Удосконалення конструкції електричної машини постійного струму за рахунок застосування нових засобів зниження зовнішнього магнітного поля. Вплив на зовнішнє магнітне поле параметрів машини (кількості полюсів, частоти обертання та схеми з’єднань).
Аннотация к работе
Аналіз діючих та перспективних вимог до рівнів ЗМП електроустаткування з одного боку та його фактичних рівнів з іншого боку показує, що у МПС необхідно забезпечити зниження ЗМП не менш ніж в 5-10 разів. Тому актуальним є вирішення задачі підвищення ефективності методів зниження ЗМП машин постійного струму шляхом розвитку цих методів та розробки високоефективних засобів їх реалізації, які враховують особливості конструкції і технології виготовлення машин. Дисертація є наслідком діяльності здобувача при виконанні ряду науково-дослідних робіт: “Розробка засобів зниження магнітних моментів основних груп електрообладнання” (спільно з ХПІ, договір №10-16910720 від 17.11.87, шифр “Захист 551”); ”Розвиток теорії просторового гармонічного аналізу магнітного поля технічних обєктів” (Постанова Бюро Відділення фізико-технічних проблем в енергетиці НАН України від 27.12.94 за № 9, шифр “Контур”, №ДР 0195U010016); “Створення технології зниження завадонесучих магнітних полів електроенергетичного обладнання” (договір № 2/1043-97 від 26.08.97 з Міннауки України, шифр “Завада”, №ДР 0197U015583); “Розвиток теорії розмагнічування технічних обєктів та її застосувань” (Постанова Бюро Відділення фізико-технічних проблем в енергетиці НАН України від 26.04.01 за №5 §21 п.1, шифр “Демаг”, №ДР 0101U001849), в яких здобувач був виконавцем окремих розділів. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності методів зниження ЗМП машин постійного струму шляхом розвитку цих методів та розробки високоефективних засобів їх реалізації, які враховують особливості конструкції і технології виготовлення машин. набули подальшого розвитку методи зниження ЗМП і розроблено нові ефективні способи та засоби, зокрема “безмоментне” зєднання щіток та обмоток кола якоря, спосіб симетрування магнітного кола за допомогою феромагнітних прокладок під полюсами, спосіб зменшення анізотропії якоря введенням додаткової операції послідовного повороту жерстей на 45° при штампуванні, спосіб статичного розмагнічування імпульсом струму збудження, який відповідає релаксаційній коерцитивній силі, спосіб компенсації магнітного моменту за допомогою пристрою, що враховує гістерезисні властивості постійного ЗМП машини.Просторовий розподіл ЗМП визначався у площині основного магнітного потоку машини, перпендикулярній їй площині, та по осі обертання на різних відстанях R від машини роздільно по колу збудження та якоря. Двополюсна складова магнітної індукції вказує на наявність у машини постійного магнітного моменту струмів, довільно орієнтованого у просторі, що припустимо повязано з асиметріями обмоток та магнітопроводу. Враховуючи різний ступінь спадання просторових гармонік, на “далеких” відстанях (більше 2 максимальних габаритних розмірів машини) математична модель МПС як джерела ЗМП з достатньою точністю може бути зображена тільки дипольною просторовою гармонікою, тобто магнітним моментом диполя за винятком 4-полюсних машин, математичну модель яких можна вважати дипольною з відстані не менш пяти максимальних габаритних розмірів, а ближче необхідно враховувати і “власну”, квадрупольну гармоніку. З таблиці витікає, що в площині основного магнітного потоку машини максимальне значення змінного магнітного моменту струмів спостерігається на частоті f =(p-1)f2 а по осі обертання якоря - на частоті f = pf2, де f2 - частота обертання якоря. Також машини мають обертові та пульсуючі магнітні моменти на інших частотах, кратних f2, зокрема: обертовий на частоті f = (p 1)f2, пульсуючий на частоті f = pf2, пульсуючий та обертовий на частотах f = (p±±2)f2.У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення науково-практичного завдання, яке полягає у підвищенні ефективності методів зниження зовнішнього магнітного поля електричних машин постійного струму, що досягається за рахунок розробки засобів, які враховують особливості конструкції, принципу дії та технології виготовлення цих машин і дозволяє забезпечити досягнення рівня діючих та перспективних вимог. Проведений аналіз розподілу у навколишньому просторі постійного, змінного та залишкового ЗМП багатополюсних машин постійного струму підтвердив наявність у них складових просторових гармонік магнітної індукції та відповідних їм мультипольних магнітних моментів, дозволив пояснити походження і розподіл цих складових, виявити їх закономірні звязки з параметрами машин (числом полюсів, частотою обертання, схемою зєднань та інше). З урахуванням вкладу цих гармонік в сумарне ЗМП доведено, що на “далеких” відстанях від машини її ЗМП може бути представлене першою просторовою гармонікою магнітної індукції, або магнітним моментом. Це дозволило виявити причини виникнення дипольних магнітних моментів в багатополюсних МПС та повязати ці моменти з конкретними асиметріями, в тому числі технологічними відхиленнями у виготовленні машини. В результаті теоретичних та експериментальних досліджень асиметрій активного ядра МПС було встановлено, що постійний і залишковий магнітні моменти є наслідком асиметрії статора, а змінний магнітний момент - нас