Синтез вісесиметричних електромагнітів постійного струму з поліпшеними характеристиками - Автореферат

Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукЗахист відбудеться "25_" ; жовтня 2011 року о 1100_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 45.052.01 Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України за адресою: ауд. З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України (вул. Зазначена задача вирішена шляхом вдосконалення методики синтезу базових вісесиметричних електромагнітів на основі урахування всіх можливих залежностей між параметрами, які визначають конструкцію електромагнітів, що розглядаються, і їх функціональне призначення, що дозволило забезпечити однозначність розвязання задач синтезу і задач оптимізації для цих електромагнітів. Наведені результати відповідних досліджень і розрахунків на основі сумісного розвязання рівнянь звязку між параметрами цих електромагнітів, які враховують і особливості їх геометрії, і фізичні процеси в них. Для броньового електромагніту з рухомим якорем одержано новий вираз, що повязує тягове зусилля і діаметр якоря для режиму сталої теплової рівноваги, що дозволило врахувати основні параметри тепловиділення і магнітні властивості матеріалу магнітопроводу при розвязанні задач розрахунку цих електромагнітів.Великий клас електромагнітних систем, які знайшли широке застосування як основа електромагнітів електричних апаратів і інших електромеханічних пристроїв та механізмів, являють собою електромагніти з осьовою симетрією. Але загальні й окремі методи, що застосовуються в практиці проектних розрахунків і дослідження вісесиметричних електромагнітів постійного струму, не дозволяють використовувати їх безпосередньо для визначення раціональних співвідношень геометричних і електричних параметрів цих електромагнітів. Це повязано з труднощами сумісного розвязання рівнянь, які описують робочий стан цих електромагнітів, що обумовлює необхідність подальшого розвитку теорії і практики розрахунку вісесиметричних електромагнітів з метою узагальнення в розрахункових методик для однозначного розвязання задач синтезу і оптимізації для цих електромагнітів. Тому актуальною науково-практичною задачею є обґрунтовування методик, які дозволять здійснювати при впровадженні нових і вдосконаленні відомих типів вісесиметричних електромагнітів постійного струму синтез цих електромагнітів з забезпеченням необхідних умов працездатності при поліпшенні технічних характеристик. Для досягнення мети досліджень були використані такі методи: диференціально-векторної алгебри для аналізу властивостей плоско-меридіанного магнітного поля електромагнітів з осьовою симетрією; системного аналізу для визначення базових вісесиметричних електромагнітів; комбінаторики для встановлення числа варіантів розрахункових задач для архетипів електромагнітів з осьовою симетрією (віток зі струмом, кругова циліндрична обмотка зі струмом); сканування (простого перебору) для розвязання одновимірних задач оптимізації електромагнітів з осьовою симетрією.У першому розділі наведено: опис існуючих класифікацій електромагнітів постійного струму, які виділяють електромагніти з осьовою симетрією; огляд відомих методик розвязання задач розрахунку і визначення раціональних параметрів вісесиметричних електромагнітів постійного струму. На основі відповідного огляду існуючих підходів до розрахунку електромагнітів з осьовою симетрією, у розвиток ідеї ядра електромагнітної системи (Любчик М.А.) та використання ідеалізованих систем (Лейтес Л.В.), вказується на можливість побудови загальної методики розрахунку електромагнітів, що розглядаються, як єдиної розрахункової методики сумісного розвязання однотипних рівнянь, які характеризують усі фізичні процеси в електромагніті (рівняння звязків електричних параметрів обмотки, електромагнітної сили, магнітного ланцюга, нагріву, розмірних ланцюгів). На основі аналізу сучасних математичних методів розвязання задач оптимізації зроблено висновок, що розвязання цих задач для електромагнітів може базуватися на групі методів сканування (перебору), які мають універсальну процедуру пошуку екстремуму функції цілі. Відповідно до відомої постановки задачі оптимального проектування наведена формалізація задачі оптимізації електромагнітів з осьовою симетрією: знайти , щоб або і , де - можлива сукупність параметрів електромагніту; - множина , що задовольняє обмеженням на значення параметрів (рівняння звязку параметрів електромагніту); - цільова функція (критерій оптимальності); - розвязок задачі оптимізації.

Основний зміст роботи