Численное моделирование и разработка конструкций электрических машин с учетом взаимного влияния физических полей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.01, доктор технических наук Казаков, Юрий Борисович

• Казаков, Юрий Борисович
• доктор технических наук
• 2000

Оглавление диссертации доктор технических наук Казаков, Юрий Борисович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБОБЩЕННЫЙ ПОДХОД К КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ ФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИНАХ

1.1. Уравнения физических полей и граничные условия в электрических машинах

1.2. Энергетические функционалы в методе конечных элементов и их связь с дифференциальными уравнениями поля

1.3. Выбор типа конечных элементов и способа аппроксимации потенциальной функции

1.4. Применение метода Ньютона для решения системы нелинейных уравнений при использовании симплекс-элементов

1.5. Учет анизотропных свойств материалов электрических машин

1.6. Моделирование постоянных магнитов.

1.7. Адаптация модели для плоскомеридианных задач.

1.8. Учет граничного условия третьего рода при моделировании тепловых полей электрических машин

1.9. Развитие модели для нелинейных нестационарных полей

1.10. Формулировка задачи для конвективного теплообмена

1.11. Конечно-элементное моделирование поля механических напряжений и деформаций

1.12. Выводы

ГЛАВА 2. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОЗАВИСИМЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИНАХ

2.1. Целесообразность учета взаимного влияния магнитных, тепловых, электрических и механических полей при преобразовании энергии в электрических машинах.

2.2. Системный подход к численному моделированию взаимозависимых физических полей

2.3. Конечные соотношения учета взаимного влияния физических полей

2.4. Адаптация подхода к блочным последовательно-итерационному и параллельно-итерационному расчетам взаимозависимых физических полей.

2.5. Выводы.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ И ПРОГРАММ РАСЧЕТА ВЗАИМОЗАВИСИМЫХ ПОЛЕЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИНАХ

3.1. Обзор программных комплексов метода конечных элементов

3.2. Стандартизированный интерфейс обработки взаимозависимых конечно-элементных задач расчета магнитного, теплового и электрических полей

3.3. Препроцессор системы расчета полей.

3.4. Аппроксимация нелинейных характеристик сред.

3.5. Алгоритм устойчивой сходимости расчета нелинейного физического поля.

3.6. Обеспечение эффективной сходимости связанного поблочного расчета взаимозависимых физических полей.

3.7. Процессор и постпроцессор системы расчета полей

3.8. Пример численного моделирования и анализа взаимозависимых магнитных и тепловых полей в ферритовом дросселе

3.9. Выводы.

ГЛАВА 4. МЕТОДОЛОГИЯ СИНТЕЗА КОНСТРУКЦИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН С УЧЕТОМ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА ФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ.

4.1. Использование многоуровневого моделирования при разработке конструкций электрических машин.

4.2. Структурно-параметрический поиск эффективных конструкций электрических машин на полевых моделях

4.3. Применение метода переменной метрики при выборе конструкции магнитной системы с максимальным магнитным потоком

4.4. Синтез распределенных обмоток на основе матричного анализа схем и МДС обмоток

4.5. Разработка двигателей постоянного тока при заданном графе расчета с выбором уровня моделирования электромагнитного и теплового состояний.

4.6. Пересчет электрических машин на основе декларативных знаний с динамически формируемым алгоритмом расчета

4.7. Выводы.

ГЛАВА 5. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН .г

5.1. Автоматизация испытаний электрических машин

5.2 Автоматизированные системы испытаний асинхронного конденсаторного двигателя и двигателя постоянного тока

5 .3. Метрологическая аттестация автоматизированных систем испытаний электрических машин

5.4. Интеграция систем моделирования, разработки, исследования и испытания электрических машин

5.5. Выводы

ГЛАВА 6. ПРИМЕРЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ, РАЗРАБОТКИ И АНАЛИЗА КОНСТРУКЦИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

6.1. Разработка рациональных конструкций стартерных электродвигателей на базе конечно-элементных моделей магнитных полей

6.2. Анализ магнитных полей и сил магнитного тяжения в асинхронных двигателях с магнитными клиньями разной конструкции

6.3. Совместный расчет тепловых и термозависимых электрических полей высоковольтного трансформатора и модернизация конструкции изоляции и теплоотвода

6.4. Учет результатов численного моделирования магнитных и маг-нитозависимых тепловых полей неявнополюсных машин постоянного тока при реконструкции сердечника и обмоток статора

6.5. Усовершенствование статора магнитоэлектрической машины постоянного тока на основе результатов взаимосвязанного термомагнитного анализа конструкции

6.6. Поиск формы магнитной жидкости в электромеханическом маг-нитожидкостном герметизаторе на полевой модели с учетом взаимного влияния магнитных, тепловых и механических явлений

6.7. Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Численное моделирование и разработка конструкций электрических машин с учетом взаимного влияния физических полей»

Актуальность проблемы

В создание и развитие теории и методов моделирования и разработки конструкций электрических машин большой вклад внесли отечественные и зарубежные ученые: Д.А. Аветисян, А.И. Адаменко, Б.Л. Алиевский, ЮА. Бахвалов, А. И. Бертинов, Ю.Б. Бородулин, Д.А. Бут, А. Вивиани, И.А. Глебов, Л.И. Глухивский, О.Д. Гольдберг, Я.Б. Данилевич, К.С. Демирчян, В.В. Домбров-ский, Е.И. Ефименко, А.Е. Загорский, А.В. Иванов-Смоленский, В.А. Кожевников, Е.В. Кононенко, И.П. Копылов, М.П. Костенко, Ю.П. Коськин, В.А. Кузнецов, А.Н. Дедовский, ФА. Мамедов, Я.А Новик., И.Е. Овчинников, И.Н. Орлов, Г.Н. Петров, В.В. Попов, В.И. Попов, И.М. Постников, В.И. Радин, Ж.-К. Саббоннадьер, С. Садарагани, Б.В. Сидельников, П. Сильвестер, Е.М. Синельников, Г А. Сипайлов, А.И. Скороспешкин, Т.Г. Сорокер, А. А. Терзян, Б.Ф. Токарев, Я. Туровский, Р.В. Фильц, В.И. Чабан, М.В.К. Чари, BJI. Чечурин, Н.Н. Шереметьевский, Ю.А. Шумилов, Ю.Я. Щелыкалов и многие другие.

Преобразование энергии в устройствах электромеханики происходит через физические поля: магнитные, электрические, тепловые и механические. Физические поля определяют рабочие свойства и срок службы электрических машин, оказывают воздействие на обслуживающий персонал. Важно иметь методы и средства оценки параметров этих полей на стадии разработки электрических машин. Желательно объединение в одном комплексе со стандартизированным интерфейсом средств моделирования разнообразных неоднородных нелинейных анизотропных плоскопараллельных и плоскомеридианных физических полей. В этом случае целесообразна разработка единой обобщенной численной модели полей с гарантированной сходимостью и .учетом особенностей распределения разных полей в электрических машинах, например, на основе метода конечных элементов. Актуальность подхода обуславливается необходимостью повышения детализации математических моделей электрических машин на основе универсальных и строго формализованных численных полевых моделей. Особенно в случаях нетрадиционного исполнения, наличия конструктивных особенностей, использования новых материалов и предельных электромагнитных нагрузок.

В электрических машинах физические поля существуют одновременно и могут являться взаимозависимыми. Взаимосвязь полей обусловлена законом сохранения энергии и проявляется во влиянии параметров одних полей на характеристики сред и возбуждающие факторы других полей. Наиболее изучена взаимосвязь переменных электрических и магнитных полей, которые образуют единое электромагнитное поле. В то же время взаимное влияние их с температурными и механическими полями учитывается редко. Но это влияние может быть существенным. Например, для высокоэнергетических постоянных магнитов NdFeB характерны невысокая рабочая температура й сильная температурная зависимость магнитных свойств. Изменение температуры существенно меняет магнитную характеристику магнита NdFeB, что требует взаимосвязанного термомагнитного анализа полей электрических машин с такими магнитами, так как потери в стали и температуры в двигателе зависят от магнитного потока магнита, а магнитные свойства магнита зависят от температуры. По массиву магнита возникает перепад температур, каждый элемент магнита будет иметь свою рабочую точку на магнитной характеристике, определяемую, в том числе, температурой элемента.

Наблюдаются и другие явления взаимной зависимости параметров разных й' физических полей. Сильное взаимное влияние магнитных, тепловых и механических явлений проявляется в электромеханических магнитожидкостных герметизаторах, содержащих магниты и магнитную жидкость. При движении слоев магнитной жидкости вследствие вязкого трения происходит внутренний разогрев. Рост температуры снижает намагниченности магнита и жидкости, магнитную проницаемость, вязкость и теплопроводность жидкости. Рост индукции увеличивает "жесткость" цепочек из ферромагнитных частиц в магнитной жидкости, повышается теплопроводность и вязкость жидкости, а значит изменяется тепловой режим. Распределения магнитного и теплового полей зависят от формы и положения магнитной жидкости. «

-8В общем случае, необходим системный подход к математическому анализу взаимозависимых физических полей в устройствах электромеханики. Такое численное моделирование взаимозависимых полей в электрических машинах составляет научную проблему электромашиностроения.

Поиск рациональной конструкции электрических машин сводится к задаче синтеза физических полей. Синтез поля подразумевает поиск такого размещения источников поля, материалов и формы граничных поверхностей, которые обеспечивают создание в электрической машине полей с требуемым распределением. Задача синтеза, как "обратная" задача, то есть нахождение источников по известному распределению поля, может быть решена на основе анализа результатов расчета "прямых" задач - определения распределения поля по известным источникам. Использование численных моделей полей в автоматизированном выборе конструкции остается малоизученной проблемой и в настоящее время почти не осуществляется ввиду слабой разработанности подходов и методов. Но такой подход из-за снятия многих допущений может приводить к новым конструкциям электрических машин и способам определения конфигурации деформируемых поверхностей. Так для электромеханических магнито-жидкостных герметизаторов существует дилемма: не зная положение магнитной жидкости, невозможно корректно рассчитать магнитные и тепловые поля, но, не зная распределения полей, невозможно определить положение жидкости. Форма и положение магнитной жидкости зависят от приложенного внешнего перепада давления и определяются распределениями магнитного и теплового полей. Эту дилемму можно попытаться решить на основе поиска конфигурации поверхности на полевых моделях.

Существует задача объединения этапов численного моделирования физических полей и автоматизированного синтеза конструкций электрических машин с их проектированием при многоуровневой структуре моделирования электромагнитного и теплового состояния. Определенного успеха в разработке электрических машин можно добиться при декларативном проектировании с динамически перестраиваемым алгоритмом расчета.

Завершающим элементом разработки электрических машин является экспериментальное исследование опытных образцов. Целесообразно использование разработанных и метрологически аттестованных автоматизированных систем испытаний. Все автоматизированные системы анализа и синтеза электрических машин должны увязываться и взаимодополняться.

Целью диссертационной работы является решение научной проблемы численного моделирования и разработки конструкций электрических машин с учетом взаимного влияния физических полей.

Поставленная цель требует решения следующих основных задач:

1. Разработка на основе единого подхода к моделированию методом конечных элементов обобщенных математических моделей и алгоритмов расчета в разных системах координат неоднородных нелинейных анизотропных двумерных магнитных, тепловых, электрических и механических полей в устройствах электромеханики с учетом их особенностей.

2. Разработка системного подхода к численному моделированию взаимозависимых физических полей в электрических машинах.

3. Разработка системы связанного расчета со стандартизированным интерфейсом взаимозависимых физических полей в электрических машинах на единой конечно-элементной модели.

4. Исследование взаимозависимых физических полей в электрических машинах различных типов и исполнений.

5. Разработка методологии синтеза конструкций электрических машин на основе полевых моделей с учетом взаимного влияния физических полей.

6. Реализация расчета электрических машин на основе заданного алгоритма с фиксированным набором исходных данных и на основе декларативных знаний с динамически формируемым алгоритмом и выбором уровня моделирования электромагнитного и теплового полей.

7. Разработка метрологически аттестованных автоматизированных систем и технологии проведения экспериментальных исследований электрических

-10 машин с возможностью интеграции систем испытаний с системами моделирования и проектирования. 8. Разработка на базе предложенных методов эффективных конструкций электрических машин и способов определения конфигурации деформируемых элементов устройств электромеханики.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использованы: элементы теорий вариационного, матричного и интегрального исчислений; методы численного моделирования физических полей; метод конечных элементов; аппарат векторного анализа; системный подход к анализу взаимосвязанных явлений; методы решения систем нелинейных и линейных уравнений; алгоритмы обработки разреженных матриц; онлайновая аппроксимация; квазиградиентный метод переменной метрики; декларативные методы проектирования; методы физического моделирования и экспериментальных исследований; автоматизированные методы испытаний.

•ы

- 11

Заключение диссертации по теме «Электромеханика и электрические аппараты», Казаков, Юрий Борисович

6.7. Выводы

Выполнено численное исследование взаимовлияющих физических полей в электрических машинах разных типов и исполнений. Разработаны и апробированы методики целенаправленного поиска на параметрически деформируемой конечно-элементной сетке конструкций стартерных электродвигателей, магнитоэлектрических машин, формы магнитной жидкости в электромеханических магнитожидкостных герметизаторах, рационального распределения статорных обмоток и конструктивных модернизаций сердечника статора неявнополюсных машин постоянного тока. На разработанные конструкции получены авторское свидетельство и два патента на изобретения РФ.

В результате применения разработанных методов численного моделирования и синтеза конструкций электрических машин с учетом взаимного влияния физических полей установлено.

1. Для стартерных электродвигателей.

1.1. Выявлено сильное насыщение полюсных наконечников, неучет которых приводит к завышению основного магнитного потока, коэффициентов полюсного перекрытия и рассеяния до 20 %.

1.2. Определена эффективность полюсных наконечников в зависимости от их формы и индукции в зазоре, разработан упрощенный метод учета насыщения несимметричных полюсных наконечников.

1.3. Разнесение последовательной и параллельной обмоток возбуждения на разные полюса приводит в рабочих режимах к различию потоков рассеяния полюсов более чем в 4 раза. Наличие ферромагнитной стяжной шпильки в межполюсном окне увеличивает индукцию в зоне коммутации на 15 % и поток рассеяния на 8 %.

1.4. Выявлено и экспериментально подтверждено, что с ростом насыщения магнитопровода целесообразно уменьшать толщину полюсных наконечников до 50 % и увеличивать ширину полюса до 30 %. Для нереверсивных электродвигателей желательно менее насыщенный полюсный наконечник делать длиннее более насыщенного наконечника.

- 326

1.5. Результаты расчетов подтверждаются экспериментальными данными по определению характеристик двигателей с точностью 3-5 %, по определению локальных индукций - 8-10 %.

2. Для асинхронных двигателей с магнитными клиньями.

2.1. Предложена конструкция магнитного клина, при меньшем потоке пазового рассеяния на 17 % и практически неизменном потоке взаимоиндукции.

2.2. Погрешность определения по конечно-элементной модели силы тяжения клина через натяжения в сравнении с опытными данными составляет 15-30 %.

3. Для трансформатора с термозависимой изоляцией.

3.1. По результатам взаимосвязанного расчета электрических и тепловых полей снижение пробивного напряжения изоляции в точке с максимальной температурой достигает 25 %. Уменьшение диэлектрической проницаемости стиросила 10-30 в этой точке составляет 14 %.

3.2. Предложена конструкция с секционированными разомкнутыми кольцевыми металлическими прокладками, обеспечивающая меньшие на 6 % перегревы и на 5 % максимальную напряженность электрического поля.

4. Для неявнополюсных машин постоянного тока.

4.1. Проведение взаимосвязанного магнитотеплового анализа двумерных сечений вдоль и поперек оси машины позволяет учесть особенности конструкции и несимметричность распределения электромагнитных и тепловых нагрузок по сердечнику и пазам статора.

4.2. Превышение температуры воздуха внутри закрытой машины, полученное на основе тепловой конечно-элементной модели, соответствует опытным данным с погрешностью, соизмеримой с погрешностью измерения, а превышения температур обмоток с расхождением до 9 % соответствуют значениям, полученным по методикам на основе тепловых схем замещения с сосредоточенными параметрами.

4.3. Предложенный метод поиска на конечно-элементной модели магнитного поля схем распределения статорных обмоток позволяет находить способы разложения их по пазам с сохранением рабочего режима при экономии по меди.

- 327

4.4. Выявлена целесообразность выполнения прорезей по осям главных полюсов и/или внешних усечений сердечника статора по нормалям к осям главных полюсов с глубиной усечения до 85 % толщины спинки статора. За счет магнитной несимметрии статора: снижается поток реакции якоря; повышается основной магнитный поток; уменьшается искажение магнитного поля в зазоре; повышается устойчивость работы; возможно получение экономии меди до 9 % при снижении потерь в статорных обмотках. Усечение сердечника статора позволяет: выполнять статор в форме многогранника; снизить высоту оси вращения до двух ступеней; добиться экономии стали до 18.6 %. На конструкцию с усеченным сердечником статора получено авторское свидетельство.

4.5. Для нереверсивных машин предложено выполнять угловой сдвиг прорезей с осей главных полюсов и/или плоских усечений с нормалей к осям главных полюсов, что приводит к эффекту аналогичному эффекту сдвига щеток с геометрической нейтрали, но при смещении в противоположную сторону. Экономия меди в такой конструкции может достигать 14 %, стали 18.9 %. Результаты подтверждены экспериментальными испытаниями опытного образца.

4.6. Усечение спинки статора за счет использования в штампах изготавливаемых двигателей рулонной стали двигателей меньших высот осей вращения, хотя бы на одну ступень, практически осуществимо во всех случаях.

4.7. Применение в нереверсивных машинах последовательного возбуждения одновременно статорной комбинированной обмотки, объединяющей последовательную обмотку возбуждения и компенсационную обмотку, и усечения статора со смещением плоскости сечений с нормалей к осям главных полюсов на 45 электрических градусов позволяет снизить высоту оси вращения до трех ступеней, уменьшить расход электротехнической стали до 22.6 %, расход меди до 33 % и повысить коэффициент полезного действия на 3 %. На конструкцию получен патент на изобретение.

5. Для магнитоэлектрических машин постоянного тока.

5.1. Применение магнитов Nd2Fei4B и КС37А по сравнению с ферритовыми магнитами позволяет в термонапряженных двигателях снизить толщину магни

-328тов более чем в два раза при одновременном повышении магнитного потока до 14 % и 68 %, а вращающего момента до 32 % и 93 % соответственно.

5.2. Различие индукций рабочих точек разных элементов ферритового магнита без стальных полюсных наставок при нагрузке в машине может достигать 44 % остаточной индукции магнита.

5.3. Перепад температур по массиву ферритовых магнит в номинальных режимах двигателей с высотой оси вращения до 100 мм может достигать 10-20, а с магнитами NdFeB - 4 °С.

5.4. Неучет термозависимости магнитных свойств ферритовых магнитов при номинальных температурных режимах двигателей приводит к завышению магнитного потока до 21.7 %, для магнитов NdaFe^B - до 50 %, для магнитов КС37А - до 6.4 %. Магниты на основе NdFeB не имеют магнитных преимуществ перед магнитами на основе РЗМ при использовании в термонапряженных электрических машинах.

5.5. Неучет термозависимостей магнитных характеристик стали 3413 и магнита 28БА190 может приводить к завышениям магнитного потока в двигателях до 82 % и температурных перегревов до 15 %.

5.6. Учет температурного уменьшения магнитных свойств магнита и магнитной приницаемости сталей повышает рациональные размеры магнита и снижает градиенты зависимостей вращающего момента от размеров магнита.

5.7. Предложена патентозащищенная конструкции, в которой на внутренней поверхности сердечника статора в треугольных выемках фиксируются ради-ально намагниченные магниты в форме криволинейных пятиугольников. Вершины выемок лежат на оси полюсов. В такой конструкции возможно повышение объема магнита, увеличивается с учетом взаимного влияния полей магнитный поток (до 16.6 %), ослабляется поток реакции якоря (до 30.5 %), снижается индукция в зоне коммутации (до 28 %), форма магнитного поля в зазоре приближается к синусоидальной, осуществляется точное позиционирование магнитов, увеличивается площадь крепления магнитов (до 4.7 %), снижается, из-за упора в угол сердечника, напряжение тангенциального сдвига (до 15 %).

- 329

5.8. Максимальная температура в двигателе с магнитами в форме криволинейных пятиугольников по сравнению с сегментообразными магнитами повышается незначительно. С ростом температуры независимо от формы магнита возрастают потоки реакции якоря и индукция в зоне коммутации.

6. Для электромеханических магнитожидкостных герметизаторов.

6.1. Расчет герметизаторов без учета формы и положения магнитной жидкости, ее нелинейной магнитной характеристики приводит к завышению удерживаемого перепада давления до 10 %. Наличие магнитных ловушек и шарикоподшипника из-за шунтирования рабочего зазора снижает удерживаемый перепад давления до 4.8 %.

6.2. Замена феррито-бариевых магнитов на самарий-кобальтовые позволяет снизить радиальные и осевые размеры герметизатора на 35-55 %.

6.3. Неучет взаимных влияний тепловых и магнитных полей в герметизаторах с ферритовыми магнитами приводит к завышению магнитной индукции в зазоре до 33.4 %.

6.4. Перепад температуры по объему магнитной жидкости в герметизаторах достигает 80-90 °С.

6.5. Применение взаимосвязанного нелинейного конечно-элементного термомагнитного анализа герметизаторов обеспечивает совпадение результатов расчета критического перепада давления с опытными данными в пределах 8 %.

6.6. Температурный коэффициент снижения критического удерживаемого перепада давления в герметизаторах при изменении температуры на 120-130 °С достигает -0.3467 %/°С при среднем квадратичном отклонении 0.087 %/°С.

6.7. Разработанный метод поиска формы поверхности магнитной жидкости на конечно-элементной модели магнитных и тепловых полей при заданном внешнем перепаде давления (заданной тангенциальной индукции на ее поверхности) обеспечивает нахождение конфигурации и положения магнитной жидкости в зазоре.

-330

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе представлена совокупность новых теоретических положений и практических решений научной проблемы численного моделирования и разработки конструкций электрических машин с учетом взаимного влияния физических полей.

Основные научные теоретические и практические результаты диссертационной работы:

1. На основе единого подхода к моделированию методом конечных элементов физических полей разработаны обобщенные математические модели, что позволило создать однотипный алгоритм численного расчета с гарантированной сходимостью в устройствах электромеханики нелинейных анизотропных плоскопараллельных и плоскомеридианных магнитных, электрических и тепловых полей с учетом их особенностей в электрических машинах.

2. Предложенный метод моделирования тепловых полей учитывает нелинейности теплопроводностей сред и теплоотдачи с поверхностей при возможности введения внутрь рассматриваемой области границ с граничным условием теплоотдачи для учета взаимного теплового влияния частей электрических машины, разделяемых охлаждающей средой.

3. Разработанный метод конечно-элементного моделирования электрической машины с постоянными магнитами, как нелинейных анизотропных источников магнитного поля, учитывает термозависимость и распределенность намагниченности по сечению магнита и осуществляет автоматическое нахождение не тождественных рабочих точек разных частей магнита, что позволяет отказаться от дополнительных итераций при расчете магнитного поля, созданного совместным действием нескольких токовых обмоток и постоянных магнитов с различной ориентацией и учетом их взаимного влияния в электрических машинах.

4. Сформулирован системный подход к численному моделированию взаимозависимых физических полей в электрических машинах/Получены конечные соотношения для анализа взаимосвязанных полей. Предложены последова

-331тельно-итерационный и параллельно-итерационный алгоритмы расчета физических полей с учетом их взаимного влияния. Разработана с единым методическим подходом и стандартизированным интерфейсом система взаимосвязанного расчета на общей конечно-элементной модели взаимовлияющих двумерных магнитных, электрических и тепловых полей, с возможностью интегрирования в системы разработки конструкции.

5. Рассчитаны и проанализированы физические поля и характеристики электрических машин различных типов и исполнений при совместном учете взаимных влияний магнитных, электрических, тепловых и механических явлений. Показана существенность взаимного влияния физических полей в специальных электромеханических преобразователях.

6. Разработана методология синтеза конструкций электрических машин на основе их численного моделирования. Для обоснованных целевых функций разработан метод поиска квазиградиентным методом переменной метрики при применении процедуры минимизации рациональных конструкций электрических машин на основе конечно-элементного моделирования взаимозависимых физических полей с автоматизированной параметрической деформацией единой расчетной сетки, что к настоящему времени не выполнялось ввиду неразработанности подходов и методов.

7. Предложен матричный анализ схем распределенных статорных обмоток не-явнополюсных двигателей постоянного тока. Получены общие выражения коэффициентов полюсного перекрытия для нескольких и различным способом распределенных статорных обмоток. Разработан метод интерактивного синтеза схем обмоток для заданных коэффициентов полюсного перекрытия разных обмоток и заполнения пазов.

8. Созданы системы расчета электрических машин при многоуровневой структуре моделирования электромагнитного и теплового состояния, с возможностью использования конечно-элементных моделей, декларативная система пересчета машин постоянного тока ориентированная на задание произвольного набора данных с динамически формируемым алгоритмом расчета.

-3329. Разработаны автоматизированные системы испытаний неявнополюсных двигателей постоянного тока и асинхронных конденсаторных двигателей на базе ПК и аппаратно-программных интерфейсов и микропроцессорных интерфейсных плат, метрологическая аттестация измерительно-управляющих трактов, предложена технология проведения автоматизированных экспериментальных исследований. Создана интегрированная система анализа и синтеза неявнополюсных машин постоянного тока.

10. Численное моделирование взаимозависимых физических полей использовано при разработке и модернизации конструкций магнитной системы стартерных электродвигателей, магнитных клиньев в асинхронных машинах, конструкции охлаждения и обеспечения электрической прочности трансформатора для изоляции с термозависимыми диэлектрическими свойствами, формы постоянного магнита в магнитоэлектрических машинах, сердечника статора и способа распределения статорных обмоток неявнополюсных машин постоянного тока. Разработан метод поиска конфигурации деформируемой поверхности магнитной жидкости электромеханических магнито-жидкостных герметизаторов с учетом влияния распределения теплового и магнитного полей при заданном внешнем перепаде давления.

11. Применение предложенных методов численного моделирования и разработки конструкций электрических машин с учетом взаимного влияния физических полей позволяет получать новизну конструкции на уровне изобретеv«? ■■ ний, что подтверждено получением авторских свидетельств и патентов на изобретения.

Сравнение теоретических результатов с проведенными расчетными и экспериментальными исследованиями на опытных образцах свидетельствуют об адекватности и эффективности применения предложенных в диссертации подходов, моделей, алгоритмов и конструкций и целесообразности их использования на практике. Это подтверждается актами внедрения, приведенными в приложении.

- 333

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Казаков, Юрий Борисович, 2000 год

1. Абрамкин Ю.В. Теория и расчет пондеромоторных и электродвижущих сил и преобразования энергии в электромагнитном поле. - М.: Изд-во МЭИ, 1997.-208 с.

2. Аветисян Д.А. Основы автоматизированного проектирования электромеханических преобразователей. М.: Высш. школа, 1988,271 с.

3. Автоматизированная система обслуживания конечно-элементных рас-четов/А.С. Цыбенко, Н.Г. Ващенко, Н.Г. Крищук, Д.О. Лавендел К.: Вища шк., 1986.-251 с.

4. Автоматизированное проектирование электрических машин: Учеб. пособие. /Ю.Б. Бородулин, B.C. Мостейкис, Г.В. Попов, В.П. Шишкин: Под ред. Ю.Б. Бородулина. М.: Высш.шк., 1989. - 280с.

5. Автоматизированный измерительно-вычислительный комплекс для исследований и испытаний трехфазных асинхронных двигателей малой мощности/ Кривошеин Ю.В., Потатуев Д.В., Титюхин Н.Ф., Черный В.Д.// Электротехника 1990, N 11, с. 15-18.

6. Аксенов В.Н., Зубков Ю.С., Сидельников А.В. Система автоматизации исследования и эскизного проектирования электрических машин// Автоматизация исследований электрических машин и управление ими. Сб. научн. тр.- Л: ВНИИэлектромаш, 1987- с.123-135.

7. Алиев Т.М., Тер-Хачатуров А.А. Измерительная техника: Учеб. пособие для техн. вузов. М.: Высшк. шк., 1991.- 384 с.

8. Алиев И.И., Беспалов В.Я., Клоков Ю.Б. Асинхронный генератор с гарантированным возбуждением // Электротехника. 1997, N7, с.43-45.

9. Антипов В.Н., Глебов И.А. Электрические машины постоянного тока: перспективы развития. // Изв. АН. Энергетика. 1999, N 5, с.128-135.

10. Антипов В.Н., Жигарев Г.Г. Расчетно-экспериментальный анализ теплового состояния электродвигателей закрытого исполнения с естественной вентиляцией //Электротехника 1997, N 9, с. 24-27.

11. Апсит В.В., Новик Я.А. Физический смысл расчетных уравнений метода конечных элементов при расчете стационарного двухмерного магнитного поля и их связь с уравнениями Максвелла.//Изв. АН Латв.ССР, сер.физ. и техн. наук. 1976, Nl,c.60-66.

12. А.С. SU 1511805 МКИ Н 02 К 1/12 от 1.06.89 (заявка 4383767 от 29.02.88). Статор электрической машины постоянного тока / Казаков Ю.Б., Тихонов А.И. Опубл. в Б .И. N 36,1989.- 4 с.

13. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник. /A3. Кравчик., М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболенская.- М.:Энергоатомиздат, 1982 г., 504 с.

14. Астахов Н.В., Юнгерсон Т.С. Оптимизационный поиск формы полюсного наконечника.// Электротехника. 1982, N 4, с. 17-19.

15. Н.М. Беляев, А.А. Рядно. Методы теории теплопроводности. 4.1. -М.:Высш.школа, 1982.-327 с.

16. Борискин О.Ф. Автоматизированные системы расчета колебаний методом конечных элементов. Иркутск: Изд-во Иркутского, ун-та,1984. - 188с.- 335

17. Брынский Е.А., Данилевич Я.Б., Яковлев В.И. Электромагнитные поля в электрических машинах. Л.: Энергия, Ленингр. отд-е, 1979. -176с.: ил.

18. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. М. :Высш. шк., 1985.

19. Бут Д.А. Электромеханика сегодня и завтра / Электричество. 1995, ч.1 - N 1; ч.П - N 2.

20. Бутина Т.П., Горбунцов А.Ф., Щелыкалов Ю.Я. Расчет трехмерного температурного поля в магнитопроводе трансформатора// Электричество. -1986, N1, с. 54-55.

21. Валях Е. Последовательно-параллельные вычисления. -М.: Мир, 1985.

22. Варламов В.И., Чечурин В.Л. Поиск оптимального распределения материала и расположения тел в адаптивных электродинамических системах // Изв. АН. Энергетика. 1998. N 4. С. 124-133.

23. Воеводин В.В. Математические модели и методы в параллельных процессах. М.: Наука, 1986.

24. Выбор рационального направления намагниченности постоянных магнитов-модулей и составных магнитов в устройствах электромеханики/В .Н. Горюнов, Л.Е. Серкова, В.Э. Тиль, О.А. Тищенко//Электротехника-1993,1,с.65-70.

25. Гайтов Б.Х., Копелевич Л.Е. Математическая модель электромагнитных и тепловых переходных процессов в асинхронном двигателе с переменными параметрами // Электричество. 1989, N 12, с.62-64.

26. Герасимов Е.Б., Казаков Ю.Б. Исследование характеристик нелинейного дросселя в режиме с подмагничиванием//Электротехника 1995, N 4, с.24-27.

27. Герасимов Е.Б., Казаков Ю.Б., Тихонов А.И. Сопряженное моделирование стационарных физических полей методом конечных элементов// Электротехника. 1994, N 9, с.60-63.

28. Герасимов Е.Б., Казаков Ю.Б., Щелыкалов Ю.Я. Алгоритм конечно-элементного комплексного расчета магнитожидкостных устройств/ЛГезисы 7 междун. Плесской конф. по магн. жидкостям. Иваново, ИГЭУ, 1996,с.161-162.- 336

29. Герасимов Е.Б., Казаков Ю.Б., Щелыкалов Ю.Я. Особенности расчета осесимметричного магнитного и теплового полей методом конечных элементов// Информэлектро М., ВИНИТИ, N 59-ЭТ93,1993,10 с.

30. Герасимов Е.Б. Разработка моделей и алгоритмов для проектирования и исследования трансформаторного оборудования источников электропитания: Автореф.дисс. на соиск. уч. ст.к.т.н.//МЭИ Москва, 1994г., 20с.

31. Герасимов JI.C., Икрянников В.И. Температурная неустойчивость металлического проводника при высоких плотностях тока // Электричество. -1993, N 8, с.54-60.

32. Глазенко А.В., Данилевич Я.Б., Карымов А.А. Численный анализ тепловых и механических процессов в электрических машинах // Электричество. -1995, N 12, с.30-35.

33. Глебов И.А. Новые материалы как основа научно-технического прогресса в электромашиностроении // Электротехника 1996, N 1, с. 2-9.

34. Гольдберг О.Д., Абдулаев И.М., Абиев А.Н. Автоматизация контроля параметров и диагностика асинхронных двигателей./ Под ред. Гольдберга О.Д.-М.: Энергоиздат, 1991. 160с.: ил.

35. Гутенмахер Л.И. Электрические модели. Москва, изд-во АН СССР, 1949.-404 е.

36. Демирчян К.С., Чечурин B.JI. Машинные расчеты электромагнитных полей: Учеб. пособие. М.: Высш. шк., 1986. - 240 с.

37. Джорж А., Лю Дж. Численное решение больших разреженных систем уравнений. М.: Мир, 1984г. - 334с.

38. Диалоговый комплекс проектирования дисковых вентильных двигате-лей./Казаков Ю.Б., Мостейкис B.C., Сромин А.Ф., Тихонов А.И., Шишкин- 337

39. В.П.//Интеллектуальные электродвигатели и экономия электроэнергии: Тезисы докл. X Всес. н.-т. конф. Владимир-Суздаль, ВНИПТИЭМ, 1991, с.45.

40. Домбровский В.В. Справочное пособие по расчету электромагнитного поля в электрических машинах. JL: Энергоатомоиздат., Ленингр. отд-ние, 1983.-256 с.

41. Дульнев Г.Н., Парфенов В.Г., Сигалов А.В. Применение ЭВМ для решения задач теплообмена. М: Высшая школа, 1990.-207с.

42. Дэннис Дж. мл., Шнабель Р. Численные методы безусловной оптимизации и решения нелинейных уравнений: Пер. с англ. -М.: Мир, 1988.- 440 с.

43. Ещин Е.К., Иванов В.И., Алешин Д.А. Автоматизация экспресс-испытаний асинхронных двигателей // Электротехника 1995, N 5, с. 59-62.

44. Зечихин Б.С. Электрические машины летательных аппаратов. Гармонический анализ активных зон. М. Машиностроение, 1983,149 с.

45. Зубов А.В. Численное исследование теплового состояния сверхпроводящей обмотки возбуждения криотурбогенератора// Электротехника 1994, N 8, с. 22-26.

46. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины: Учеб. для вузов. -М.: Энергия, 1980. 928с.: ил.

47. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные поля и процессы в электрических машинах и их физическое моделирование. -М.: Энергия, 1969. 304с.

48. Икрамов Х.Д. Численное решение матричных уравнений. -М.:Наука, 1984.-192 с.

49. Исследование сходимости решения сопряженных нелинейных полевых задач./Герасимов Е.Б., Казаков Ю.Б., Тихонов А.И., Щелыкалов Ю.Я. // Электротехника 1995, N 2, с.35-37.

50. Исследование трансформатора, охлаждаемого магнитной жидкостью / Дворчик С.Е., Нагорный М.М., Реуцкий С.Ю., Рыков В.Г. // Тез. докл. 6 Все-союзн. конф. по магн. жидк.- М., Институт механики МГУ, 1991, с.114-115.

51. Казаков Ю.Б., Герасимов Е.Б. Системный анализ взаимозависимых физических полей в электрических машинах //Электротехника. 1997. N 9. С.5-9.

52. Казаков Ю.Б. Интерактивная система проектирования неявнополюсных двигателей постоянного тока// Электротехника 1996, N 10, с. 42-45.

53. Казаков Ю.Б. Использование сплайновой аппроксимации кривой намагничивания при расчетах магнитных полей стартеров.// Теория и расчеты- 339 электрических машин и аппаратов: Межвуз.сб. /Иванов, энергетич. ин-т. Иваново, 1981, с.46-49.

54. Казаков Ю.Б. Использование ЭВМ при исследовании магнитных полей стартеров.// Автотракторное электрооборудование.- М.: НИИНавтопром., N 4, 1981, с.11-13.

55. Казаков Ю.Б., Королев С.А., Рябов С.Н. Автоматизированная система испытаний асинхронного двигателя на базе микро-ЭВМ.//Электромеханика. Изв. вузов. 1987, N 5, с.33-35.

56. Казаков Ю.Б., Лазарев А.Г. Определение сил магнитного тяжения через поверхностные механические напряжения. // Физ.-техн. пробл.надежн. эл. машин: Сб. науч. тр./Инст-т электродинамики АН УССР Киев: Наукова думка, 1986, с.119-122.

57. Казаков Ю.Б., Лазарев А.Г. Расчет магнитного поля в зубцовой зоне электрической машины с магнитными клиньями//Электротехника.-1986, N8, с.23-25.

58. Казаков Ю.Б., Лазарев А.Г., Шишкин В.П. Влияние магнитного клина на гармонический состав поля в синхронных машинах/Инфорэлектро. М., деп. ВИНИТИ, N 273-ЭТ, 1984, 9 с.

59. Казаков Ю.Б., Ломов С.К. Связанный расчет взаимовлияющих магнитных и тепловых полей магнитоэлектрических машин.// Высоковольтные техника и электротехнология: Межвуз. сб. науч. тр. Выпуск 1 /Иванов, гос. энергетический ун-т. Иваново, 1997. -С. 50-52.

60. Казаков Ю.Б. Матричный анализ и синтез схем статорных обмоток не-явнополюсных машин постоянного тока.//Электричество.- 1997, N4, с.41-44.

61. Казаков Ю.Б. Метрологическое обеспечение автоматизированных систем испытаний электрических машин: Методические указания к программно-аппаратному комплексу. Иваново, ИГЭУ, 1993,20 с.

62. Казаков Ю.Б., Михалев Ю.О., Сайкин М.С. Применение метода конечных элементов для расчета МЖУ//Тезисы докл.ХП совещ. по магнитной, гид-родинамике./Инст-т физики АН ЛатвССР Саласпилс, 1987, t.IY, с. 11-14.

63. Казаков Ю.Б., Мостейкис B.C. Анализ методик расчета сильнонасыщенных машин постоянного тока на примере стартера СТ230Б//В кн.: Тезисы итоговой н.-т. конф. НТО ЭП Иваново: ИЭИ, 1977.

64. Казаков Ю.Б., Мостейкис B.C. Диалоговое проектирование двигателей постоянного тока на микро-ЭВМ: Учебное пособие /Ивановский государственный университет. Иваново: ИвГУ, 1986 - 84с.

65. Казаков Ю.Б., Мостейкис B.C. Конечно-элементная модель магнитного поля вибровозбудителя в цилиндрической системе координат/Проблемы вибродиагностики машин и приборов: Тезисы докл. Всес. науч. совещ./Ивановс. энергетич.ин-т Москва-Иваново, 1985, с. 122.

66. Казаков Ю.Б., Мостейкис B.C. Некоторые уточнения номографического метода расчета сильнонасыщенных машин (стартеров).//Теория и расчеты электрических машин и аппаратов: Межвуз. сб./Иванов. энергетич. ин-т. Иваново, 1978, с.55-62.

67. Казаков Ю.Б., Мостейкис B.C., Тихонов А.И. Интерактивное проектирование двигателей постоянного тока на ПЭВМ IBM PC/AT: Методические указания к программному комплексу. Иваново, ИГЭУ, 1994, 32 с.

68. Казаков Ю.Б., Мостейкис B.C. Учет насыщения полюсных наконечников стартерных электродвигателей.//Вопросы теории и автоматизации проектирования электрических машин: Межвуз. сб./Ивановс. госуд. универс-т. Иваново, 1985, с.37-41.

69. Казаков Ю.Б., Мостейкис B.C., Шишкин В.П. Принципы построения диалоговых систем на ЭВМ.//Автоматизированные системы проектирования и обучения: Межвуз. сб. н. тр./ ИвГУ-ИЭИ Иваново, 1988, с.117-119.

70. Казаков Ю.Б., Мостейкис B.C., Щелыкалов Ю.Я. Конечно-элементный анализ и синтез магнитных систем стартерных электродвигате-лей.//Исследование и расчет электромеханических преобразователей энергии: Труды МЭИ. Москва, МЭИ, 1991, вып.633, с.5-12.- 342

71. Казаков Ю.Б., Мостейкис B.C. Экспериментальное и расчетное исследование магнитных полей стартерных электродвигателей.// Автотракторное электрооборудование М.:НИИНавтопром, N 6,1981, с.10-13.

72. Казаков Ю.Б. Оптимизация геометрии магнитопровода стартерных электродвигателей на основе расчетов магнитных полей: Автор, дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н.//НПИ Новочеркасск, 1982г., 16 с.

73. Казаков Ю.Б. Расчет магнитной цепи стартерных электродвигателей методом конечных элементов.// Оптимизация параметров электропусковой системы и ее элементов: Труды НИИавтоприборов М., 1983, вып.55, с. 84-91.

74. Казаков Ю.Б., Соловьев М.Л. Информационно-поисковая система аналогов асинхронных двигателей.//Автоматизация проектирования и производства асинхронных двигателей единых серий: Труды ВНИПТИЭМ Владимир, 1988, с.100-107.

75. Казаков Ю.Б. Сопряженный термомагнитный анализ магнитоэлектрических машин // "III Междун. конф. по электромеханике и электротехнологии": Тез. докл. Клязьма, 14-18 сентября. 1998. С.-224.- 343

76. Казаков Ю.Б., Страдомский Ю.И., Щелыкалов Ю.Я. Расчет плоскомеридианного магнитного поля в системах с постоянными магнита-ми.//Электричество N 7,1992, с. 45-48.

77. Казаков Ю.Б., Тихонов А.И. Автоматизированная система конечно-элементного исследования магнитных полей на ПЭВМ IBM PC/AT: Методические указания к программному комплексу. Иваново, ИГЭУ, 1994, 32 с.

78. Казаков Ю.Б., Тихонов А.И. Автоматизированная система экспериментальных исследований двигателя постоянного тока: Методические указания к программно-аппаратному комплексу. Иваново, ИГЭУ, 1993,28 с.

79. Казаков Ю.Б., Тихонов А.И. Автоматизированное распределение обмоток статора неявнополюсных машин постоянного тока.// Электротехника -1995, N 8, с.8-11.

80. Казаков Ю.Б., Тихонов А.И. Автоматизированный комплекс КАМАК-ПЭВМ для экспериментальных исследований двигателей постоянного то-ка.//Электротехника N 5-6,1994, с.47-49.

81. Казаков Ю.Б., Тихонов А.И. Комплексная автоматизированная система исследования двигателей постоянного тока//Электротехника-1995,4,с.21-24.

82. Казаков Ю.Б., Тихонов А.И. Реконструкция статора неявнополюсной машины постоянного тока.//Электротехника. N 4,1994, с.7-9.

83. Казаков Ю.Б., Тихонов А.И. САПР машин постоянного тока на основе декларативных знаний с динамически формируемым алгоритмом расче-та.//Электротехника. 1997, N4, с.30-32.

84. Казаков Ю.Б., Шишкин В.П. Математическая модель магнитного поля двигателей с постоянными магнитами. //Электродвигатели переменного тока средней и малой мощности: Тезисы докл. IX Всес. н.-т. конф. Владимир-Суздаль, 1990, с.17-19.

85. Казаков Ю.Б., Шишкин В.П., Рябов С.Н. Автоматизированная система испытаний асинхронного двигателя на базе микро-ЭВМ: Метод, указания. -Иваново, ИЭИ, 1986, 32 с.

86. Казаков Ю.Б., Щелыкалов Ю.Я. Исследование магнитного поля в воздушном зазоре стартера СТ230Б.//Тезисы докл. н.-т. конф. /Иванов, энерге-тич. ин-т. Иваново, 1980, с. 129.

87. Капиев Р.Э. Измерительно-вычислительные комплексы. -Л.: Энерго-атомиздат, Ленингр. отд-е, 1988г.-176с.

88. Ш.Кенио Т., Нагомори С. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами: Пер. с англ. М.: Энергоатомоиздат, 1989. - 184 с.

89. Кирякин А.А., Макидонский С.А., Мощинский Ю.Я. К вопросу проектирования электродвигателей постоянного тока малой мощности в заданном штампе.// Электротехника. N4,1997, с. 32-34.

90. Клюев А.С., Лебедев А.Т., Миф Н.П. Метрологическое обеспечение АСУ ТП М.: Энергоатомиздат, 1995.- 160 с.

91. Кобелев А.С. Разработка алгоритмов численного расчета и исследование трехфазных асинхронных двигателей с гофрированной зубцово-пазовой зоной: Автореферат диссертац. на соиск. уч. степ. к.т.н.//МЭИ Москва, 1991г.,20с.

92. Кобзев А.Г., Коробов В.И., Питутин В.В. Автоматизированная информационно-измерительная система для испытаний асинхронных электродви-гателей//Электротехника 1989, N5, с.39-41.

93. Кобзев А.Г., Коробов В.И., Питутин В.В. Взаимодействие АСИ и САПР АД //Интеллектуальные электродвигатели и экономия электроэнергии: Тезисы докл. X Всес. н.-т. конф. Владимир-Суздаль, ВНИПТИЭМ, 1991, с. 108.- 345

94. Коварский Е.М. Янко Ю.И. Испытание электрических машин. М.: Энергоатомиздат, 1990.-320с.:ил.

95. Коген-Далин В.В., Комаров Е.В. Расчет и испытание систем с постоянными магнитами. М.: Энергия, 1977,248 с.

96. Кожевников В.А., Копылов И.П. Развитие теории и конструкции машины постоянного тока. Л.: Наука, Ленингр. отд-е, 1985г. - 147с., ил.;

97. Конструкции и характеристики автотракторных стартеров / Я. А. Менделевич, Е. В. Евсеев, И. Л. Пятаков, В. С. Чекмазов. М.: НИИНавтопром, 1978,82с.

98. Копылов И.П., Гандилян С.В., Гандилян В.В. Некоторые вопросы обобщенного физико-математического моделирования электромеханических преобразователей энергии /Электротехника. N9. - 1998.- С.25-40.

99. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин: Учеб. для вузов. М.: Высш. шк., 1994. - 318 с.

100. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1977, 832с.

101. Коськин Ю.П. Введение в электромеханотронику. СПб.: Энергоатомиздат. СЛетербургское отделение, 1991.-192 с.

102. Кузнецов В.А. Моделирование магнитных полей и процессов в электромеханических преобразователях// Труды Моск. энерг. ин-та Москва, 1993, вып. 665, с.5-17.

103. Кузнецов В.А. Усилия, действующие на зубцы электрических машин// Труды Моск. энерг. ин-та Москва, 1992, вып. 656, с.5-11.

104. Кузнецов В.А. Физическое и математическое моделирование электрических машин // "Итоги науки и техники": Серия электрические машины и трансформаторы М.:ВИНИТИ АН СССР, 1981, т.3,104 с.- 346

105. Кулаев Ю.В., Курбатов П.А. Автоматизация проектирования систем с постоянными магнитами//Электротехника. N10,1999, с.23-27.

106. Кулон Ж.-Л, Саббоннадьер Ж.-К. САПР в электротехнике: Пер. с франц. М.:, Мир, 1988, -208с.

107. Курбатов Н.А., Аричин С.А. Численный расчет электромагнитных полей М: Энергоатомиздат, 1984.-168с.

108. Кучинский К.А. Расчет температурных полей в активной зоне массивно-роторных мапшн//Электромагнитные и тепловые процессы в электромеханических преобразователях и технологических установках: Сб науч. тр.- Киев: ИЭД АН УССР, 1988.-с.38-45.

109. Лазарев А.Г. Разработка и применение математической и физической моделей асинхронного двигателя с магнитными клиньями: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст.к.т.н.//МЭИ Москва, 1986,20с.

110. Латомб Ж.-К. Искусственный интеллект в автоматизированном проектировании: система "Тропик".//В кн.: Системы автоматизированного проектирования. Пер.с англ. М. Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985,-376с.

111. Ледовский А.Н. Электрические машины с высококоэрцитивными магнитами. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 168 с.

112. Лиетуветис О.И., Радзинып Г.А., Райтум У.Е. К оптимизации плоскопараллельных магнитных полей //Журнал вычислительной математики и математической физики. 1977, т. 17, N 3, с.780-785.

113. Логинова Е.Ю. Моделирование нестационарных тепловых полей в тяговой электрической машине // Электротехника. 1999. №11.- С.21-24.

114. Лущик В.Д. Двигатели постоянного тока с неявнополюсным статором. // Электротехника N 2,1994, с.20-24.

115. Макарычев Ю.М., Рыжов С.Ю., Чуднов В.К. К расчету конечной длины магнитопровода при расчетах плоских квазистационарных электромагнитных полей методом конечных элементов.// Электротехника. N 1, 1999, с.7-11.

116. Мартынов В.А. Математическое моделирование переходных процессов электрических машин на основе численного метода расчета электромагнитного поля: Автореф. дис. д-ра техн. наук//МЭИ Москва, 1997,40 с.

117. Мартьянов М.В., Попов В.В. Прогнозирование параметрической надежности ротора турбогенератора к тепловой разбалансировке // Электротехника-N 12,1992, с.2-5.

118. Мартьянов М.В., Попов В.В., Соколова Н.В. Информационные технологии для обеспечения надежности электрических машин // Электричество. -1999, N 1, с.45-48.

119. Маторный А.Ю., Нестерова Л.М., Трактовенко В.А. Микропроцессорный комплекс для измерений параметров режима синхронной маши-ны//Автоматизация исследований электрических машин и управления ими: сб. научн. трудов ВНИИЭМ Л.:ВНИИЭМ, 1987.

120. Микропроцессорные контроллеры для электродвигателей широкого применения. Состояние и перспективы развития: Аналитическая справка/ Составитель Старшова В.А. М.: ИНФОРМЭЛЕКТРО, 1989,20с.

121. Микропроцессорные системы и микроЭВМ в измерительной технике: Учеб. пособие для вузов/ А.Г. Филиппов, А.М. Аужбикович, В.М. Немчинов и др. М.: Энергоатомиздат, 1995. -368 с.

122. Милых В.И., Климов Ю.А., Штангеев Е.И. Сравнительный анализ электромагнитных и тепловых параметров сердечника якоря тягового электродвигателя с различными аксиальными вентиляционными каналами.// Электротехника N 5, 1990, с.36-43.

123. Минимизация в инженерных расчетах на ЭВМ. / С.Ю. Гуснин, Г.А. Омельянов, Г.В. Резников и др. -М.: Машиностроение, 1981. 120с., ил.- 348

124. Митчелл Э., Уэйт Р. Метод конечных элементов для уравнений с частными производными. М.:Мир, 1981,216 с.

125. Мишин В.И., Собор И.В. Аппроксимация кривых намагничивания кубичными сплайнами.//Изв. вузов Энергетика N7,1978, с.123-126.

126. Мишин Д.Д. Стартерный электродвигатель на постоянных магнитах типа ниодим-железо-бор//Электротехника N4,1998.-С. 25-27.

127. Моделирование электромагнитных полей в электрических устройствах / А.Е. Степанов, Ю.Г. Блавдзевич, З.Х. Борукаев, В.Н. Рацун и др. К.: Техника; Щецин: Научн. изд-во Щецинского политехи, института, 1990.-188с.

128. Модульные КАМАК-системы автоматизации эксперимен-та./Демиденко С.М., Апанасенко JI.C., Дашук В.Н., Куновский Э.Б. Мн.: На-вука i техшка, 1990. - 207 с.

129. Морозов А.Г. Метод конечных элементов в механике разрушения. М.: Наука, 1980,256 с.

130. Мячев А.А. Интерфейсы средств вычислительной техники: Справочник.- М.: Радио и связь, 1993.- 352 с.

131. Новиков В.К., Моисеенко В.В., Черноков А .Я. Автоматизированное оборудование для приемо-сдаточных испытаний асинхронных электродвигате-лей//Электротехника 1996, N 2, с.55-59.

132. Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов: пер. с англ. М.: Мир, 1981.-304 с.

133. Овчинников И.Е., Лебедев Н.И. Бесконтактные двигатели постоянного тока. М.: Наука, 1979

134. Оптимизация геометрии магнитопровода стартерных электродвигате-лей./Бородулин Ю.Б., Казаков Ю.Б., Мостейкис B.C., Щелыкалов Ю.Я.// "Электромеханика". Изв. вузов. N 10,1982, с. 1175-1178.

135. Орлов Д.В., Перминов С.М., Страдомский Ю.И. Расчет магнитных систем магнитожидкостных герметизаторов//Электричество. -N5,1992,с.36-41.- 349

136. Орлов И.Н. Арбузов Ю.В. Леньшин В.Н. Концепция автоматизации исследования и аттестации электротехнических устройств и систем// Электротехника -N11, 1991, с. 68-72.

137. Орлов И.Н., Маслов С.И. Системы автоматизированного проектирования электромеханических устройств: Учеб. пособие. -М.: Энергоатомиздат, 1989.-296 с.

138. Осин И.Л., Паншин А.Л. Численный расчет магнитного поля электрических машин с постоянными магнитами// Электротехника -N11,1992, с. 9-11.

139. Основы метрологии и электрические измерения: Учеб. для вузов/ Б.Я. Авдеев, Е.М. Антонюк, Е.М. Душин и др. Л.: Энергоатомиздат, 1987. - 480с.

140. Осьмаков А.А. Технология и оборудование производства электрических машин.: Учебник. -М.: Высшая школа 1980г., 312с.

141. Павленко А.В., Гринченков В.П., Шипулин А.В. Математическое моделирование броневых электромагнитов переменного тока // Изв. вузов Электромеханика -N 1,1998. С.67-70.

142. Павленко А.В., Никитенко А.Г. Математическое моделирование намагничивающих устройств для дефектоскопии рельсов // Изв. вузов Электромеханика N 4,1998. - С.ЗО-ЗЗ.

143. Патент на изобретение RU 2124800 С1 МКИ 6 Н 02 К 23/22, 23/24 от 10.01.99 (заявка 96110371/09 от 21.05.96). Машина постоянного тока/ Казаков Ю.Б. Опубл. в Б.И. N 1,1999.-7 с.

144. Патент на изобретение RU 2138110 С1 МКИ 6 Н 02 К 1/17, 23/04 от 20. 09. 99 (заявка 97120858/09 от 16.12.97). Статор магнитоэлектрической машины постоянного тока/ Казаков Ю.Б., Щелыкалов Ю.Я. Опубл. в Б.И. N 26, 1999,-Юс.

145. В.К. Петровский, К.А. Кучинский. Расчет двухмерных температурных полей электрических машин методом конечных элементов// Регулируемые асинхронные двигатели: Сб. науч. тр. Киев: Наукова думка, 1988, с. 105-111.

146. Писсанецки С. Технология разреженных матриц: Пер. с англ. М.: Мир, 1988,. - 410 с.

147. Попов В.Г., Шумилов Ю.А. Анализ электромагнитных устройств с индуктивными связями методом конечных элементов // Электричество. 1978, N11, с.43-48.

148. Попов В.И. Матричный анализ схем обмоток совмещенных электрических машин. // Электричество. 1984, N 11, с.36-43.

149. Попов В.И. Электромагнитные расчеты и оптимизация параметров трехфазных обмоток асинхронных машин новой серии RA // Электротехника.-1999, N 9, с.10-15.

150. Попов Г.В. Методы и средства автоматизированного проектирования силовых трансформаторов 10-220 кВ : Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. д-ра техн. наук.//МЭИ Москва, 1991.

151. Постоянные магниты: Справочник / Под ред. Ю.М.Пятина. М.: Энергия, 1980. - 488 с.

152. Преображенский А.А., Бишард Е.Г. Магнитные материалы и элементы. М.: Высш. школа, 1986.- 352 с.

153. Приборы и средства автоматизации: Отраслевой каталог /Е.А. Бейгул, Ю.М. Завьялов и др. М.: ВНИИИЭ, 1990. - 145 с.

154. Пульников А.А. Метод решения систем уравнений нелинейных электрических и магнитных цепей.//Электричество. N3,1999, с. 47-58.

155. Размыслов В.А. Программная реализация метода конечных элементов для расчета двумерных электромагнитных полей// "Электромеханика". Изв. вузов. 1987, N 4.- с.5-10.

156. Разработка магнитожидкостных систем герметизации и исследование узлов трения с магнитной смазкой./Страдомский Ю.И., Казаков Ю.Б., Перми-нов С.М. и др.//Отчет по НИР ИЭИ Гос. per. N01850020691, инв. N 02850017136 в ВНТИцентре, 1985, 61 с.

157. Расчет магнитного поля в зубцовой зоне одноименно-полюсного индукторного генератора методом конечных элементов /Бахвалов Ю.А., Коломейцев Л.Ф., Евсин И.Ф., Птах Г.К.// Изв. вузов Электромеханика 1979, N6, с.524-527.

158. Расчет магнитных полей электрических машин методом конечных элементов./ Кислицын А.Л., Крицштейн А.М., Солнышкин Н.И., Эрнст А.Д. -Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1980.-174с.

159. Реднов Ф.А., Рожков В.И., Лозицкий О.Е. Расчет электромагнитных сил методом конечных элементов/Изв. вузов Электромеханика-^, 1997,с. 12-14.

160. Рогачевская Г.С., Шевченко В.И. Определение параметров машин постоянного тока на основе расчета электромагнитного поля// Электротехника.-1989.- N 9. -с.72-74.

161. Савин Н.Н. Расчет сил в двумерном магнитном поле с помощью четырехугольных конечных элементов // Электричество. 1989, N 3, с.46-50.

162. Сайкин М.С. Разработка и исследование электромеханических магнитожидкостных герметизаторов специального технологического оборудования: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст.к.т.н.//МЭИ Москва,1998г.,20с.

163. Самарский А.А. Введение в численные методы: Учеб. пособие для вузов. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. - 188с. ил.

164. Северне Р., Блум Г. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания.-М.'Энергоатомиздат, 1988.-294с.

165. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов -М.: Мир, 1979,392 с.

166. Сильвестер П., Феррари Р. Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров-электриков: Пер. с англ. М.: Мир, 1986. - 229с.: ил.

167. Сипайлов Г.А., Кононенко Е.В., Хорьков Г.А. Электрические машины (специальный курс): Учеб. для вузов. -М.: Высш. шк., 1987. 287с.: ил.

168. Сипайлов Г.А., Санников Д.И., Жадан В.А. Тепловые, гидравлические и аэродинамические расчеты в электрических машинах: Учеб. для вузов. М.: Высш. шк., 1989.-239 с.

169. Системы научных исследований/ Демирчук М.И., Филаретов Г.Ф., Есютин А.А., Красновский Г.И. Минск, БГУ-МЭИ, Часть 1,1984.- 70с.

170. Современные магистрально-модульные системы для автоматизации промышленности: Справочник М.:ВНИИМИ, 1993,130 с.

171. Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC: Пер. с англУПод ред. У.Томпкинса, Дж. Уэбстера. М.: Мир,1992, 592 с.

172. Справочник по полупроводниковой электронике/ Под ред. Л.П. Хан-тера- М.: Машиностроение, 1975.- 508с.

173. Справочник по электротехническим материалам. Т.З./ Под ред. Ю.В. Корицкого, В.В. Пасынкова, Б.М. Тареева.- Л: Энергоатомиздат, 1988.- 728с.

174. Ставинский А.А. Нетрадиционные ресурсосберегающие конструкции асинхронных двигателей с классической технологией производства // Электротехника 1992, N 8-9, с. 11-14.

175. Стадник И.П., Горская И.Ю. Синтез магнитной системы с постоянными магнитами, создающей максимальное среднее значение поля на отрезке оси // Электромеханика. Изв.вузов 1995, N4-5, с. 16-21.

176. Стренг Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов М.: Мир, 1977, 349 с.

177. Сьярле Ф. Метод конечных элементов для элептических задач М.: Мир, 1980, 512 с.- 354

178. Такетоми С., Тикадзуми С. Магнитные жидкости: Пер. с японск.-М.: Мир, 1993.- 272 с.

179. Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов. -М.: Энергоатомиз-дат, 1982.- 320 с.

180. Температурно-механические характеристики асинхронной машины со сплошным ферромагнитным ротором / Колесников Э.В., Бурцев Ю.А., Дарда-сави А., Евдокимов А.П., Полянский А.А. // Электромеханика. Изв.вузов 1995, N 4-5, с.34-37.

181. Терзян А.А. Автоматизированная система решения полевых задач в электрических машинах.//Электричество 1984, N10, с.11-17.

182. Терзян А.А. Автоматизированное проектирование электрических машин -М.: Энергоатомиздат, 1983. 256с.: ил.

183. Терзян А.А., Джавадян А.Д., Рымша В.В., Бородина Е.И. Трехмерное магнитное поле линейного индукторного двигателя постоянного тока // Электричество. -1991, N 11, с.42-46.

184. Тихонов А.И., Казаков Ю.Б. Декларативная система автоматизированного проектирования двигателей постоянного тока (САПР ДПТ): Методич. указания к программному комплексу для курсового и дипломного проектирования эл. машин Иваново, ИГЭУ, 1998,24 с.

185. Тихонов А.И. Разработка и исследование конструкций неявнополюсных двигателей постоянного тока: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н.//МЭИ -Москва,1992г.,20с.

186. Ткачев А.Н., Щербаков В.Г. Вариационный метод расчета магнитного поля в нелинейных анизотропных ферромагнитных средах // Электротехника. -1998, N7. С. 60-65.

187. Токарев Б.Ф., Зубков А.А., Камышников В.А. Особенности электромагнитного расчета машин постоянного тока с распределенной обмоткой воз-буждения//Электротехника N4,1994, с.4-7.

188. Фертман В.Е. Магнитные жидкости. Справочник. Минск.- 1988.

189. Фиакко А., Мак-Кормик Г. Нелинейное программирование. Методы последовательной безусловной минимизации М.: Мир, 1972,240 с.

190. Филипов А.Г., Аужбйкович А.М. Микропроцессорные системы и микро-ЭВМ в измерительной технике. М.: Энергоатомиздат, 1993.

191. Флетчер К. Численные методы на основе метода Галёркина: Пер. с англ. Мл Мир, 1988. - 352 с.

192. Харт У.Г. Состояние производства постоянных магнитов в мире с 1996 по 2006 гг.//"ХП Междун. конф. по постоянным магнитам": Тезисы докл. -Суздаль. 22-26 сент. 1997. С.8.

193. Хвостов B.C. Электрические машины: Машины постоянного тока.: Учебник для студентов электромеханических спец. вузов/ Под редакцией И.П. Копылова. М.: Высшая школа, 1988. - 336с.: ил.

194. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование М.: Мир, 1975, 534 с.

195. Хофер Э., Лундерпггедт Р. Численные методы оптимизации: Пер. с нем./Под ред. Семенова В.В. М.: Машиностроение, 1982. 192 с.

196. Чернявский Е.А., Недосекин Д.Д., Алексеев В.В. Измерительно-вычислительные средства автоматизации производственных процессов. Л.: Энергоатомиздат, 1989,272 с.

197. Чечурин В.Л. Оптимизация структуры и формы тел, находящихся в плоскопараллельном магнитном поле // Электричество, 1995, N 7, с.46-54.

198. Чечурин В.Л. Поиск формы тел, обеспечивающих экстремум электромагнитной силы, методом множителей Лагранжа // Изв. вузов Электромеханика N 4, 1998. - С.14-18.

199. Чувашев В.А., Жук Н.П. Взаимовлияние тепловых, магнитных и механических процессов в высокоиспользованных АД//Тезисы докл. I междун. конф. по электротехнике и электротехнологии Суздаль, 1994, часть II, с.176.

200. Шайдуров В.В. Многосеточные методы конечных элементов. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. - 288с.

201. Шереметьевский Н.Н., Стома С.А., Сергеев В.В. Высокоэнергетические постоянные магниты в электромеханике//Электротехника-Ы11,1989,с.2-10.

202. Шумилов Ю.А., Анущик Я., Овчарек В.Е. Расчет вращающегося магнитного поля в ярме статора асинхронного двигателя с учетом анизотропии свойств сердечника// Регулируемые асинхронные двигатели: Сб. науч. тр. Киев: Наукова думка, 1988, с.32-38.

203. Штойер Р. Многокритериальная оптимизация. Теория, вычисления и приложения: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1992. - 504 с.

204. Щелыкалов Ю.Я. Математическое моделирование и автоматизация расчетов полей в электрических машинах и трансформаторах: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. д-ра техн. наук.//МЭИ- Москва, 1986,36с.

205. Эглайс В.О., Новик Я.А., Дирба Я.А. Синтез регрессивных моделей по результатам численного расчета магнитного поля в электрической машине// Изв. АН Латв. ССР, сер. физических и технических наук 1980, N4, с. 113-118.

206. Эксперимент на дисплее. /Автор предисл. А.П. Мигдал М.: Наука, 1989, - 175с.: ил.

207. Электрофизические свойства магнитных жидкостей/ В.И. Зубков, Г.Н. Сицко, В.А. Коробов и др.//Тезисы 7 междунар. Плесской конф. по магн. жидкостям. Иваново, ИГЭУ, 1996, с.40-41.

208. Элкснис Д.В., Егоров Б.А, Бондаренко B.C. Применение метода конечных элементов для расчета трехмерных температурных полей в электрических машинах//Харьк. политех. ин-т.-1987,деп. в УкрНИИТНИ, Ш53-Ук87,21с.

209. Энгельке У.Д. Как интегрировать САПР и АСТТШ: Управление и технология/Пер. с англ.- М. Машиностроение,1990,320с.

210. Эстербю О., Златев 3. Прямые методы для разреженных матриц: Перевод с английского. М.: Мир, 1987. - 120с.

211. Яковлев А.И. Электрические машины с уменьшенной материалоемкостью. М.:Энергоатомиздат, 1989.

212. Armor А.Р. Transient, three-dimensional, finite-element analysis of heat flow in turbine-generator rotor.// IEEE Trans, on Power App. and Syst. 1980, N 3, p.p. 934-946.

213. Browne B.T., Cabayan H.S., Silvester P. Efficient techniques for finite elements analysis of electric machines. // IEEE Trans, of Power App. and Syst.-1973.-Vol.PAS-92,N4.P. 1274-1281.

214. Chari M.V.K. Finite Element solution of eddy current problems in magnetic structures.// IEEE Transaction. Vol. PAS-93, p.62-72,1974.

215. Chari M.V.K. Nonlinear Finite Element solution of electrical machines under no-load and full-load conditions.// IEEE TRANS on Magnetic. Vol. MAG-10, p.p 686-689,1974.

216. Chari M.V.K., Palmo M.A., Csedes S.D. Asisymmetric and three dimensional electrostatic field solution by the finite element method.// Electrical machines and electromechanical- 1979, N 3, p.235-244.

217. Demerdash N.A., Nehl I.W. Use of computerised magnetic field solutions in design optimisation of turbogenerators. // IEEE Trans. Magn.- 1975. Vol.MAG-11, N6. P. 1532-1534.

218. Experiencia informatica: C.A.E. en la division de transformadores de po-tencia. Aranda Eduardo// Dyna.-1985. -60.- N 4. -p.31-36.

219. Finite element force calculation: comparison of methods for electric machines/ Mizia J., Adamiak K., Eastham A.R., Dawson G.E.// IEEE Trans, on Magnetic. 1988. Vol. 24, N 1. P.447-450.

220. Finite element simulation of magnetic field in a magnetic fluid seal./ Y.B. Kazakov, Y.I. Stradomsky, Y.Y. Shcelykalov, A.I. Tikhonov.// Sixth International conference on magnetic fluids. Paris, 1992.

221. Flatobo N. Transient heat conduction problems in power cables solved by the finite element method // IEEE Trans.-1973.-Vol. Pas.-92, N 1.- pp.56-63.

222. Kincaid N.G., Chari M.V.K. The application of finite element method analysis to eddy current non destructive evaluation // IEEE Trans, on Magnetic. -1979. Vol.MAG-15, N 6.

223. Masse- Ph. Coulomb J.L., Ancelle B. System design Methodology in C.A.D. Programs Based on the finite element Method //IEEE TRANS, on magnetic -Vol. Mag-18. N2, MARCH 1982.

224. Mohammed Osama A. On the use of finite elements and dynamic programming for prediction of electromagnetic device geometries/ЯЕЕЕ Southeast-con'89: Conf. and Exhib."Energy and Inf. Technol. Southeast."- New York, 1989.-p.809-813.

225. Ray A.K. Magnetic Circuit Design of Saturated Electrical Machines by finite-element method.// IEEE TRANS on Power App. and Syst. Vol Pas-100, N 6, 1981, p. 2936-2945.

226. De La Ree J., Boules N. Magnet Shaping to Reduce Induced Voltage Harmonics in PM Machines with Surface Mounted Magnets // IEEE Trans, on Energy conv. Vol. 6, N 1. March, 1991. P.155-161.

227. Sabonnadiere T.C., Meunier G., Morel B. FLUX: a General Interactive Finite Elemet Package for 2-D Electromagnetic Fields // IEEE Trans. 1982.- MAG-. 18.-P. 624-626.

228. Sadaragani C. Contributions to the analysis of magnetic field problems in electrical machines //Chalmers university of Technology, School of electrical energi-neering. Technical Report, N89, Goteborg, March, 1979,152 p.

229. Schneider J.M., Chandhure K., Salon S. The Use of Interactive Graphics in Electromagnetic Problems // IEEE Trans.- 1983. PAS-102. P. 91-95.

230. Thacker W.C., Gonzalez A., Putland G.E. A method for automating the construction of irregular computational grids for storm surge forecast models // J. of сотр. physics 1980, N 37, p. 371-387.

231. Thomas G.F. Specification for Standart CAMAC Subrotines.// CAMAC Bull. N6, March 1973, p.23.

232. Three-Dimensional Vector Potential Analysis for Machine Field Problems / M.V.K. Chari, A. Konrad, A. Palmo et al.//IEEE Trans.- 1982. MAG-18. P. 436-446.

233. Viviani A. Grid and Metric optimisation in finite difference and finite element methods in magnetic problems.// IEEE Trans, on Mag. Vol.MAG-14, 5, 1978, p.461-463.-360