Індекс рубрикатора НБУВ: З261.63 + К621.003.1

Рубрики:

Асинхронні (індукційні) машини

Нагрівання металів при прокатуванні

Шифр НБУВ: Ж69973 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Наведено загальні відомості про баштові споруди та башти-атракціони, розглянуто історію їх виникнення, класифікацію, вітчизняний і зарубіжний досвід будівництва та сучасні конструктивні рішення. Розкрито теоретичні засади розрахунку систем динамічного гальмування башт-атракціонів вільного падіння. Запропоновано методи моделювання опорних платформ башт-атракціонів, наведено рекомендації щодо раціоналізації їх параметрів. Розглянуто загальні принципи розрахунку втрати стійкості рівноваги фундаментних і безфундаментних башт-атракціонів, висвітлено питання моделювання та розрахунку їх удосконалених міжсекційних елементів (вузлів). Наведено результати експериментальних досліжень роботи башти-атракціону та запропонованих з'єднань під дією статичних навантажень, а також гвинтових паль.

Изложены общие сведения о башневых сооружениях и башнях-атракционах, рассмотрена история их создания, классификация, отечественный и зарубежный опыт строительства, а также современные конструктивные решения. Раскрыты теоретические основы расчета систем динамического торможения башней-атракционов свободного падения. Даны методы моделирования опорных платформ баштей-атракционов, обоснованы рекомендации по рационализации их параметров. Рассмотрены общие принципы расчета утраты устойчивости и равновесия фундаментных и безфундаментных баштей-атракционов, освещены вопросы моделирования и расчета их усовершенствованных межсекционных элементов (узлов). Изложены результаты экспериментальных исследований работы башни-атракциона и новых вариантов соединений под действием статических нагрузок, а также винтовых шпилей.

Розроблено метод розрахунку електричних характеристик лінійного генератора, що входить до складу пристрою для перетворення енергії морських хвиль, з врахуванням динамічних режимів руху індуктора та реакції електромагнітної системи. Метод засновано на сумісному розв'язку рівнянь динамічної рівноваги механічної системи (рівняння Даламбера) та електричного кола трифазного лінійного генератора (рівняння за другим законом Кірхгофа). Описано конструкцію лінійного генератора, до складу якого входить лінійний індуктор, виконаний у вигляді періодичної системи постійних магнітів. Встановлено залежність енергетичних характеристик лінійного генератора від характеру переміщення індуктора під час дії хвилі заданої форми, а також розглянуто вплив сили електромагнітної взаємодії на потужність, що генерується генератором за заданих параметрів системи індуктор - буй.

Встановлено систему рівнянь, розв'язок яких надає змогу визначити взаємозв'язок між законом переміщення індуктора та струмами трифазного лінійного генератора за дії хвилі заданої форми з урахуванням реакції електромагнітної системи. На основі розв'язку електромеханічної задачі, механічна частина якої представлена рівнянням динамічної рівноваги механічної системи (рівняння Даламбера), електрична частина представлена рівняннями за другим законом Кірхгофа, досліджено вплив форми хвилі на характер руху індуктора та форму струму, що генерується лінійним генератором. Встановлено, що за умови синусоїдальної форми хвилі напруга та струм лінійного генератора несинусоїдальні. Виявлено вплив сил інерції на рух індуктора та генерацію струму.

Запропоновано методику розрахунку енергетичних показників для торцевого дугостаторного асинхронного двигуна (ТДАД) з дисковим неферомагнітним ротором як безредукторним електроприводом. Одержано формули для проведення розрахунку опорів взаємоіндукції та власного опору обмоток. Методика розрахунку включає визначення фазних струмів та енергетичних показників ТДАД за заданої величини напруги живлення трифазного джерела. Розраховані струми також необхідні для одержання дійсного розподілу електромагнітного поля в зазорі електричної машини. За основу методики взято розроблений раніше аналітичний метод розрахунку усередненого магнітного поля в немагнітному зазорі ТДАД.

Запропоновано метод розрахунку енергетичних параметрів торцевого дугостаторного асинхронного двигуна (ТДАД) з урахуванням компенсованої обмотки. Обгрунтовано необхідність застосування компенсованої обмотки для ТДАД. Проведено розрахунок параметрів двигуна з компенсованою обмоткою на базі розробленого методу розрахунку магнітного поля. Проаналізовано вплив компенсаційного елемента обмотки на величину пульсуючого магнітного поля. Виконано порівняння енергетичних показників ТДАД з компенсованою та некомпенсованою обмотками. Встановлено, що застосування некомпенсованої обмотки надасть змогу підвищити ефективність ТДАД.

Розглянуто електромагнітні процеси у торцевій дугостаторній асинхронній машині з дисковим електропровідним ротором. Запропоновано двошарову обмотку з напівпустими пазами на кінцях магнітопроводу. Математичну модель машини побудовано на основі системи рівнянь Максвелла з урахуванням змінної за радіусом лінійної швидкості обертання ротора. Для розрахунку магнітного поля застосовано дискретне перетворення Фур'є з граничною умовою періодичності та інтегральне перетворення в кінцевих межах. Розрахунок розподілу магнітного поля здійснюється за довільно заданого просторового розміщення обмоток і для будь-якої асиметрії фазних струмів. Встановлено умови відсутності пульсуючого поля в зазорі дугостаторної машини. На основі теореми Умова - Пойнтінга виконано розрахунок електромагнітної потужності та визначено параметри машини. Розрахунок енергетичних характеристик виконується як за заданих комплексних значень фазних струмів, так і за заданої напруги для різних схем підключення виводів обмотки до джерела живлення.

Потужні кульові барабанні млини широко використовують для подрібнення руди гірських порід, а також для подрібнення вугілля перед подачею до камери згоряння на теплових електростанціях. Для приведення млинів у дію застосовується електропривод із використанням зубчастої пари і ведучого валу та зубчастого вінця. Існуючий безредукторний привод кільцевого виконання, що не містить зубчастої пари, через високу вартість не знайшов застосування в кульових барабанних млинах. Торцеві дугостаторні асинхронні двигуни з дисковим неферомагнітним ротором дозволять позбутися головних недоліків, що присутні в існуючому електроприводі кульових барабанних млинів. Запропоновано аналітичний метод розрахунку магнітного поля, усередненого по висоті повітряного проміжку торцевого дугостаторного асинхронного двигуна з неферомагнітним дисковим ротором. Метод розроблено шляхом застосування інтегральних перетворень рівнянь електромагнітного поля, використання якого дозволить врахувати скінченну радіальну ширину ротора, характер розподілу обмоток, лінійну швидкість обертання ротора й лобові частини обмоток статорів. Використовуючи метод розрахунку, можна розрахувати магнітне поле торцевого дугостаторного асинхронного двигуна з дисковим ротором як для статорів дугового виконання з розімкненим магнітопроводом, так і з кільцевими статорами з магнітопроводом замкнутого типу.

Розроблено аналітичний метод розрахунку осьових магнітних сил, що діють на ротор торцевого дугостаторного асинхронного двигуна (ТДАД), використовуючи тензор натягів Максвелла. Метод включає аналітичний розрахунок усередненого в часі комплексного значення індукції на внутрішніх поверхнях статорів з двошаровою обмоткою. Розрахунок виконано за заданих комплексних значень фазних струмів у витках обмоток статорів, фазні обмотки яких вмикаються в електричну мережу послідовно. На прикладі конкретно заданих параметрів ТДАД визначено величину осьових сил, що діють на дисковий ротор. На основі розрахунків надано рекомендації щодо вибору матеріалу дискового ротора.

Розроблено метод аналітичного розрахунку електромагнітних процесів торцевого дугостаторного асинхронного двигуна (ТДАД) з дисковим електропровідним ротором за паралельного включення протилежних від ротора статорів у мережу живлення. Розрахунок магнітного поля двигуна виконано на основі системи рівнянь Максвела з виконанням інтегральних перетворень та з урахуванням змінної за радіальною координатою лінійної швидкості обертання ротора. Одержано формули для розрахунку опорів власної та взаємної індуктивностей. Метод розрахунку включає визначення фазних струмів та енергетичних показників ТДАД за заданої величини напруги живлення трифазного джерела. Враховано просторове розміщення обмотки статорів для одношарової компенсованої обмотки та з довільним положенням ротора в зазорі між статорами.

Поставлено завдання розробити метод для розрахунку торцевого дугостаторного асинхронного двигуна (ТДАД) з одним статором та двошаровим масивним дисковим ротором. Метод є розвитком теорії методів розрахунку ТДАД з двома статорами та дисковим масивним ротором між ними. Запропоновано обгрунтовану тривимірну квазістаціонарну математичну модель магнітного поля двигуна для циліндричної системи координат. Особливістю моделі є врахування радіального та азимутального струму статора й ротора, врахування неоднорідної за радіусом лінійної швидкості обертання. Наведено аналітичний розрахунок магнітного поля та моменту для заданого струмового навантаження, головних комплексних опорів власної та взаємної індуктивності для трифазного джерела живлення. Надано методику розрахунку струмового навантаження за відомої трифазної напруги. Подано параметри, енергетичні показники й механічні характеристики ТДАД для прямого приводу кульових барабанних млинів (КБМ) та антен радіолокаційних станцій (РЛС). Здійснено порівняння результатів розрахунку ТДАД з двома статорами й одношаровим ротором та ТДАД з одним статором і двошаровим ротором. Представлено порівняння енергетичних показників двигуна дугостаторного та з замкненим статором. Досліджено залежність енергетичних показників від магнітної проникності феромагнітного шару двошарового ротора, вплив електропровідності феромагнітного шару ротора на енергетичні показники, залежність енергетичних показників від товщини немагнітного електропровідного шару ротора.

Розроблено метод розрахунку розподілу індукції магнітного поля в торцевих дугостаторних асинхронних двигунах (ТДАД) та торцевих асинхронних двигунах (ТАД) з біметалевим масивним ротором. Для визначення розподілу магнітного поля використано систему рівнянь Максвелла для квазістаціонарного режиму з урахуванням змінної від радіуса лінійної швидкості ротора. Для розв'язання рівняння магнітного поля використано інтегральні перетворення у ряди Фур'є по азимутальній координаті та перетворення в кінцевих межах за радіусом. У математичній моделі враховано поздовжній, поперечний та товщинний крайові ефекти, реальне розміщення струму пазів у вигляді дельта-функцій на поверхні статора та розміщення струму лобових частин на краях магнітопроводів. Струм задано у вигляді комплексних амплітуд для кожної фази трифазних компенсованих одно- або двошарових обмоток дугостаторного двигуна. За розробленим методом виконано розрахунок індукції магнітного поля в зазорі між статорами ТДАД і показано характер розподілу магнітного поля по азимутальній, радіальній та аксіальній координатах.

Розглянуто магнітні системи з постійними магнітами зі сплаву Nd - Fe - B, призначення яких полягає в адресній доставці й локалізації магнітних наночастинок у заданій області біологічного об'єкта. Особливість виконання таких магнітних систем полягає в застосуванні феромагнітного полюсу, феромагнітних наконечників і шунтувального магніту. Доведено можливість концентрування магнітних наночастинок в областях, віддалених від поверхні магнітної системи за допомогою застосування відповідних концентраторів. На основі рівнянь Максвелла за допомогою методу кінцевих елементів проведено математичне моделювання й доведено, що зміна ширини феромагнітних полюсів дозволяє змінювати як розподіл силової функції, що діє на однодоменні наночастинки по висоті заданого об'єму, так і величину максимальної силової дії. Зміна товщини магнітів не впливає суттєво на розподіл силової функції, а тільки на її величину. Розроблені магнітні системи можуть бути використані в експериментальній онкології для дослідження їх дії на магнітні наночастинки при лікуванні онкологічних захворювань.

Розглянуто торцевий дугостаторний асинхронний двигун із суцільним дисковим неферомагнітним електропровідним ротором, основний магнітний потік якого направлений в осьовому напрямку. Надано метод розрахунку торцевого дугостаторного асинхронного двигуна з комплексним урахуванням повздовжнього, поперечного та товщинного крайових ефектів. Особливістю методу є те, що враховується нерівномірність лінійної швидкості руху ротора залежно від радіуса. Аналітичний розрахунок індукції магнітного поля в немагнітному проміжку виконано в циліндричній системі координат для квазістаціонарного режиму на основі системи рівнянь Максвелла й інтегральних перетворень. У розрахунках використовується компенсована обмотка, яка в електричних машинах із розімкненим магнітопроводом дозволяє позбутися пульсуючого магнітного поля. Розрахунок енергетичних показників виконано на основі рівнянь магнітного поля з використанням теореми УмоваіПойнтинга. Отримано рівняння для проведення розрахунку опору взаємоіндукції й власного опору обмоток. Метод включає визначення фазних струмів та енергетичних показників торцевого дугостаторного асинхронного двигуна за заданою величиною напруги трифазного джерела живлення. На прикладі одного з конструкційних виконань двигуна встановлено залежність енергетичних показників від питомої електричної провідності й товщини ротора. Розрахунок можливий для будь-якої питомої електричної провідності матеріалу ротора. Виконано порівняння розподілу магнітного поля за розробленим методом із методом розрахунку за усередненим магнітним полем у немагнітному проміжку.

Представлено метод розрахунку енергетичних показників торцевого дугостаторного асинхронного двигуна (ТДАД) з біметалевим дисковим ротором. Він базується на математичній моделі електромагнітних параметрів двигуна з прийнятими допущеннями. Модель розроблено на основі системи рівнянь Максвела з урахуванням лінійної швидкості обертання. Використовуючи вектор Умова-Пойнтінга та тривимірне представлення індукції магнітного поля в зазорі між магнітопроводами, виконано аналітичний розрахунок повної комплексної потужності. Виведено вирази для розрахунку головного комплексного опору двигуна, що включає взаємну міжфазну індуктивність. Представлено вирази для розрахунку електромагнітного моменту, корисної потужності, коефіцієнта корисної дії, коефіцієнта потужності. Метод надає змогу розрахувати енергетичні показники як при заданих комплексних амплітудах струму, так і напруги.

Розроблено аналітичний метод розрахунку осьових магнітних сил, що діють на ротор торцевого дугостаторного асинхронного двигуна (ТДАД) з біметалевим дисковим ротором з використанням тензора натягів Максвелла. Метод включає аналітичний розрахунок комплексного значення індукції між двома статорами з застосуванням компенсації пульсуючого магнітного поля. Розрахунок виконується як при заданих комплексних значеннях фазних струмів статорів, фазні обмотки яких вмикаються в електричну мережу послідовно, так і при заданих комплексних фазних напругах. На прикладі заданих конструктивних і режимних параметрів ТДАД визначено величину осьових сил, що діють на дисковий ротор. Аналітичний метод враховує нормальну до магнітопроводів складову магнітної індукції, тривимірний її розподіл в немагнітному проміжку, вплив ефекту витіснення струму в роторі, несиметричне розташування дискового ротора між двома статорами, взаємну індуктивність фаз двох статорів.

Розглянуто торцевий дугостаторний асинхронний двигун з дисковим ротором, основний магнітний потік якого направлений в осьовому напрямку. Використавши рівняння індукції та повної магнітної потужності, отримано параметри двигуна - головні опори взаємної та власної індуктивності. Аналітичний розрахунок параметрів виконано в циліндричній системі координат для квазістаціонарного режиму на основі системи рівнянь Максвелла та інтегральних перетворень. Особливістю методу розрахунку є те, що враховується нерівномірність лінійної швидкості руху ротора залежно від радіуса. Виконано розрахунок енергетичних показників, на основі чого проведено порівняння послідовного й паралельного включень статорних обмоток при несиметричному розміщенні дискового ротора в зазорі. Встановлено, що паралельне включення протилежних від дискового немагнітного ротора статорів не має значного впливу на енергетичні показники. При використанні магнітного дискового ротора осьові магнітні сили, діючі на ротор, при паралельному включенні статорів менші, а коефіцієнт корисної дії на декілька відсотків більший.

Представлено метод аналізу електромагнітних процесів в індукторі з Ш-подібним феромагнітним осердям. індуктор призначений для безконтактного збудження в металевій стрічці імпульсів магнітного поля і струмів високої густини для магнітно-імпульсної обробки площинного прокату металів. Збудження імпульсів струму в обмотці індуктора відбувається шляхом комутації електричного кола, що включає ємність, індуктивність індуктора, активний опір з'єднуючих проводів і витків індуктора та керований вентиль. Електричні параметри індуктора визначаються методом комп'ютерного моделювання в квазістаціонарному режимі в тривимірній постановці з використанням методу скінченних елементів для низки заданих значень сили струму. Встановлено аналітичні залежності параметрів розрядного кола - статичної та динамічної індуктивностей, а також активного опору, що вноситься, від потокозчеплення. За знайденими електричними параметрами із розв'язку нелінійного диференціального рівняння кола визначається нестаціонарний струм індуктора, що дає змогу розв'язати нестаціонарну електромагнітну задачу розподілу магнітних полів і струмів у металі.

Представлено результати досліджень, проведених у відділі електромагнітних систем у 2018 році. Розвинено методи розрахунку електромагнітного поля в електромагнітній системі, що утворена струмовими контурами, які розміщуються в просторі за законом біжучого магнітного поля. Досліджено електродинамічні сили і розподіл джерел теплоти при взаємодії магнітного поля трифазної системи контурів і металевої стрічки обмеженої ширини. Встановлено можливість індукційного нагріву феромагнітних стрічок з задовільною рівномірністю за шириною. Визначено умови для електродинамічної стабілізації стрічки за віссю повітряного проміжку. Отримав розвиток метод розрахунку електромагнітного поля торцевих двигунів з дисковим біметалевим ротором. Встановлено аналітичні вирази для розрахунку аксіальних магнітних сил, тривимірний розподіл індукції магнітного поля в зазорі з урахуванням лінійної швидкості руху ротора. Розраховано механічну та робочу характеристики, аксіальні сили, що діють на ротор асинхронного двигуна великої потужності, який призначено для безредукторного приводу кульових млинів. Представлено результати експериментальних досліджень бар'єрного розряду на поверхню води. Експериментально доведено, що в повітрі атмосферного тиску за встановлених довжини фронту імпульсів напруги та амплітудних значень електричного поля в газі є можливим існування однорідного імпульсного бар'єрного розряду на поверхню плівки води. Виконано комплекс робіт, що обгрунтовують можливість та доцільні шляхи підвищення ефективності використання встановленої потужності трансформуючого елемента з секціонованою обвиткою в складі трансформаторно-ключової виконавчої структури стабілізатора напруги змінного струму.

Розроблено метод аналізу електромагнітних процесів у торцевому циліндричному індукторі з феромагнітним осердям для безконтактного збудження в оброблюваному металі імпульсів струму високої густинишляхом використання електропластичного ефекту в методах пластичної деформації, заснованих на додатковому впливі на матеріал струмом високої густини. Визначення електричних параметрів індуктора виконано комп'ютерним моделюванням з використанням методу скінченних елементів. Збудження імпульсу струму в індукторі досягалось шляхом розряду конденсатора з використанням керованого тиристора та за наявності шунтуючого конденсатор діода. Нестаціонарні, нелінійні електромагнітні процеси розряду в колі розглянуто з використанням відомих у теоретичній електротехніці залежностей шляхом чисельного вирішення нелінійних рівнянь, а розподіл густини струму в металі - методом скінченних елементів.