Теоретичне й експериментальне дослідження малоінерційного лінійного електродвигуна постійного струму в пускових і сталих режимах. Програмна реалізація методів розрахунку магнітного поля, електромагнітних параметрів та електродинамічних процесів двигуна.
Аннотация к работе
Лінійні електродвигуни (ЛЕД) вже знайшли досить широке використання в різних галузях техніки і мають перспективи застосування в транспортних системах. Техніко-економічний аналіз виявив, що зазначеним вимогам може відповідати малоінерційний лінійний двигун постійного струму (ЛДПС) із тиристорною системою комутації обмотки якоря. Метою дисертаційної роботи було - теоретичне й експериментальне дослідження макетного зразка малоінерційного лінійного електродвигуна постійного струму і на цій основі - розробка теорії і загальної концепції конструювання двигунів такого типу. Практична цінність результатів роботи полягає у впровадженні розробленої методики розрахунку при проектуванні і створенні лінійних електродвигунів на базі чисельних розрахунків електромагнітних полів, електромагнітних параметрів і електродинамічних процесів. У колективно опублікованих роботах особистий внесок здобувача полягає в: розробці математичної моделі малоінерційного лінійного двигуна; моделюванні електромагнітних полів в лінійному електродвигуні при застосуванні чисельних методів кінцевих різниць та дзеркальних відображень; проведенні порівняльного аналізу експериментальних та розрахункових даних електромагнітних процесів в малоінерційному лінійному електродвигуні при застосуванні коловопольового методу розрахунку; отриманні результатів аналізу розрахунків магнітного поля у поздовжньому перерізі; проведенні розрахунку електродинамічних зусиль у обмотках індуктора ЛЕД; проведенні експериментальних вимірювань та розрахунку індуктивних параметрів системи збудження та електродинамічних процесів при різних початкових умовах роботи лінійного двигуна; розробці пакету прикладних програм для: дослідження електромагнітних параметрів і електродинамічних процесів лінійного електродвигуна; розрахунку вихрових струмів в елементах конструкції двигуна.У такому ЛЕД живиться тільки активна ділянка якірної обмотки, що збігається по довжині з індуктором. Так у попередньому розрахунку, зокрема, проводяться обчислення: часу розгону ЛЕД; прискорення при розгоні; необхідної сили тяги, що віддається лінійним двигуном; максимального лінійного струмового навантаження двигуна; його максимальної електромагнітної потужності; струму якоря; механічної енергії, що віддається двигуном при пуску; середнього лінійного струмового навантаження смуги гальмування й інших необхідних для подальших розрахунків величин. Відмінними рисами двигуна є: відносно великий зазор , що приводить до зниження індуктивності обмоток; відсутність феромагнітних мас в індукторі, що забезпечує мінімум сил інерції; обмотка якоря, що винесена в основний зазор ; короткочасний характер роботи, який дозволяє вибрати підвищену щільність струму в обмотках. Зокрема про те, що через специфіку імпульсного режиму роботи ЛЕД виявляється можливим використання великої щільності струму в обмотках якоря 90 А/мм2 і індуктора 80 А/мм2, тому що перевірочні розрахунки, а в наслідок і результати експериментів на натурному зразку показали, що має місце припустиме перевищення температури обмоток і елементів конструкції двигуна над температурою навколишнього середовища. При припущенні рівномірної щільності струму в перерізі котушок на елемент із розмірами припадає струм: , (6) де - число витків котушки, - площа поперечного перерізу сторони котушки, - струм даної котушки.