Науково-технічні основи створення поліфункціональних електромеханічних перетворювачів технологічного призначення - Автореферат

Розумною альтернативою традиційним комплексам, які містять окремо сформовані одиниці обладнання, стають електротехнічні комплекси на базі поліфункціональних електромеханічних перетворювачів (ПЕМП) технологічного призначення, які передбачають ефективне використання дисипативної складової енергії, структурну, функціональну і теплову інтеграцію. поліфункціональний електромеханічний перетворювач Створення ПЕМП і технологій на їх основі базується на ідеї суміщення в одному електромеханічному пристрої одночасно нагрівальних, транспортуючих, змішувальних (турбулентноформуючих) функцій, інтеграції теплової енергії і спрямування останньої в зону переробки сировини. Такі дослідження з точним врахуванням ефекту витиснення струмів в ПФР, нелінійної залежності магнітної проникності, а також впливу на параметри і характеристики температури ПФР, яка може досягати 3500С, можливі тільки методами теорії електромагнітного (ЕМП) і теплового (ТП) полів на основі узагальненої математичної моделі (ММ), програмних засобів автоматизованого аналізу і синтезу ПЕМП. Рішення вказаних задач, присвячених розробці науково-технічних основ створення поліфункціональних електромеханічних перетворювачів для енергоресурсозберігаючих технологій, є актуальним та складає предмет досліджень даної дисертації. Як науковий керівник здобувач очолював виконання держбюджетних робіт МОН України за науковим напрямком "Енергоефективні і ресурсозберігаючі технології в промисловості і агропромисловому комплексі": "Дослідження електротепломеханічних перетворювачів для енергозберігаючих технологій переробки сипучих і легкоплавких речовин" (№ ДР 0104U002172, 2004 р.); "Розробка теорії і методології створення поліфункціональних електротехнічних комплексів технологічного призначення з повним використанням дисипативної складової енергії" (№ ДР 0107U001473, 2007 р.).На базі огляду науково-технічної та патентної літератури, аналізу і узагальнення досліджень, що проводяться у галузі електромеханічних перетворювачів енергії з ПФР, які суміщені з виконавчим механізмом, а дисипативна складова енергії розглядається як корисна, визначені невирішені проблеми та обґрунтовано напрям досліджень. Принцип структурної і функціональної інтеграції ПЕМП полягає у наступному: суміщена технічна система, яка поєднує електромеханічну, механічну і теплові підсистеми для реалізації інтегральної функції по сукупності функціональних ознак електродвигуна, виконавчого механізму та нагрівача, створюється на основі збереження спадкоємності інформації первинного джерела ЕМП, кореляції структурних ознак з генетичними операторами синтезу (схрещування, реплікації, внутрішньовидової мутації, просторової і електромагнітної інверсії). Принцип забезпечення замкненості теплових ланцюгів у системі "ПЕМП-РНОС" формулюється так: елементи конструкції, активні частини, теплообмінні поверхні та РНОС, як елемент ПЕМП, повязані таким чином, що утворюють замкнений тепловий ланцюг, а вся теплова енергія, що виробляється ПЕМП, шляхом прямої теплопередачі або рекуперації витрачається на приріст ентальпії речовини, що переробляється. ПЕМП, до складу якого входять як мінімум два (умовно ДМ і ГМ) електромагнітних модулів, які утворені статорами і відповідними зонами ПФР, короткочасно, періодично або постійно працюють у одому з наступних режимів: а) узгоджений напрямок відповідно прямих і зворотних МРС обертових синхронних магнітних полів модулів, які створюють при взаємодії з вихровими струмами ПФР, напрямок обертання якого узгоджений з прямими МРС поля, сумарний, кратно збільшений по відношенню до номінального, ЕММ (форсований режим); б) протилежний напрямок відповідно прямих і зворотних МРС обертових синхронних магнітних полів модулів, які утворюють при взаємодії з вихровими струмами ПФР різних частот, визначених співвідношенням ковзань ДМ та ГМ, ЕММ протилежних напрямків, що формують при навантаженні ПЕМП частоту обертання з 5…10 кратним зниженням по відношенню до синхронної без застосування механічного редуктора (рис. ; ; , де k = 1, 2 - індекс модуля (k = 1 для ДМ; k = 2 для ГМ); , магнітна проникність та електропровідність ділянок середовища в межах розрахункової області; - значення густини струму, обумовленого сторонніми ЕРС; I - діюче значення струму обмотки статора; WП - кількість послідовно зєднаних елементарних провідників у пазу; SП - площа паза статора; SA - площа інтегрування, яка складається з сумарної площі перерізу сторін усіх послідовно зєднаних котушок фази, які мають струми одного напрямку; - активна довжина статора; , с, - відповідно теплопровідність, теплоємність та щільність матеріалу розрахункової області; - радіус повітряного проміжку.Сукупність наукових положень і технічних розробок, представлених в дисертації, складає обґрунтоване вирішення важливої науково-практичної проблеми створення перспективного класу високоефективних електромеханічних перетворювачів з повним використанням дисипативної складової енергії і поліфункціональними властивостями. Розроб

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ