Сформульовано ланцюгово-польову математичну модель багатороторного електромеханічного перетворювача та наведено результати моделювання основних його параметрів і характеристик.

Виконано пошук і аналіз оптимальних конструкцій тягового асинхронного двигуна, призначеного для приводу компресорів гальмівних систем електровозів. Основними критеріями при порівнянні різних варіантів двигуна обрано величину пускового моменту і струму, а також температуру обмотки статора. Всі основні характеристики двигунів отримані методами теорії електромагнітного поля.

Выполнен поиск и анализ оптимальных конструкций тягового асинхронного двигателя, предназначенного для привода компрессоров тормозных систем электровозов. Основными критериями при сравнении различных вариантов двигателя приняты величины пускового момента и тока, а также температура обмотки статора. Все основные характеристики двигателей получены методами теории электромагнитного поля.

The search and analysis of optimum constructions of hauling induction motor of intended for the drive of compressors of the brake systems of electric locomotives is executed. By basic criteria for comparison of different variants of engine the sizes of starting moment and current, and also temperature of puttee of stator are accepted. All basic descriptions of engines are got by methods of theory of the electromagnetic field

Сформульовано класифікаційні ознаки та запропоновано класифікацію математичних моделей електромеханічних перетворювачів енергії.

Розроблено математичну модель і виконано порівняльний аналіз динамічної стійкості серійного та модернізованого турбогенератора типу ТВФ-120-2, ротор якого модернізовано відповідно до маловитратної технології.

Розроблено методику визначення індуктивних опорів синхронних машин, яка базується на результатах числових розрахунків електромагнітного поля машини. Наведено розрахункові дані для двох типів синхронних турбогенераторів ТГВ-200 і ТГВ-300.

Сформулирована математическая модель для анализа вибровозмущающих электромагнитных сил в короткозамкнутых асинхронных двигателях при наличии повреждений обмотки ротора. Показано, что сравнительный анализ спектрограмм этих сил позволяет с высокой достоверностью выявлять повреждения обмотки ротора.

Обобщены результаты научных исследований, направленных на создание мощных синхронно-асинхронных турбогенераторов, которые обладают широкими функциональными возможностями и повышенной надежностью эксплуатации. Определено, что данные турбогенераторы совмещают принципы работы синхронных и асинхронных электрических машин, что обеспечивает их более эффективное функционирование в составе энергоблоков тепловых и атомных електростанций. Отмечено, что процесс модернизации и замены отработавших свой ресурс синхронных турбогенераторов целесообразно осуществлять с существенным применением синхронно-асинхронных турбогенераторов нового типа.

Разработана полевая математическая модель для анализа вибровозмущающих сил электромагнитного происхождения в короткозамкнутых асинхронных двигателях при наличии повреждений их конструкции. Установлена взаимосвязь между относительным увеличением уровня вибрации двигателя и характером его повреждения, которая положена в основу предлагаемого метода диагностики его технического состояния.

Сформирована математическая модель для анализа электромагнитных полей в короткозамкнутых асинхронных двигателях при наличии повреждений обмотки ротора. Показано, что сравнительный анализ спектрограмм магнитной индукции позволяет проводить эффективную диагностику характера повреждений обмотки ротора.

Показано, что кратковременные анормальные режимы вызывают резкое увеличение механических напряжений в локальных зонах ротора турбогенератора, что может привести к возникновению в роторе трещин. При определенных параметрах начинается рост трещин при нормальных условиях эксплуатации. Скорость роста трещин зависит от характеристик металла ротора и среды охлаждения. На примере турбогенератора ТГВ-300-2 показано, что предельно допустимое время его эксплуатации после анормального режима не должно превышать 4000 ч, а для обеспечения его дальнейшей эксплуатации необходим тщательный контроль состояния материала ротора.

Разработана и экспериментально апробирована трехмерная полевая математическая модель устройства контроля и диагностики короткозамкнутой обмотки ротора. Сравнены расчетные данные, полученные двух- и трехмерной полевой моделью, с данными эксперимента. Сформулированы перспективы применения рассматриваемого устройства.

На основе трехмерной полевой математической модели проведена параметрическая оптимизация индукционного устройства диагностики дефектов короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного электродвигателя.

Разработана трехмерная полевая математическая модель устройства контроля и диагностики дефектов короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя. С помощью разработанной модели исследована чувствительность предложенного устройства при обнаружении и диагностике скрытых дефектов короткозамкнутой обмотки на начальной стадии их развития.

Достоверный расчет токов и потерь в крайних пакетах сердечника статора необходим при разработке новых технических решений в модернизируемых турбогенераторах. Разработана полевая математическая модель вихревых токов и потерь в крайних пакетах сердечника статора турбогенератора. Для задания источников поля в модели использованы экспериментальные данные, что повышает достоверность расчетных результатов. Проанализировано влияние продольного разреза зубцов крайних пакетов на величины токов и потерь. Показано, что выполнение продольных разрезов в зубцах турбогенератора ТГВ-300 ведет к снижению токов в зубцах в 1,4 раза. Однако, учитывая большую механическую прочность сплошных зубцов, такое увеличение потерь можно скомпенсировать применением новых методов экранирования. При этом крайние пакеты со сплошными зубцами более перспективны для применения в модернизируемых ТГВ-300.

Создание эффективных синхронных двигателей с постоянными магнитами для электромобилей требует разработки полевых математических моделей, позволяющих моделировать происходящие процессы во времени с учетом вращения ротора. Рассмотрен двигатель с "коллекторной" конструкцией ротора. С помощью разработанной полевой модели выполнен комплекс исследований, позволивший обосновать выбор основных конструктивных параметров двигателя, обеспечивающих заданные энергетические и габаритные показатели: число полюсов, величину воздушного зазора, размеры постоянных магнитов. Исследован гармонический состав ЭДС обмотки статора и пульсации электромагнитного момента. Показано, что совместное применение профилирования полюсов ротора и скоса пазов статора существенно уменьшают пульсации момента.

Обобщены результаты научных исследований, направленных на разработку научных основ, методов и средств диагностики асинхронных электродвигателей (АЭД). Охарактеризованы различные подходы и методы к решению задачи технического контроля и диагностики повреждений АЭД. Наряду с методами математического моделирования физических процессов в поврежденных АЭД приведены результаты экспериментальных исследований. Рассмотрен ряд смежных проблем контроля и диагностики - вопросы эксплуатационного мониторинга энергоэффективной работы АЭД, интегральные методы диагностики, контрольно-диагностические методы определения качества ремонтов АЭД, которые имеют важное практическое применение. Изучен метод статистической вибродиагностики асинхронных двигателей, основанной на применении вероятностных диагностических признаков.

Методами математического моделирования исследованы взаимосвязанные электромагнитные, механические и тепловые процессы в рельсовом ускорителе электропроводных тел. Разработана мультифизическая цепная математическая модель ускорителя. Предложено усовершенствование ускорителя традиционного исполнения - его многоступенчатая конструкция, позволяющая по сравнению с ускорителем традиционного исполнения существенно увеличить электромеханический КПД за счет снижения джоулевых потерь в рельсах. Это достигается за счет выключения из разрядного контура в процессе движения ускоряемого тела тех участков рельс, которые не задействованы в создании полезного магнитного потока и выполняют только функции токопровода. На примере ускорителя небольшого калибра показано существенное увеличение КПД и снижение нагрева элементов ускорителя.

При помощи методов математического моделирования исследованы характеристики системы рекуперации энергии механических колебаний транспортных средств при их движении в сложных дорожных условиях. Приведена структура такой системы, преобразующей энергию механических колебаний в следующей последовательности: механическая энергия возвратно-поступательного движения - механическая энергия вращательного движения - электрическая энергия переменного тока - электрическая энергия постоянного тока. В состав системы входят: механическое устройство преобразования возвратно-поступательных колебаний шасси транспортного средства в однонаправленное врашение ротора электрогенератора, трехфазный генератор переменного тока с постоянными магнитами, выпрямитель и аккумуляторная батарея. Исследованы режимы работы системы, обеспечивающие эффективные процессы зарядки аккумуляторной батареи. На конкретном примере системы приведены данные о времени зарядки аккумуляторных батарей грузового автомобиля.