Содержание к диссертации
Введение
I. Анализ существующих методов расчета стационарных и переходных режимов работы электромеханических преобразователей с массивными ферромагнитными роторами .
1.1. Аналитические методы расчета электромеханических преобразователей с массивными роторами
1.2. Численные методы расчета электромеханических преобразователей с массивными роторами
1.3. Выводы
II. Уравнения электромеханического преобразователя и анализ влияния его параметров на величину электромагнитного момента
2.1. Распространение плоской электромагнитной волны в тонкой ферромагнитной пластине при изменяющейся магнитной проницаемости .
2.2. Разработка расчетных схем электромеханических преобразователей с массивными ферромагнитными роторами
2.3. Линейный электромеханический преобразователь с массивным ферромагнитным ротором .
2.4. Электромеханический преобразователь с массивным цилиндрическим ротором .
2.5. Переходные режимы работы электромеханического преобразователя с массивным ротором
2.6. Анализ влияния параметров электромеханического преобразователя на величину электромагнитного момента
2.7. Электромеханический преобразователь в режиме асинхронного двигателя .
2.8. Выводы .
III. Алгоритмы численного моделирования электромеханических преобразователей с массивными роторами
3.1. Моделирование электромагнитных процессов в тонкой ферромагнитной пластине при изменяющейся магнитной проницаемости .
3.2. Моделирование линейного электромеханического преобразователя с массивным ротором
3.3. Моделирование электромеханического преобразователя с массивным цилиндрическим ротором .
3.4. Алгоритм моделирования динамических режимов электромеханического преобразователя .
3.5. Программный комплекс Са1с81Ш для расчета электромеханических преобразователей с массивными роторами
3.6. Выводы .
IV. Численные и экспериментальные исследования электромеханических устройств с массивными роторами
4.1. Исследование электромагнитных процессов в тонкостенной ферромагнитной пластине .
4.2. Исследование электромеханического преобразователя в режиме электромагнитного тормоза
4.3. Исследование электромеханического преобразователя в режиме асинхронного двигателя
4.4. Сопоставление результатов моделирования в декартовой и цилиндрической системах координат
4.5. Исследование динамических режимов электромеханического преобразователя .
4.6. Выводы .
Заключение
Список литературы
Приложение 1
- Численные методы расчета электромеханических преобразователей с массивными роторами
- Разработка расчетных схем электромеханических преобразователей с массивными ферромагнитными роторами
- Моделирование линейного электромеханического преобразователя с массивным ротором
- Исследование электромеханического преобразователя в режиме электромагнитного тормоза
Введение к работе
Актуальность темы. При разработке испытательного оборудования дня исследования тихоходных двигателей в качестве нагрузочных устройств целесообразно использовать электромеханические преобразователи с массивными ферромагнитными роторами. Такие преобразователи обладают мягкими механическими характеристиками и позволяют создавать значительные тормозные моменты в области низких скоростей. Однако разработка указанных электромеханических преобразователей затруднена из-за отсутствия простых и достаточно точных методик их моделирования и оптимизации.
Расчет и анализ работы различных электромеханических преобразователей, применяемых при испытании тихоходных двигателей, часто выполняется по упрощенным методикам, узко специализированным и существенно отличающимся для различных конструктивных исполнений одного и того же преобразователя. Для этих целей часто используются существующие методы расчета классических электрических машин, при этом вводятся некоторые условные величины, которые нельзя ни измерить, ни рассчитать.
У названных преобразователей ротор обычно выполняется гладким без обмотки. Применение к таким устройствам теории электрических цепей сопровождается большими натяжками и условностями. Для анализа и расчета этих преобразователей более оправдано применение теории электромагнитного поля.
Для достижения достаточной точности при моделировании электромагнитных процессов в электромеханических преобразователях с массивными ферромагнитными роторами необходимо учитывать явления поверхностного эффекта и изменения магнитной проницаемости материала ротора. Это делает невозможным использование аналитических методов для решения эллиптических и параболических дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитные процессы в массивном роторе. Применение численных методов моделирования электромагнитных процессов в электромеханических преобразо- 6
вателях осложняется отсутствием проработанных методик построения эффективных моделей преобразователей, позволяющих быстро и достаточно точно решать полевые задачи в них.
При разработке нагрузочных устройств, для подтверждения адекватности теоретических расчетов необходимо проведение экспериментальных исследований. Однако проведение таких исследований затруднено ввиду сложности экспериментального определения таких неэлектрических величин как скорость и момент в переходных режимах. Методы и средства определения электрических величин обычно заимствуются из других более развитых разделов техники, например, радиотехники и электронной промышленности, а серийно выпускаемое оборудование для определения неэлектрических величин при исследовании тихоходных двигателей в переходных режимах отсутствует.
Сказанное подчеркивает актуальность разработки новых, сочетающих в себе точность, простоту и доступность реализации, методов определения неэлектрических величин в переходных режимах. А разработка методик проектирования и расчета электромеханических устройств с массивными ферромагнитными роторами с использованием теории электромагнитного поля является актуальной задачей, которая представляет интерес не только для разработчиков испытательного оборудования, но и для теории электрических машин.
Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является проведение исследований квазистатических и переходных режимов работы электромеханических преобразователей с массивными ферромагнитными роторами с учетом поверхностного эффекта и изменения магнитной проницаемости, а также разработка математических моделей и программ для ЭВМ, обеспечивающих быстрый и достаточно точный расчет нагрузочных устройств для испытательного оборудования. Для реализации поставленной цели в работе решались следующие задачи:
1. обоснование выбранного подхода к моделированию;
формулировка допущений для создания расчетных схем электромеханических преобразователей;
разработка алгоритмов расчета электромеханических преобразователей в квазистатических и динамических режимах работы;
написание пакета программ, реализующего разработанные алгоритмы;
исследование явлении в ферромагнитном роторе, обусловленных поверхностным эффектом и нелинейностью магнитной характеристики материала ротора;
проведение экспериментальной проверки адекватности разработанных моделей расчета электромеханических преобразователей с массивными ферромагнитными роторами в квазистатических и динамических режимах работы.
Объектом исследования является электромеханический преобразователь с массивным ферромагнитным цилиндрическим ротором.
Методы исследования. Для решения указанных задач использованы численные, аналитические, комбинированные и экспериментальные методы исследования. Численный расчет векторного магнитного потенциала в воздушном зазоре и массивном ферромагнитном роторе электромеханического преобразователя проводится методом конечных разностей с учетом поверхностного эффекта и изменения магнитной проницаемости. Аналитическое решение, основанное на допущении о постоянстве магнитной проницаемости ротора, используется для предварительной оптимизации параметров преобразователя, а также для задания начальных значений векторного магнитного потенциала в точках расчетной области при уточненном численном расчете. Правомерность математического моделирования оценивалась сопоставимостью результатов расчета с экспериментальными данными.
Научная новизна работы:
Разработана методика расчета электромагнитного поля в воздушном зазоре и массивном роторе электромеханического преобразователя с учетом поверхностного эффекта и изменения магнитной проницаемости, совмещающая аналитические и численные методы и позволяющая значительно ускорить получение точного результата и в то же время проводить анализ и оптимизацию параметров по аналитическим зависимостям.
Предложен программный комплекс для ЭВМ, позволяющий решить полевые задачи в зазоре и массивном роторе электромеханического преобразователя, описанные дифференциальными уравнениями эллиптического и параболического вида.
Предложена методика построения потенциальных диаграмм распределения магнитной индукции и магнитной проницаемости по сечению ротора для наглядной иллюстрации электромагнитных процессов в нем.
Выявлена особенность распределения электромагнитного поля в воздушном зазоре электромеханического преобразователя, заключающаяся в том, что в точке с максимальным по модулю значением нормальной составляющей индукции, ее тангенциальная составляющая не изменяется по глубине зазора.
Разработана простая и доступная методика экспериментального определения динамических характеристик электромеханических преобразователей.
Локомотивным депо Брянск-ТТ московской железной дороги для проектирования нагрузочных устройств на базе асинхронных двигателей с массивными ферромагнитными роторами для стендов обкатки передних и задних распределительных редукторов тепловозов 2ТЭ10У.
В учебном процессе в курсовых работах и при проведении лабораторных занятий по дисциплинам "Электрические машины" и "Моделирование в автоматизированном электроприводе" на кафедре "Автоматизированный электропривод" БГ'ГУ
Достоверность научных результатов. Научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации обоснованы. Правильность разработанной методики расчета электромеханических преобразователей с массивными ферромагнитными роторами, а также работоспособность созданного
программного комплекса подтверждается совпадением результатов теоретических и экспериментальных исследований.
Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработанная методика расчета электромеханических устройств с массивными ферромагнитными роторами позволяет достаточно быстро проектировать нагрузочные устройства для испытательного оборудования. Учет поверхностного эффекта и изменения магнитной проницаемости материала ротора значительно повышает точность расчетов, что позволяет исключить этап макетирования, сократить сроки и снизить стоимость разработки испытательного оборудования. Предлагаемый способ проведения динамического эксперимента, при котором используется таходатчик с дополнительной пространственно - временной модуляцией светового потока, аналого-цифровой преобразователь стандартной платы компьютера и программная обработка сигнала, позволяет отказаться от дорогостоящего оборудования и значительно сократить время проведения подобного рода экспериментов.
Результаты диссертационной работы и созданный программный комплекс "Са1с8КМ" использовались:
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры "Промышленная электроника и электротехника" БГТУ в 1999 - 2002 гг., на
восьмой ежегодной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (г. Москва, 2002 г.), на научных семинарах кафедры "Автоматизированный электропривод" БГТУ в 1999 - 2002 гг., и на международном студенческом форуме "Образование, наука, производство" (г. Белгород, 2002 г.)
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, библиографического списка из 132 наименования и приложений. Она содержит 159 страниц основного машинописного текста и иллюстрируется 34 рисунками.
Численные методы расчета электромеханических преобразователей с массивными роторами
В настоящее время для расчета электромеханических преобразователей широко используется метод проводимостей зубцовых контуров [33, 35], основанный на использовании численных методов и применении ЭВМ. Данный метод сочетает в себе теорию электромагнитного поля, использующуюся для расчета взаимных проводимостей зубцов статора и ротора и теорию электрических цепей с сосредоточенными параметрами. Метод проводимостей зубцовых контуров достаточно эффективен для расчета классических асинхронных двигателей с учетом двусторонней зубчатости воздушного зазора, его переменной конфигурации и насыщения магнитной цепи. Однако при расчете электромеханического преобразователя с массивным ферромагнитным ротором, в связи с отсутствием зубцов на роторе, и соответственно, постоянной конфигурацией воздушного зазора, использование метода проводимости зубцовых контуров не оправдано.
При численном моделировании электромагнитных процессов широкое распространение получили методы конечных разностей и конечных элементов. Эти методы берут свое начало в работах Гаусса, однако широко применяться начали с 1940 - 1950-х годов в результате появления вычислительной техники.
Современный уровень развития вычислительной техники и программного обеспечения в совокупности с использованием численных методов позволяет решать достаточно сложные задачи математической физики и открывает новые возможности перед разработчиком. Известен ряд работ [8, 24, 25, 66, 91, 96, 103, 106, 110, 122 и др.], посвященных решению полевых задач в активной зоне электромеханического преобразователя с использованием численных методов.
При использовании метода конечных разностей область непрерывного изменения аргумента заменяется конечным множеством точек. Вместо функций непрерывного аргумента и производных, входящих в дифференциальные уравнения, описывающие процессы распространения электромагнитного поля, рассматриваются их разностные приближения. При этом дифференциальные уравнения заменяются системой алгебраических уравнений. Полученные алгебраические уравнения необходимо решать наиболее простым и эффективным способом. Часто для решения этой задачи используется аппарат вычислительных методов линейной алгебры.
К основным вопросам, которые возникают при использовании метода конечных разностей, следует отнести: аппроксимацию исходного уравнения разностным, выбор сетки, сходимость системы разностных уравнений к решению дифференциальной задачи, погрешность разностного решения и выбор способа решения системы разностных уравнений. Решение этих вопросов в значительной степени определяет точность и скорость расчета электромагнитного поля преобразователя при использовании данного метода.
Метод конечных разностей одинаково хорошо подходит для моделирования как квазистатических, так и динамических задач распространения электромагнитного поля в различных средах, однако при описании сложных конфигураций границ раздела сред применение данного метода сопряжено с некоторыми трудностями.
Метод конечных элементов первоначально разрабатывался для решения статических линейных задач строительной механики, однако в последнее время он стал активно применяться и для решения нелинейных уравнений математической физики, описывающих процессы распространения электромагнитного поля. Метод конечных элементов - вариационный метод, позволяющий решать широкий класс различных задач, описываемых дифференциальными уравнениями различных типов.
Идея вариационного метода заключается в том, что искомая функция аппроксимируется суммой произведений некоторых функций (их называют координатными функциями) на варьируемые множители. Для определения варьируемых множителей используется какой либо принцип, минимизирующий по грешность решения задачи. Координатные функции выбираются таким образом, что каждая из них не равна нулю только в небольшой части исследуемой области, называемой конечным элементом. Вследствие этого, в любой точке исследуемой области решение определяется только несколькими функциями из всего множества координатных функций, используемых в решении задачи (функциями формы конечного элемента). В качестве варьируемых множителей принимаются значения координатных функций (а и иногда и их производных) в узлах конечно-элементной сетки.
В соответствии с этим, для решения задачи исследуемая область разделяется на некоторое количество конечных элементов. В пределах каждого элемента распределение искомых величин описывается определенными зависимостями, на основе которых формируется некоторый функционал. Минимум функционала соответствует нулевым значения производных по всем варьируемым множителям. Последнее условие при линейности анализируемой задачи часто удается привести к системе линейных уравнений относительно узловых значений искомых функций. Решение данной системы уравнений позволяет определить узловые значения искомых функций и все остальные интересующие величины. В случае нелинейности решаемой задачи трудоемкость использования метода конечных элементов значительно возрастает т.к. для решения полученной системы уравнений используются итерационные методы.
При правильном выборе типов конечных элементов и при увеличении их количества решение стремится к точному. При моделировании сложных конфигураций границ раздела сред для достижения требуемой точности необходимо использовать большое (несколько тысяч) количество элементов. Как правило, чем больше конечных элементов используется при моделировании, тем более точный результат получается в результате расчета.
Фактически метод конечных элементов является лишь подходом к решению конкретной задачи. Для получения самого решения необходимо иметь зависимости, на основе которых можно описать электромагнитные процессы в пределах элемента.
Использование метода конечных элементов ориентированного на решение линейных статических и квазистатических задач для решения нелинейных задач динамики сопряжено с рядом трудностей» В тоже время, существенным достоинством данного метода является сравнительная простота описания достаточно сложных конфигураций границ раздела сред, при разработке расчетных схем электромеханических преобразователей.
При реализации численных методов для расчета электромеханических преобразователей с массивными ферромагнитными роторами возможно использование стандартных универсальных пакетов программ, таких как ANSYS, FLUX 2D, MAXWELL 3D, ELCUT, FEMME. Данные пакеты позволяют решать задачи, в которых одновременно могут быть учтены сложные границы раздела сред, их взаимное перемещение, нелинейность их свойств и т.п. Однако данные программные продукты дороги, а их универсальность создает известные трудности при освоении. Поэтому применение подобных пакетов, при отсутствии необходимой квалификации, для моделирования электромеханических преобразователей проблематично. Кроме того, данные программные продукты, реализующие универсальные алгоритмы расчета требовательны к аппаратным ресурсам и не позволяют в значительной степени оптимизировать время счета, которое при использовании названных пакетов значительно.
Разработка расчетных схем электромеханических преобразователей с массивными ферромагнитными роторами
Степень сложности и погрешности математической модели определяется принятыми при ее построении допущениями и упрощениями. Разумный подход и приемлемые допущения могут значительно упростить математическую мо- дель, уменьшив время счета, практически не увеличивая при этом погрешность расчета.
При принятии допущений в первую очередь из рассмотрения исключаются второстепенные явления, не играющие существенной роли при электромеханических преобразованиях энергии. К таким явлениям можно отнести: 1. влияние механических напряжений на параметры сред; 2. анизотропию сред; 3. ЭДС Томпсона, Холла, Толмена и контактные.
Кроме того, из-за малых значений можно пренебречь следующими величинами: 1. токами проводимости в диэлектриках; 2. токами смещения и конвекционными в проводящих средах.
Для упрощения математической модели электромеханического преобразователя можно также использовать следующие, общепринятые в теории электрических машин допущения: 1. магнитная проницаемость неподвижных ферромагнитных магнито- проводов считается достаточно большой; 2. потери в магнитопроводе статора учитываются с помощью коэффициента его насыщения; 3. зубчатый магнитный зазор заменен эквивалентным гладким; 4. несинусоидальные периодические величины представлены рядом Фурье; 5. задача считается двумерной, а поперечный краевой эффект учитывается с помощью коэффициента.
Еще одно допущение, упрощающее задачу расчета магнитного поля, заключается в замене обмотки статора, уложенной в специальные пазы и подключенной под постоянное или многофазное переменное напряжение, токовым слоем, который находится на границе между ферромагнитным сердечником статора и воздушным зазором. Величина линейной плотности поверхностного тока в этом слое определенным образом связана с токами в обмотках статора и функциями числа витков фаз обмоток статора, характеризующими распределение их в пространстве. Такая замена используется многими авторами [12, 55, 86 и др.]. Она имеет большое значение, поскольку позволяет перейти от интегральных величин (ток в обмотке) к дифференциальным (линейная плотность поверхностного тока) и при необходимости обратно.
Кроме описанных общих допущений, следует отдельно выделить допущения, вводимые только для аналитических, либо только для численных моделей.
Так, при построении аналитических моделей производится эквивалентная замена цилиндрической системы координат, свойственной телам вращения на декартову. При такой замене ротор и статор развертываются на плоскости и представляются бесконечно длинными. В случаях, когда глубина проникновения электромагнитной волны в массивный ферромагнитный ротор значительно меньше его радиуса, такое преобразование не вносит существенной погрешности в результат расчета. Кроме того, полагается, что магнитная проницаемость материала ротора постоянна. Данное допущение может приводить к значительным погрешностям расчета ввиду отмеченных в 1-й главе сложностей определения эквивалентной магнитной проницаемости, однако позволяет получить аналитическую модель электромеханического преобразователя с массивным ферромагнитным ротором, позволяющую анализировать влияние его параметров на величину электромагнитного момента.
Численная модель электромеханического преобразователя в зависимости от требований точности и скорости расчета может строиться как в декартовой, так и в цилиндрической системах координат. Магнитная проницаемость каждой точки материала ротора при численном моделировании определяется по аппроксимирующей зависимости основной кривой его намагничивания Н = /{в), найденной на постоянных токах.
Моделирование линейного электромеханического преобразователя с массивным ротором
Аналитическое решение квазистатической полевой задачи в зазоре и массивном ферромагнитном роторе электромеханического преобразователя, представленного расчетной схемой на рис. 2.а, возможно при допущении о постоянстве магнитной проницаемости ротора. Естественно это допущение может приводить к значительной погрешности расчета. Однако, аналитическое решение дает возможность получения зависимостей величины электромагнитного момента электромеханического преобразователя от его различных параметров. Эти зависимости позволяют проводить выбор, предварительный расчет и оптимизацию параметров преобразователя, а также анализ влияния этих параметров на его механическую характеристику. Кроме того, аналитическое решение может быть использовано для задания начального приближения при численном расчете магнитного поля преобразователя. Получим основные соотношения для аналитического расчета электромеханического преобразователя в режиме электромагнитного тормоза на основании приведенных в [86] рекомендаций. Уравнения Максвелла для воздушного зазора и массивного ферромагнитного ротора в рассматриваемой расчетной схеме образуют систему: При представлении дискретно распределенных обмоток в виде суммы обмоточных слоев (9) в линейной системе можно рассматривать векторные К. магнитные потенциалы, образуемые каждым обмоточным слоем независимо, а затем просуммировать их.
Таким образом, каждую обмотку статора с протекающим по ней током можно представить как сумму токовых слоев. Тогда, токовый слой, образованный одной фазой обмотки статора представляется как: где I - ток фазы Учитывая синусоидальный закон распределения токового слоя вдоль оси X, можно ожидать, что при отсутствии нелинейности, векторные магнитные потенциалы также изменяются по синусоидальному закону вдоль оси X. Это позволяет провести аналитическое решение системы (31) в комплексной форме, полагая: Как известно, из-за поверхностного эффекта магнитная индукция и векторный магнитный потенциал на достаточно большой глубине пластины практически отсутствуют, что может выполняться только при Су3 = 0, Остальные коэффициенты могут быть найдены из условий равенства на границах раздела сред тангенциальных составляющих напряженности и нормальных составляющих индукции магнитного поля. Проведем дальнейшие преобразования для основной пространственной гармоники плотности токового слоя, опуская для удобства индексы номера гармоники. Тогда, с учетом граничных условий (15), (16), система для определения коэффициентов С\ ; С2СА записывается в виде: а Преобразование системы дает: Су = С2+Ио /а (с2 н Из выражение (42) следует, что максимальный момент электромеханического преобразователя пропорционален энергии магнитного поля в зазоре и числу пар полюсов.
Следует отметить, что величина максимального момента не зависит от удельной электропроводности материала ротора у. Тем не менее, из выражения (40) видно, что свойства ферромагнитного материала ротора влияют на значение критической угловой скорости его вращения, при которой достигается максимальный момент. При этом увеличение числа пар полюсов р и воздушного зазора 5 приводит к возрастанию критической угловой скорости 0.к, а увеличение удельной электропроводности материала ротора у и его радиуса Яг приводит к уменьшению критической скорости. Значение относительной магнитной проницаемости материала ротора при постоянстве остальных параметров электромеханического преобразователя, при котором момент преобразователя максимален, можно определить, представив выражение момента (35) в виде: Определив производную от момента по / и приравняв ее к нулю можно найти значение критическое значение относительной магнитной проницаемости материала ротора, при которой момент преобразователя максимален: Выражение (43) может быть использовано для определения магнитной проницаемости ферромагнитного ротора, необходимой для обеспечения максимального тормозного момента преобразователя с известными параметрами на заданной скорости вращения ротора. Следует иметь ввиду, что использование выражения (43) при низких скоростях вращения ротора и малых значениях ц2 которые определяют величину р, может приводить к погрешностям расчета. Тем не менее, данное выражение удобно для оценочного определения среднего значения критической магнитной проницаемости т.к. представляет явную аналитическую зависимость ее от параметров электромеханического преобразователя.
Исследование электромеханического преобразователя в режиме электромагнитного тормоза
Для решения указанных задач использованы численные, аналитические, комбинированные и экспериментальные методы исследования. Численный расчет векторного магнитного потенциала в воздушном зазоре и массивном ферромагнитном роторе электромеханического преобразователя проводится методом конечных разностей с учетом поверхностного эффекта и изменения магнитной проницаемости. Аналитическое решение, основанное на допущении о постоянстве магнитной проницаемости ротора, используется для предварительной оптимизации параметров преобразователя, а также для задания начальных значений векторного магнитного потенциала в точках расчетной области при уточненном численном расчете.
Правомерность математического моделирования оценивалась сопоставимостью результатов расчета с экспериментальными данными. Научная новизна работы: 1. Разработана методика расчета электромагнитного поля в воздушном зазоре и массивном роторе электромеханического преобразователя с учетом поверхностного эффекта и изменения магнитной проницаемости, совмещающая аналитические и численные методы и позволяющая значительно ускорить получение точного результата и в то же время проводить анализ и оптимизацию параметров по аналитическим зависимостям. 2. Предложен программный комплекс для ЭВМ, позволяющий решить полевые задачи в зазоре и массивном роторе электромеханического преобразователя, описанные дифференциальными уравнениями эллиптического и параболического вида. 3. Предложена методика построения потенциальных диаграмм распределения магнитной индукции и магнитной проницаемости по сечению ротора для наглядной иллюстрации электромагнитных процессов в нем. 4. Выявлена особенность распределения электромагнитного поля в воздушном зазоре электромеханического преобразователя, заключающаяся в том, что в точке с максимальным по модулю значением нормальной составляющей индукции, ее тангенциальная составляющая не изменяется по глубине зазора. 5. Разработана простая и доступная методика экспериментального определения динамических характеристик электромеханических преобразователей. Достоверность научных результатов. Научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации обоснованы. Правильность разработанной методики расчета электромеханических преобразователей с массивными ферромагнитными роторами, а также работоспособность созданного 9 программного комплекса подтверждается совпадением результатов теоретических и экспериментальных исследований. Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработанная методика расчета электромеханических устройств с массивными ферромагнитными роторами позволяет достаточно быстро проектировать нагрузочные устройства для испытательного оборудования. Учет поверхностного эффекта и изменения магнитной проницаемости материала ротора значительно повышает точность расчетов, что позволяет исключить этап макетирования, сократить сроки и снизить стоимость разработки испытательного оборудования. Предлагаемый способ проведения динамического эксперимента, при котором используется таходатчик с дополнительной пространственно - временной модуляцией светового потока, аналого-цифровой преобразователь стандартной платы компьютера и программная обработка сигнала, позволяет отказаться от дорогостоящего оборудования и значительно сократить время проведения подобного рода экспериментов. Результаты диссертационной работы и созданный программный комплекс "Са1с8КМ" использовались: Локомотивным депо Брянск-ТТ московской железной дороги для проектирования нагрузочных устройств на базе асинхронных двигателей с массивными ферромагнитными роторами для стендов обкатки передних и задних распределительных редукторов тепловозов 2ТЭ10У. В учебном процессе в курсовых работах и при проведении лабораторных занятий по дисциплинам "Электрические машины" и "Моделирование в автоматизированном электроприводе" на кафедре "Автоматизированный электропривод" БГ ГУ Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры "Промышленная электроника и электротехника" БГТУ в 1999 - 2002 гг., на восьмой ежегодной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (г. Москва, 2002 г.), на научных семинарах кафедры "Автоматизированный электропривод" БГТУ в 1999 - 2002 гг., и на международном студенческом форуме "Образование, наука, производство" (г. Белгород, 2002 г.) Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, библиографического списка из 132 наименования и приложений. Она содержит 159 страниц основного машинописного текста и иллюстрируется 34 рисунками.
