Представлен расчетный анализ характеристик индуктора вращающегося магнитного поля технологического назначения. Конструкция его статора заимствована у трехфазного асинхронного двигателя. Цилиндрическая полость внутри статора занята рабочей камерой, в которую загружается сыпучее или жидкое обрабатываемое вещество. Обработка происходит движущимися с магнитным полем продолговатыми ферромагнитными элементами. Изложена методика получения электрических, магнитных и энергетических величин индуктора, основанная на численно-полевых расчетах с учетом магнитной анизотропии среды, заполняющей рабочую камеру. Взаимные зависимости ряда величин сформированы в семейство характеристик, проявляющих его свойства в рабочем режиме. В работе его особенностью является стабильность напряжения обмотки статора индуктора. Это дополняет проведенные ранее исследования индуктора в режиме со стабилизацией тока обмотки, что позволяет сравнить такие варианты работы. На примере тестового образца индуктора показан ряд его характеристик, приведены векторные диаграммы электрических и магнитных величин, иллюстрирующие их взаимные фазовые смещения.

Представлен расчетный анализ характеристик индуктора вращающегося магнитного поля технологического назначения. Конструкция его статора заимствована у трехфазного асинхронного двигателя. Цилиндрическая полость внутри статора занята рабочей камерой, в которую загружается сыпучее или жидкое обрабатываемое вещество. Обработка происходит движущимися с магнитным полем продолговатыми ферромагнитными элементами. Изложена методика получения электрических, магнитных и энергетических величин индуктора, основанная на численно-полевых расчетах с учетом магнитной анизотропии среды, заполняющей рабочую камеру. Взаимные зависимости ряда величин сформированы в семейство характеристик, проявляющих его свойства в рабочем режиме. В работе его особенностью является стабильность напряжения обмотки статора индуктора. Это дополняет проведенные ранее исследования индуктора в режиме со стабилизацией тока обмотки, что позволяет сравнить такие варианты работы. На примере тестового образца индуктора показан ряд его характеристик, приведены векторные диаграммы электрических и магнитных величин, иллюстрирующие их взаимные фазовые смещения.

Представлен метод определения концентрации ферромагнитных элементов в рабочей камере индуктора вращающегося магнитного поля, предназначенного для технологической обработки различных веществ. Метод заключается в контроле тока обмотки статора индуктора и не требует вмешательства в технологический процесс обработки. Дано теоретическое обоснование метода и проведена практическая расчетная оценка его адекватности на примере конкретного индуктора. Теория и практика метода основаны на численных расчетах магнитного поля, электромагнитных параметров и угловых характеристик индуктора. Практическое использование метода заключается в определении времени дозагрузки камеры ферромагнитными элементами, которые истираются в процессе работы индуктора.

Рассмотрены теория и результаты численно-полевого анализа электромагнитных величин, их фазовых соотношений и соответствующих характеристик трехфазного индуктора магнитного поля. Индуктор подобен статору асинхронного двигателя и обеспечивает обработку различных веществ. Это происходит с помощью движущихся с вращающимся магнитным полем продолговатых ферромагнитных элементов, находящихся в его рабочей камере. Расчетная модель камеры представлена анизотропной магнитной средой с разными магнитными проницаемостями по ее продольной и поперечной осям. Расчеты характеристик проведены в режиме нагрузки индуктора в зависимости от фазового сдвига магнитодвижущей силы обмотки статора относительно продольной оси камеры и при обеспечении неизменной величины тока этой обмотки. Полученная совокупность характеристик должна способствовать проектированию и совершенствованию индукторов рассмотренного типа. Представленная методика является универсальной, так как позволяет отображать их сердечники практически любой формы.

Представлены принципы и тестовые результаты численно-полевого расчета мощности магнитных потерь (ММП) в электрических машинах. Разработанный уточненный метод основан на поиске максимумов значений магнитной индукции во множестве миниэлементов в зубцах и ярме сердечника якоря, достигаемых в процессе его вращения. По распределению найденных максимумов магнитной индукции определяются их среднеквадратичные значения на указанных участках сердечника в целом, и по ним вычисляются ММП. Метод позволяет отображать расчетные модели сердечников любой формы и практически не требует упрощения их геометрической структуры. Тестовая реализация метода выполнена на примере двигателя постоянного тока и опирается на экспериментальные данные по ММП в нем. Проведен сравнительный анализ распределений магнитной индукции и ММП в режимах холостого хода и нагрузки для вариантов сердечника якоря с одним и двумя рядами аксиальных вентиляционных каналов и без них.

Представлены принципы и результаты численно-полевого определения электромагнитных и энергетических параметров спроектированных трехфазных асинхронных двигателей с целью их поверочного анализа. Это реализуется расчетами магнитного поля в программной среде FEMM. Расчеты автоматизированы посредством управляющей программы на алгоритмическом языке Lua. Для апробации метода использовались данные двигателя мощностью 15 кВт. Оценка адекватности проектных параметров двигателя его исходным данным проводится по намагничивающему току, расчетным напряжению и мощности. Исследования показали проблемы проектирования двигателей по классической методике, где электромагнитные расчеты основаны на методе расчета магнитной цепи. Предлагается внедрение системы численно-полевых расчетов параметров асинхронных двигателей как эффективной основы для их уточненного проектирования.

Представлены принципы и результаты численно-полевого определения и гармонического анализа ЭДС в обмотках трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутой обмоткой ротора. Это реализуется в динамике многопозиционными расчетами вращающегося магнитного поля методом конечных элементов в программной среде FEMM. Расчеты автоматизированы посредством управляющей программы на алгоритмическом языке Lua. Анализ проводится для фазной обмотки статора и разных стержней обмотки ротора в режиме нагрузки и искусственных режимах холостого хода. Для определения временных функций ЭДС базовыми являются аналогичные функции магнитного потокосцепления, получаемые в дискретной числовой форме. Переход к ЭДС осуществляется через разложение функций в гармонические ряды, а также в конечно-разностной форме. Для апробации представленного метода анализа ЭДС используется двигатель мощностью 15 кВт. Выявлен сложный характер временных функций ЭДС и их широкие гармонические спектры.

Рассмотрены аналитические и численные методы расчетов магнитных полей и определение электромагнитных и силовых параметров электротехнических устройств на этой основе. Изложены теория и принципы расчета переходных процессов в нелинейных электромагнитных системах, переменных электромагнитных полей и вихревых токов. Отмечено, что все это связано с реальными электротехническими объектами, начиная от одиночного проводника и заканчивая электрическими машинами.

На основании численных расчетов вращающегося магнитного поля проведена оценка работы турбогенератора при несимметричной нагрузке в рамках ее стандартных ограничений. Проанализированы величины и временные функции силовых действий на стержни обмотки и части ферромагнитного сердечника статора, элекромагнитного момента и его пульсаций. Выявлено распределение мощности по фазным обмоткам статора и их коэффициенты мощности. Расчеты проведены на примере турбогенератора мощностью 35 МВт. Сопоставлены результаты при несимметричной и симметричной его нагрузках.

На основе многопозиционных численных расчетов вращающегося магнитного поля проведена оценка работы ротора турбогенератора при несимметрии нагрузки в рамках ее стандартных ограничений. Результаты расчетов при несимметричной нагрузке, проведенные на примере турбогенератора мощностью 35 МВт, сопоставлены с аналогичными результатами при симметричной нагрузке. Проанализированы форма и гармонический состав ЭДС в обмотке ротора и в его пазовых клиньях, дана оценка токов, вызванных этими ЭДС. Рассмотрены также временные функции переменной составляющей магнитной индукции на поверхности вращающегося ротора.

Розвинуто теорію і методи проектування електричних машин і турбогенераторів. Це зроблено на основі чисельних методів розрахунку і аналізу їх магнітних полів, електромагнітних і силових параметрів, характеристик і процесів у поєднанні з використанням сучасної комп'ютерної техніки. Викладено теоретичні основи чисельного аналізу, представлено програмне забезпечення, проведено розрахунковий аналіз на конкретних моделях турбогенераторів.

Показаны принципы автоматизированного формирования геометрической и физической моделей трехфазных асинхронных двигателей на алгоритмическом языке Lua для расчета их магнитных полей и параметров в программной среде пакета FEMM. Представлены теоретические основы, алгоритм и текст программы с подробными комментариями, файл исходных данных, а также краткая инструкция для работы со скриптом Lua и примеры получаемых результатов. Возможности составленного скрипта Lua демонстрируются на примере реального четырехполюсного асинхронного двигателя мощностью 15 кВт.

Представлен пример проектного синтеза электромагнитной системы турбогенератора (ТГ) при его модернизации. Создана математическая модель, связывающая новые и базовые параметры ТГ при изменении числа пазов статора. Разработан скрипт Lua, обеспечивающий численно-полевые расчеты электромагнитных параметров ТГ в программной среде FEMM. Построение конструктивной и расчетной моделей, численно-полевые расчеты и выдача результатов выполняются компьютером автоматически, что обеспечивает высокую эффективность процесса проектирования ТГ. Апробация системы синтеза проведена на примере ТГ мощностью 340 МВт.

Представлены теоретические основы расчета электромагнитных величин и их фазовых соотношений для турбогенераторов. Это реализуется путем численных расчетов магнитного поля в программном пакете FEMM. Расчеты автоматизированы посредством созданной программы на алгоритмическом языке Lua. Она управляет расчетами и организует выдачу результатов в текстовый файл. Представленный скрипт Lua универсален и может послужить прототипом аналогичного программного обеспечения для других типов электрических машин.

На основании численных расчетов вращающегося магнитного поля проведена оценка работы турбогенератора при несимметричной нагрузке. Проанализированы временные функции магнитной индукции в неподвижных точках магнитной системы статора, форма и гармонический состав ЭДС его обмоток, их мощности. Результаты расчетов при несимметричной нагрузке сопоставляются с аналогичными результатами при симметричной нагрузке.

Представлены принципы численно-полевого определения электромагнитных и энергетических параметров спроектированных трехфазных асинхронных двигателей с целью их поверочного анализа. Это реализуется путем расчетов магнитного поля в программной среде FEMM. Расчеты автоматизированы посредством управляющей программы на алгоритмическом языке Lua, которая реализует физико-геометрическую модель электромагнитной системы двигателя, управляет расчетами и организует выдачу результатов в текстовый файл. При апробации метода использовались проектные параметры двигателя мощностью 15 кВт. Проведены тестовые расчеты магнитных полей в различных расчетных режимах для выяснения адекватности задаваемых фазовых соотношений токов и получаемых магнитных потокосцеплений обмоток. Представлены и проанализированы электромагнитные и энергетические параметры, полученные через расчет магнитного поля. Основная оценка адекватности параметров спроектированного двигателя его исходным данным проводится по расчетным электродвижущей силе и напряжению, а также по его выходной мощности. Исследования показали проблемы проектирования двигателей по классическим методикам, электромагнитные расчеты в которых основаны на методе магнитной цепи. Подтверждено, что внедрение рассмотренной системы численно-полевого определения электромагнитных и энергетических параметров асинхронных двигателей может стать эффективной основой для поверочных расчетов спроектированных двигателей и для их уточненного проектирования.

Представлены принципы и результаты численно-полевого расчета координатных и временных функций величин, характеризующих магнитное поле в активной зоне трехфазного асинхронного двигателя в режиме нагрузки. На примере двигателя мощностью 15 кВт анализируются угловые функции магнитной индукции (МИ) в зазоре, в зубцово-пазовых структурах ротора и статора, в спинке сердечника статора, радиальные функции МИ и напряженности магнитного поля в пазах и зубцах ротора и статора, а также временные функции МИ в точках зазора и сердечника статора, в точках, связанных с вращающимся ротором.

Представлены принципы подготовки расчетной модели турбогенератора (ТГ) для численно-полевого анализа электромагнитных процессов в нем при несимметричной нагрузке. Исходя из стандартных ограничений такой эксплуатации ТГ, с использованием метода симметричных составляющих, получаются токи его обмоток вместе с их фазовыми соотношениями. Анализируются временные дискретные функции электромагнитных величин ТГ, которые получаются многопозиционными расчетами вращающихся магнитных полей. В качестве примера проведена оценка фазных ЭДС, напряжений, мощностей и других величин при несимметричной нагрузке ТГ мощностью 35 МВт.

Представлены основные вопросы, связанные с электроснабжением промышленных предприятий и управлением им, распределением электрических нагрузок, расположением трансформаторных подстанций, компенсацией реактивной мощности и в целом с организацией других необходимых мероприятий. Отражены аспекты техники безопасности и охраны труда на промышленных предприятиях.

Представлены принципы автоматизированных расчетов в программной среде пакета FEMM для анализа динамики электромагнитных процессов в турбогенераторах. Это реализовано в виде скрипта на алгоритмическом языке Lua. Временные функции электромагнитных величин получаются посредством многопозиционных расчетов магнитного поля с обеспечением его вращения вместе с ротором турбогенератора.