцовому делению статора.



. (10)

В инженерной практике необходимо применять достаточно простые выражения, связывающие конструктивные размеры электрической машины, которые позволяют с достаточной степенью точности определять их значения.

Руководствуясь сказанным выше, упростим выражение (10). Параметр ?X соответствует шагу дискретности по оси Х в модели. Если шаг стремится к нулю , и вылет ротора за пределы расчетной длины статора достаточно мал то:.

Рассмотрим интервал Для всех yi из этого интервала выполняется следующее соотношение: Таким образом, определена часть активной области ротора, где преобладают составляющие тока вдоль оси Х. Данная часть активной области ротора выполняет функции лобовых частей эквивалентной обмотки.

Определим аксиальный размер окна: .

В системе принятых здесь допущений оказывается, что длина окна равна длине вылета ротора за пределы расчетной длины статора.

Число окон Z0 целесообразно выбирать достаточно близким к числу зубцов статора, Z0 < Z1. Ширина окна b0 зависит от технологических факторов и выбирается минимально возможной.

Окна в перфорированном роторе УАД выполняются в зоне, примыкающей к сплошному “лобовому” участку поверхности ротора, со стороны её торца, противоположного дну гильзы ротора, в аксиальном направлении от окружности, соответствующей краю пакета статора, в глубь активной длины ротора на величину L0. При этом увеличивается активная составляющая тока ротора, пропорциональная электромагнитному моменту; повышаются максимальный момент и КПД.

Существенным вопросом при численном анализе, к которому относится МКЭ, является необходимость некоторой идеализации реальной конструкции. Поэтому результаты вычислений МКЭ не свободны от погрешностей. Использование программных и аппаратных средств вычислительной техники без понимания основных процессов и этапов вычислений может привести к существенным ошибкам.

При решении задач моделирования электромагнитных полей с учётом насыщения проблема оценки точности получаемого решения задачи встаёт наиболее остро. Эта проблема многогранна и содержит в себе достоверность математической модели, корректность использования МКЭ и аппарата численного анализа при формировании систем уравнений на компьютере, а также погрешность машинной реализации этого метода.

Численные исследования УАД с неферромагнитным ротором показали, что главными факторами влияния на точность результатов являются следующие: применение двумерных конечно-элементных моделей для анализа объектов с выраженным поперечным краевым эффектом; погрешности, связанные с воспроизведением геометрии объекта в модели и аппроксимацией нелинейных свойств материалов его областей; число конечных элементов разбиения и степень их аппроксимирующих полиномов.

Методики расчёта электрических машин, исключающие грубые допущения, принятые в классической теории идеализированной машины, базируются на основе теории поля. Тем не менее, сложность математической модели любой электрической машины, полученной на основе уравнений Максвелла, обуславливает необходимость введения определённых допущений, без которых она не может быть решена ни аналитическим, ни численным методом. Конкретные варианты УАД, особенности реализации их магнитных систем, геометрия и свойства используемых материалов будут определять набор таких допущений.

Даже самые мощные средства рас­чёта и визуализации выходных параметров машины не дают пред­ставления о том, на­сколько и какие вход­ные параметры её конечно-элементной модели необходимо изменить, чтобы обес­печить требования технического задания. Именно поэтому для обеспечения оперативности процедур проектных расчетов необходимо чис­ленный анализ дополнить аналитическим, который позволяет на основе ре­зультатов численного анализа определить тенденции изменения выходных параметров в функции входных. С учетом вышеизложенного были проведены численные исследования асинхронных двигателей с полым ротором на базе статоров серийных двигателей ДИД-0.5 и ДИД-5ТА.

Рассматриваемая модель соответствует наиболее общему варианту конст­руктивного исполнения неферромагнитного токопроводящего слоя. В ходе ис­следований составляющих сопротивления участков ZЭ?? i полых роторов ДИД - 0,5 и 5 ТА получены зависимости модуля (module ZЭ?? i), фазы (phase ZЭ?? i), активной (real ZЭ?? i) и реактивной (image ZЭ?? i) составляющих от конструк­тивных параметров и скольжения, зависимости приведены на рис. 5.

Прочие конструкции могут рассматриваться с учётом результатов, при­ведённых выше, при условии соответствующей корректировки.

В четвертой главе рассматривается программное обеспечение системы гибридного моделирования магнитных полей и результаты практической апробации. Разработанные в рамках диссертационного исследования модели и алгоритмы анализа электромагнитных систем двигателя с полым ротором постоянного и переменного тока ориентированы на реализацию в рамках машинных процедур выбора геометрии объекта проектирования, положены в основу средств программного обеспечения, структура которого обеспечивает проведение необходимых расчетов в оперативных условиях принятия проектных решений. Предложенная структура программного обеспечения состоит из модулей, разработанных в программной среде C++, и элементов управления, позволяющих пользователю активно взаимодействовать в процессе анализа рассматриваемых систем с системой моделирования, осуществлять коррекцию и введение дополнительных данных. Структура разработанного программного обеспечения имеет вид, представленный на рис. 6.


В
процессе проектирования двигателей малой мощности с полым ротором возникает необходимость анализа состояния магнитной системы и распределения магнитного поля. Для решения данной задачи широко применяются продукты, в которых реализованы численные методы расчета. Следует помнить, что при проектировании возникает вопрос выбора оптимальной конфигурации магнитной системы, обеспечивающей достижение наилучших энергетических и массогабаритных характеристик. Возникает необходимость проверки множества возможных конфигураций магнитных систем. Для решения данного вопроса в диссертационной работе основное внимание было уделено созданию специализированной компьютерной системы анализа различных конфигураций магнитных систем двигателя постоянного тока с полым ротором, обеспечивающих поддержку принятия проектного решения и подготовку входных данных для систем численного моделирования магнитного поля.

В ходе работы было рассмотрено непосредственное применение разработанного программного пакета для расчета и анализа геометрии магнитных систем проектируемого двигателя постоянного тока с полым ротором. В качестве технического задания на проектирование был использован набор данных: номинальная мощность=250 Вт; номинальная частота вращения=3500 об/мин; напряжение питания=24 В.

Актуализированной информацией, полученной в ходе эксперимента, являются графические зависимости.

Р
ис. 7- Оптимизационный расчет. Зависимости Mem, ­kef от .
Как видно из результатов расчета, комплексный критерий выбора геометрических размеров магнитных систем и электромагнитный момент достигают максимальных значений при различных соотношениях геометрических размеров активной области магнитной системы. Это осложняет процесс проектирования и требует четкого определения функциональных возможностей, определяющих необходимые выходные характеристики проектируемой электрической машины.

Разработанный программный интерфейс дает возможность качественно и оперативно проводить исследования состояния магнитных систем и осуществляет информационную поддержку процедур принятия проектных решений на стадии выбора конфигурации магнитной системы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

  1. Проведен анализ существующих типов микродвигателей постоянного и переменного тока с точки зрения реализации математических средств моделирования магнитных полей.

  2. Разработаны аналитические модели распределения магнитных полей в условиях общепринятых допущений относительно свойств магнитных материалов и протекания электромагнитных процессов.

  3. Разработан комплексный подход к математическому описанию электромагнитного поля в двигателях постоянного тока и асинхронных машинах малой мощности как основа построения математических моделей магнитных систем.

  4. Разработана модель анализа энергетических характеристик двигателей постоянного тока с полым ротором и асинхронного двигателя с неферромагнитным ротором, а также комплексный критерий выбора геометрических размеров магнитных систем двигателей с полым ротором постоянного и переменного тока, базирующийся на третьем законе электромеханики.

  5. Для различных конструкций двигателей постоянного тока с полым ротором и асинхронного двигателя с неферромагнитным ротором получены конечно-элементные модели и проведен численный анализ различных конфигураций магнитных систем.

  6. Разработана гибридная модель анализа магнитных полей, сочетающая аналитический и численный подходы к моделированию и анализу электромагнитных процессов.

  7. На основе разработанных моделей создано программное обеспечение компьютерной системы моделирования и анализа электромагнитных систем, позволяющее осуществлять активное взаимодействие пользователя с системой в различных режимах принятия проектных решений.

  8. Основные теоретические и практические результаты работы внедрены в учебный процесс ВГТУ в рамках дисциплины кафедры АИТС «Моделирование систем» и кафедры ЭМСиЭС «Математическое моделирование электрических машин», а также в производственную деятельность ОАО «Агроэлектромаш».


Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

  1. Анненков А. Н. Моделирование электромагнитных процессов в управляемых асинхронных машинах с полым ротором. / А. Н. Анненков, Р. О. Нюхин // Машиностроитель. 2006. №3. С. 43-46.

  2. Бурковский В. Л. Создание математической модели магнитного поля в двигателе постоянного тока с полым ротором. / В. Л. Бурковский, Р. О. Нюхин // Системы управления и информационные технологии. 2006. № 1.1 (23) С. 127-129.

  3. Анненков А. Н. Рациональное соотношение между размерами в перфорированном полом роторе асинхронной микромашины. / А. Н. Анненков, Р. О. Нюхин // Машиностроитель. 2006. №8 С. 53-55.

Статьи

  1. Писаревский Ю. В. Оптимизация магнитных систем с использованием инструментальных средств численного моделирования. / Ю. В. Писаревский, Р. О. Нюхин // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: труды всерос. конф. Воронеж, 2004. С. 43-44.

  2. Писаревский Ю. В. Использование метода конечных элементов для оптимизации параметров геометрии магнитных систем микродвигателей постоянного тока. /Ю. В. Писаревский, Р. О. Нюхин // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники: труды региональной студенческой научно-технической конференции. Воронеж, 2004. С. 4-7.

  3. Анненков А. Н. Влияние типа конечных элементов на точность решения задачи низкочастотного гармонического анализа. / А. Н. Анненков, Р. О. Нюхин // Электротехнические комплексы и системы управления: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2004. С. 72-75.

  4. Анненков А. Н. Распределение электромагнитного поля в массивном зубчатом роторе с короткозамкнутой стержневой обмоткой. / А. Н. Анненков, Р. О. Нюхин // Энергия XXI век: науч.-практ. вестник. 2005 №1-2 (55-56). С. 25-30.

  5. Разинкова А. В. О распределении плотности вихревых токов в участке полого ротора асинхронной микромашины. / А. В. Разинкова, А. Н. Анненков, Р. О. Нюхин // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники: труды всероссийской студенческой научно-технической конференции. Воронеж, 2005. С. 342-347.

  6. Бурковский В. Л. Математическое моделирование магнитного поля в двигателе постоянного тока с полым ротором. / В. Л. Бурковский, Ю. В. Писаревский Р. О. Нюхин // Информационные технологии: материалы всероссийской научно-технической конференции. Воронеж, 2005. С. 129-131.

  7. Анненков А. Н. Оптимизация энергетических массо-габаритных показателей асинхронных машин с полым ротором. / А. Н. Анненков, Р. О. Нюхин // Высокие технологии энергосбережения: труды международной школы-конференции. Воронеж, 2005. С. 14.

  8. Анненков А. Н. Подход к оптимизации двигателей постоянного и переменного тока малой мощности на основе третьего закона электромеханики. / А. Н. Анненков, Р. О. Нюхин // Энергия XXI век: науч.-практ. вестник. 2006. № 2 (60). С. 26-29.


Подписано в печать 08.11.2006

Формат 6084/16. Бумага для множительных аппаратов.

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 90 экз. Заказ № ______.
ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»

394026 Воронеж, Московский просп., 14

Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации