Введение к работе
Актуальность темы. Внедрение механизации и автоматизации производственных процессов во всех областях промышленного про- , изводства налегает широкий диапазон технических требований к электроприводам. Одним иэ важнейших требований, предъявляемых к изготовителям электроприводов, является обеспечение определенного режима частоты вращения и вращающего момента на валу приводного электродвигателя. При этом возникает задача перекрытия диапазона частот вращения от ҐІ - 0 до /7= 3000 об/мин. Единого способа осуществить перекрытие такого диапазона достаточно простими средствами не существует. В настоящее время ело-жилооь мнение, что в отдельных маломощных электроприводах перекрытие всего скоростного диапазона можно осуществить применяя различные типы электродвигателей: для частот вращения от 3000 до 500 об/мин. удобно применение асинхронних двигателей, от 500 до 100 об/мин. - электродвигателей с электромагнитной редукцией, и для частот вращения от 100 об/мин. до единиц оборотов в минуту - электродвигателей с катящимся ротором (ДКР).
Идея работы ДКР состоит в использовании сил электромагнитного притяжения, которые катят ротор по поверхности расточки статора (или статор по поверхности ротора). При этом, ввиду небольшой разницы диаметров тел качения, возникает существенная разница в угловых скоростях вращения магнитного поля и ротора (или статора). Это характеризуется коэффициентом редукции, достигающим величины Кр = 100 и более.
Электродвигатели с катящимся ротором (ДКР) имеют большие преимущества перед блоком двигатель - редуктор по показателям металлоемкости, трудоемкости изготовления, весогабаритяым и другим показателям.
Но несмотря на очевидные преимущества ДКР, в настоящее spawn разработка теоретической базы их использования намного опережает их промышленное внедрение. Такое положение объясняется несовершенством технология изготовления ДКР, их неудовлетворительными виброакустическими характеристиками. Для более широкого внедрения ДКР в различные области промышленности немаловажное значение тлеет дальнейшее развитие и углубление некоторых разделов теории ДКР, особенно посвященных учету насыщения стали маг-нитопровода. Дальнейшего углубления требует и теория осевого
униполярного потока, что должно привести к созданию ДКР, более полно использующих осевой униполярный поток для повышения злек- . тромагнитного момента ДКР.
В СНГ, который является родоначальником двигателей с катящимся ротором, имеются научные школы, в которых разрабатываются и развиваются теоретические, конструктивные и технологические основы для более широкого практического внедрения ДКР в автоматизированные электроприводы.
Большие работы ведутся и в различных странах мира; где налажено серийное производство ДКР (например, фирма "Симон-Мотор", Франция).
В связи с этим ставится задача разработки алгоритмов и ме- тодов для численного расчета электромагнитных сил и моментов, возникающих в ДКР, с учетом различных влияющих факторов, на основе использования полевых методов расчета конечно-разностных и приближенных.
Работа выполнена на кафедре электрических машин Харьковского политехнического института в сотрудничестве с заводами и проектными организациями, разрабатывающими маломощные электродвигатели.
Целью работы является разработка практических методов, алгоритмов и программ для расчета электромагнитных сил и моментов в ДКР с использованием методов приближенного и численного анализе электромагнитных полей с учетом факторов, обусловленных конструктивным исполнением ДКР, и реальных свойств стали магнитопро-вода.
Автор защищает:
-
Уточнение схемы классификации разновидностей ДКР.
-
Алгоритмы и программы расчета сил одностороннего магнитного притяжения и электромагнитных моментов,.полученных с использованием энергетического метода.
-
Методику расчета функции магнитного поля в воздушном зазоре ДКР с учетом образования осевого магнитного потока.
-
Методику определения функции магнитной индукции в актив-- ной зоне ДКР с учетом насыщения стали.
-
Алгоритм и программу расчета сил одностороннего магнит-. ного притяжения и электромагнитных моментов с учетом насыщения
стали магнитопровода.
Научная новизна работы заключается:
в разработке методик, алгоритмов и программ расчета комплекса задач, связанных с определением функции магнитной индукции в активной зоне ДКР ;
в разреботке численных методик, алгоритмов л программ расчета магнитных полай в активной зоне ДКР с учетом насыщения стали ;
в разработке практических методик, алгоритмов и программ анализа магнитного поля, сил и электромагнитных моментов в ДКР.
Практическая ценность заключается в следующем:
разработаны методики, алгоритмы и программы для практических расчетов магнитного поля в активной зоне ДКР ;
разработаны методики, алгоритмы и программы для расчета электромагнитных сил и моментов, применяемых в практическом проектировании ;
получены рекомендации для расчета осевого магнитного потока возбуждения в ДКР.
Внедрение результатов работы. Разработанные методики, алгоритмы и программы нашли применение в научном и учебном процессе кафедры электрических машин ХПИ. Некоторые программы использовались при разработке опытных образцов ДКР для выполнения хоздоговорных и госбюджетных работ кафедры.
Результати диссертации будут использоваться в учебном процессе и научных исследованиях в Сирийской Арабской Республике.
Апробация работы. Результаты исследований, полученные при выполнении диссертационной работы, освещались на научных семинарах кафедры электрических машин ШИ им. В.И. Ленина, а также докладывались и обсуждались на ежегодных конференциях кафедри. По результатам исследований, сделанных в диссертации, принято к публикации 3 печатные работы.
Объем и структура работу. Диссертационная работа состоит из четырех глав, заключения, списка литературы из «&> наименований и трех приложений на 6 стр. Основной материал изложен на /ту страницах машинописного текста, в работе содержится &Z рисунков, f таблиц и f фотографий.
