Electrical Power and Electromechanical Systems
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/46160
Browse
3 results
Search Results
Item Аналіз магнітних моментів високоефективного магнітного редуктора(Видавництво Львівської політехніки, 2022-02-22) Макарчук, О. В.; Крохмальний, Б. І.; Зубчик, І. О.; Цалус, Д.; Makarchuk, O.; Krokhmalnyi, B.; Zubchyk, I.; Calus, D.; Національний університет “Львівська політехніка”; Ченстоховський політехнічний університет; Lviv Polytechnic National University; Czestochowa University of TechnologyРозглянуто принцип дії, конструкцію та особливості розрахунку магнітних моментів безконтактного одноступеневого магнітного редуктора, що відрізняється від механічних зубчастих передач необмеженим ресурсом, високим рівнем надійності та відсутністю потреби в обслуговуванні. Метою дослідження є розроблення алгоритму розрахунку величини магнітних моментів магнітного редуктора коаксіального типу. Методи дослідження, які застосовують для досягнення поставленої мети, поєднують у собі переваги аналітичних підходів та числового симуляційного моделювання. Розроблення алгоритму обчислення моментів та аналіз отриманих технічних показників здійснено на підставі методів класичної електротехніки та теорії магнітних кіл, а верифікацію прийнятих рішень, пов’язаних зі структурою заступної схеми магнітного кола редуктора, виконано за допомогою методу скінченних елементів. Розроблений алгоритм ґрунтується на припущенні про взаємодію двох гармонічних хвиль магніторушійних сил швидкохідної та тихохідної обертових частин редуктора з результуючим магнітним полем, модульованим за амплітудою за допомогою магнітопровідного кільця зі змінною магнітною провідністю у тангенціальному напрямі. Інтегральні показники такої взаємодії, зокрема магнітні моменти, визначаються через похідну енергії магнітного поля за кутом повороту відповідного ротора. Виконаний FEM-аналіз магнітного поля дав змогу розробити заступну схему магнітного кола такого редуктора, параметри якої визначаються на підставі розмірів частин магнітопроводу та магнітних властивостей використаних матеріалів. Розв’язок системи лінійних рівнянь, які описують цю заступну схему, – це величини, що характеризують магнітне поле редуктора (магнітні потоки, МРС полюсів, спади магнітних напруг). Саме їх безпосередньо використовують у алгоритмі розрахунку магнітних моментів. У статті описано конструкцію та принцип дії магнітного редуктора коаксіального типу. Наведено порівняння результатів розрахунку максимальних моментів таких редукторів з різним передавальним числом, отриманих із використанням пропонованого аналітичного алгоритму та FEM-аналізу.Item Особливості проектування індукційного водонагрівача(Видавництво Львівської політехніки, 2020-01-20) Макарчук, О. В.; Крохмальний, Б. І.; Гайдук, В. Г.; Makarchuk, O.; Krokhmalnyi, B.; Haiduk, V.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityРозглянуто принцип дії, конструкцію та особливості процесу проектування електронагрівача рідини індукційного типу, що відрізняється від існуючих пристроїв аналогічного призначення високими рівнями надійності та захисту від ураження електричним струмом, добрими техніко-економічними показниками. Метою дослідження обрано розроблення методики проектування індукційного водонагрівача оригінальної конструкції та перевірка достовірності цієї методики. Методи дослідження, які застосовуються для досягнення поставленої мети, поєднують переваги аналітичних підходів та числового симуляційного моделювання. Так, проектний розрахунок та аналіз технічних показників здійснено на підставі класичної електротехніки та теорії електричних машин змінного струму, а уточнення проектних рішень, пов’язаних із перебігом електромагнітних процесів – за методом скінченних елементів. Розроблений алгоритм проектування містить етап синтезу конструкції та математичну модель для розрахунку динамічних електромагнітних процесів у нагрівачі. Вона враховує двовимірний просторовий розподіл магнітного поля, насичення магнітопроводу та втрати від вихрових струмів у ньому, ефект витіснення струму в нагрівальному елементі. Ця модель ґрунтується на рівняннях Максвела у квазістаціонарному наближенні, а також містить низку співвідношень, що пов’язують між собою колові (інтегральні) та польові (розподілені) показники. Її можна віднести до класу колопольових або комбінованих моделей. Стаття містить опис конструкції та приклад розрахунку індукційного водонагрівача потужністю 4,8 кВт, коефіцієнт віддачі якого перевищує 95%. Порівняно результати розрахунку номінальних показників цього нагрівача, отримані з використанням аналітичних методів та FEM-аналізу. Проведенні дослідження дають право стверджувати, що застосування пропонованої методики проектування гарантує відповідність проекту вимогам технічного завдання й не потребуватиме виконання дороговартісних етапів виготовлення фізичних макетів та проведення їх експериментальних випробувань.Item Синґулярні проблеми в задачах електрики і механіки за ідеалізації математичного опису(Видавництво Львівської політехніки, 2019-02-28) Чабан, В. Й.; Крохмальний, Б. І.; Chaban, V. Yo.; Krokhmalnyy, B. I.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityПоказано можливі небезпеки ідеалізації під час побудови математичних образів фізичних об’єктів чи систем. Вони можуть бути прийнятні, приховані, або навіть такі, що сягають синґулярности, а то й нереальні. Це розкрито на п’ятьох практичних задачах електрики і механіки. Зокрема, йдеться про електричні кола, що містять EJ-вироджені перетини й контури, утворені виключно ідеальними джерелами струму і ЕРС, про обертову синґулярність за ідеальної пружности, про гармонічний електричний резонанс, про зовнішню характеристику серієсного ґенератора постійного струму за ідеального феромаґнетизму, про сиґулярність і парадокс 4/3 електрона. Повна система рівнянь електричного кола завше містить кількість рівнянь, що дорівнює кількості невідомих. Але якщо є перетини, утворені виключно ідеальними джерелами струму j, або контури, утворені виключно ідеальними джерелами напруги e, то вона стає недовизначеною, бо рівняння, складені за законами Кірхгофа для таких перетинів і контурів (надалі називатимемо їх EJ-виродженими), не містять невідомих, хоч самі закони повинні суворо дотримуватись. Такі задачі доволі часто виникають на практиці: достатньо назвати трифазне коло, ідеальні джерела напруги якого з’єднано трикутником, або ідеальні джерела струму – у зірку. Але найчастіше EJ- виродження виникають у задачах аналізу радіоелектронних кіл. Наукові пошуки часто натрапляють на практичні задачі, розв’язки яких надто спрощуються за умов тієї чи иншої локальної ідеалізації, а то й неможливі без неї. Тому треба відповідально ставитися до аналізу одержаних результатів у кожному конкретному випадку. Задачі на синґулярність були розглянуті лише в тому розумінні, аби загострити проблему. Будь-який математичний образ реального фізичного процесу здійснюється за тих чи инших лоґічних припущень, зокрема й ідеалізації. Але ідеалізацією треба користуватися розсудливо, бо вона може призводити до разючих спотворень істини, у граничних випадках навіть до синґулярности, як показано нижче, а інколи до малопомітних, а тому найпідступніших.