Электромагнитные процессы в устройствах с произвольной подвижной частью тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.01, доктор технических наук Володин, Григорий Иосифович
- Специальность ВАК РФ05.09.01
- Количество страниц 304
Оглавление диссертации доктор технических наук Володин, Григорий Иосифович
Введение.
Глава 1. Общая характеристика конструкций и областей применения устройств с произвольной подвижной частью.
1.1. Линейные индукционные электромагнитные устройства.
1.2. Цилиндрические индукционные электромагнитные устройства с дискретной подвижной частью.
1.З. Электростатические устройства с мелкодисперсной подвижной частью.
Глава 2. Разработка математических моделей электромагнитных процессов в устройствах с произвольной подвижной частью.
2.1. Обзор литературы по электромагнитным процессам в устройствах с произвольной подвижной частью.
2.2. Математическая модель электромагнитных процессов в линейных индукционных устройствах с произвольной подвижной частью.
2.3. Моделирование поля индуцированных токов в подвижной части.
2.4. Электромагнитные процессы в первичной обмотке линейных индукционных устройств с произвольной подвижной частью.
2.5. Компьютерная модель электромагнитных процессов
В линейных индукционных устройствах.
2.6. Синтез индукторов линейных индукционных электромагнитных устройств.
Глава 3. Исследование линейных электромеханических устройств с произвольной подвижной частью.
3.1. Вводные замечания.
3.2. Исследование линейных индукционных устройств перемещения линейных профилей из цветного металла.
3.3. Исследование линейных индукционных устройств с жидкометаллической подвижной частью.
3.4. Исследование линейных индукционных металло-уловителей.
Глава 4. Цилиндрические индукционные устройства с динамической дискретной подвижной частью.
4.1. Вводные замечания.
4.2. Математическая модель электромагнитных процесссов в цилиндрическом индукционном устройстве.
4.3. Компьютерная модель электромагнитных процесссов в цилиндрическом индукционном устройстве.
4.4. Исследование электромагнитных процессов в цилиндрических индукционных устройствах.
Глава 5. Электрические устройства с мелкодисперсной подвижной частью.
5.1. Электростатический затвор, принцип действия, математическое моделирование электрических процессов.
5.2. Экспериментальные исследования электростатических затворов и апробация в производственных условиях.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Электромеханика и электрические аппараты», 05.09.01 шифр ВАК
Электромеханические устройства с дискретной вторичной частью: алгоритмы анализа и синтеза и усовершенствованные конструкции2007 год, кандидат технических наук Бахвалов, Алексей Юрьевич
Системы низкотемпературного индукционного нагрева для агропромышленного комплекса1999 год, доктор технических наук Качанов, Александр Николаевич
Моделирование электромагнитных процессов в МГД устройствах1992 год, кандидат технических наук Эркенов, Наурузби Хусейнович
Электромагнитные индукционные насосы и дозаторы расплавов цветных металлов2003 год, кандидат технических наук Боякова, Татьяна Алексеевна
Электродинамические сепараторы с вращающимся магнитным полем2009 год, кандидат технических наук Коняев, Иван Андреевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электромагнитные процессы в устройствах с произвольной подвижной частью»
Настоящая диссертационная работа посвящена разработке теоретических, математических и программных средств исследования электромагнитных процессов в электромагнитных индукционных и электростатических устройствах с произвольной подвижной частью. На основе результатов применения этих средств сформулированы закономерности протекания процессов, разработаны принципы построения устройств с заданными характеристиками, сформулированы рекомендации по выбору эксплуатационных параметров.
Рассматриваемые в данной работе устройства являются устройствами непосредственного привода, то есть устройствами, в которых движение подвижной части происходит под действием сил электромагнитного и электрического поля без применения механических средств передачи движения. В качестве подвижной части может быть или изделие на каком-то этапе технологии, продукт производства, рабочий орган технологического средства. Устройства непосредственного привода находят широкое применение в различных технологических процессах, но в то же время нет серийного выпуска таких устройств. Поэтому в каждом конкретном случае применения их требуется комплекс работ по исследованию электромагнитных процессов в них.
В настоящей работе рассматриваются два типа устройств: индукционные электромагнитные и электростатические. Линейные электромагнитные устройства, рассматриваемые в настоящей работе, находят применение в металлургической промышленности для перемещения линейных немагнитных профилей, для перемещения расплава цветных металлов (алюминия), кроме того, для перемещения предметов из немагнитного металла произвольной формы и размеров в устройствах сепарации немагнитных металлических предметов из технологических масс. В электростатических устройствах подвижной частью является мелкодисперсный сыпучий материал на этапе его производства и транспортирования, например цементный клинкер на этапе пересыпки его из холодильника в клинкерный силос.
Конструктивно рассматриваемые устройства состоят из двух частей: неподвижной и подвижной. Неподвижная часть является элементом, с помощью которого в устройство подводится электрическая энергия. В индукционных электромагнитных устройствах неподвижная часть представляет собой индуктор, состоящий из магнитного сердечника с обмоткой, создающей вращающееся или бегущее магнитное поле, перемещение подвижной части происходит за счет электромагнитного взаимодействия магнитного поля индуктора и вторичных токов, индуцированных в подвижной части. В электростатических устройствах неподвижная часть представляет собой систему электродов, на которые подается электрическое напряжение такой величины, при которой имеет место коронный разряд в пространстве между электродами. Во внешней области коронного разряда происходит зарядка мелкодисперсных частиц и обеспечивается их движение за счет кулоновских сил со стороны электрического поля системы электродов.
Для исследования и построения рассматриваемых устройств применялись следующие средства, разработанные в рамках выполнения настоящей работы:
1) теоретический анализ электромагнитных процессов в немагнитных металлических предметах произвольной формы и размеров, занимающих произвольное положение относительно обмоток индуктора ( произвольная величина перекрытия подвижной частью полюсного деления);
2) математические модели электрических и электромагнитных процессов в устройствах;
3) проблемно-ориентированные программные модули, позволяющие проводить исследования электрических и электромагнитных процессов в устройствах;
4) математические модели и программные средства синтеза устройств;
5) набор принципов конструирования и изготовления устройств, использование которых обеспечивает создание устройств с заданными выходными параметрами;
6) экспериментальные, физические и опытно-промышленные модели устройств;
Устройства, рассматриваемые в настоящей работе, имеют ряд специфических особенностей конструкции, которые не позволяют применять для исследования процессов в них математический аппарат, разработанный для электрических машин как вращающихся, так и линейных. В традиционном индукционном электродвигателе подвижная часть имеет регулярную цилиндрическую или линейную структуру и одну, максимум, две степени свободы. В устройствах, которым посвящена настоящая работа, подвижная часть не имеет регулярной структуры, элементы подвижной части, как правило, имеют все шесть степеней свободы. Кроме того, форма, размеры подвижной части и их пространственное положение относительно индуктора устройства являются в большой степени произвольными.
Электростатические устройства с мелкодисперсной подвижной частью, рассматриваемые в настоящей работе, являются совершенно новыми. Ранее такие устройства не разрабатывались и не применялись. В этих устройствах происходит электромеханическое преобразование энергии за счет кулоновских сил, действующих на заряженные частицы мелкодисперсной минеральной среды со стороны системы электродов устройства и объемного электрического заряда созданного системой коронирующих и формообразующих электродов.
Актуальность темы диссертационной работы обусловлена тем, что в настоящее время одной из насущных потребностей производства является повышение эффективности технологических процессов за счет внедрения новых технических решений и устройств. Разработка и внедрение электромагнитных и электрических усройств с произвольной подвижной частью является одним из перспективных направлений совершенствования технологических процессов в самых различных отраслях производства.
Электромагнитные и электростатические устройства с произвольной подвижной частью, рассматриваемые в настоящей работе, находят применение в следующих областях производства:
1. Транспортирование изделий в производстве профилей из цветного металла, в частности, подача линейного профиля от пресса после экс-трудирования в правильную машину;
2. Транспортирование расплавов цветных металлов на металлургических предприятиях;
3. Сепарация из технологических масс предметов из немагнитных металлов;
4. Интенсификация процессов механохимической обработки смесей (диспергация, получение эмульсий, суспензий, коллоидных растворов);
5. Очистка промышленных стоков, утилизация и переработка продуктов жизнедеятельности сельскохозяйственных животных;
6. Блокирование пылевых выбросов в производстве и транспортировании сыпучих материалов;
7. Блокирование пылевых потоков при заборе воздуха в технологические устройства, например, компрессоры.
Разработка теоретических, математических и компьютерных средств исследования электромагнитных и электрических процессов в этих устройствах, формулирование принципов построения устройств, рекомендации по конструированию устройств и выбору параметров рабочего режима является предметом настоящей работы.
В качестве целей исследования можно указать следующие:
-91. Получение теоретических, математических и программных средств исследования электромагнитных и электрических процессов в устройствах с произвольной подвижной частью:
2. Получение характеристик и параметров протекания электромагнитных и электрических процессов в устройствах с произвольной подвижной частью.
3. Формулировка принципов построения электромагнитных индукционных и электрических устройств с произвольной подвижной частью;
4. Получение средств синтеза устройств с заданными характеристиками;
5. Получение новых технических решений устройств, обладающих признаками изобретений;
Для достижения поставленных целей в настоящей работе решались следующие задачи:
1. Анализ физических процессов в устройствах, формулирование особенностей протекания электромагнитных процессов;
3. Разработка теоретических средств исследования электромагнитных процессов;
4. Разработка математических моделей электромагнитных и электрических процессов в устройствах с произвольной подвижной частью;
5. Разработка компьютерных моделей электромагнитных и электрических процессов;
6 Проведение исследований электромагнитных и электрических процессов в устройствах с произвольной подвижной частью на основе использования математических и компьютерных моделей;
7. Определение на основе этих данных зависимостей характеристик магнитного поля, параметров обмоток, параметров взаимодействия сети и устройства от конструктивных параметров;
- 108. Формулирование рекомендаций по конструированию устройств с произвольной подвижной частью с заданными параметрами рабочего режима;
9. Разработка конструкций экспериментальных и опытно-промышленных образцов устройств с произвольной подвижной частью для различных областей применения;
10. Проведение экспериментальных и промышленных испытаний устройств с произвольной подвижной частью и оценка их эксплуатационных параметров, сравнение результатов с результатами моделирования электромагнитных процессов.
Исследования в настоящей работе проводились с использованием комплекса различных методов в зависимости от характера решаемых на данном этапе задач. В ряде случаев применялось сочетание аналитических и синтетических методов исследования. Как правило, характеристики протекания электромагнитных процессов, разработка математических моделей производились с применением аналитических методов исследования, разработка алгоритмов и компьютерных программ, разработка конструкций устройств для различных областей использования производились с применением синтетических методов исследования.
При решении задач, поставленных в процессе выполнения настоящей работы, использовались следующие разделы и области знаний: теория электромагнитного поля; теория электрических цепей; численные методы расчета электромагнитных полей; теория электрических машин; коллоидная химия; теоретическая механика; алгоритмы решения изобретательских задач; языки программирования; методы и средства технических измерений и др.
Достоверность полученных результатов подтверждается:
1. Корректным использованием теоретических основ электротехники при разработке математических моделей;
2. Результатами лабораторных экспериментальных исследований;
3. Результатами промышленных испытаний экспериментальных и опытно-промышленных образцов устройств;
4. Результатами опытно-промышленной эксплуатации образцов исследуемых устройств.
5. Критическим обсуждением полученных результатов с ведущими специалистами промышленных предприятий, использующих разработанные в ходе выполнения данной работы устройств.
В качестве новых научных результатов настоящей работы можно указать следующие:
1. Математические модели электромагнитных процессов в линейных индукционных устройствах с подвижной частью произвольной формы, размеров, наличии дефектов формы, несимметричном положении подвижной части относительно индуктора;
2. Математические модели определения поля индуцированных токов в подвижной части, взаимного влияния токов в первичной и вторичных частях;
3. Компьютерные средства исследования электромагнитных процессов в устройствах с произвольной подвижной частью;
4. Компьютерные средства синтеза геометрии зубцового слоя линейного индуктора;
5. Зависимости распределения индуцированных токов от геометрических параметров подвижной части;
6. Зависимости тягового усилия на подвижной части от величины дефектов формы, от величины взаимного перекрытия подвижной части и индуктора;
7. Зависимости степени несимметрии первичных токов индуктора от формы и расположения подвижной части относительно индуктора;
- 128. Математическая модель электромагнитных процессов в цилиндрических индукционных устройствах с дискретной ферромагнитной подвижной частью;
9. Метод определения магнитных свойств дискретной ферромагнитной подвижной части;
10. Характеристики магнитного поля в рабочей камере устройства в зависимости от геометрических параметров индуктора, концентрации элементов дискретной среды и др.;
11. Математическая и компьютерная модели электрического поля в межэлектродном пространстве электростатического затвора;
12. Критерии эффективного удаления мелкодисперсных частиц из межэлектродного пространства электростатического затвора.
В качестве результатов работы, имеющих практическую ценность, можно указать следующие:
1. Полученные компьютерные средства, которые позволяют проводить исследования электромагнитных процессов, получать характеристики работы устройств;
2. Получены зависимости параметров электромагнитных процессов от геометрических параметров и параметров рабочего режима устройств;
3. Предложены критерии надежной работы линейных индукционных устройств при транспортировании линейных профилей с дефектами формы и при несимметричном положении подвижной части относительно индуктора;
4. Предложены критерии надежного продвижения расплава металла в металлопроводе при неполном заполнении металлопровода как по длине, так и по живому сечению;
5. Предложены критерии надежного удаления посторонних немагнитных металлических предметов из технологических масс;
6. Предложен способ устранения несимметрии фазных токов индуктора линейного индукционного устройства и устранения пульсирующего магнитного поля индуктора;
7. Предложена новая конструкция и принцип управления двухко-ординатным линейным электродвигателем, защищенные патентом РФ;
8. Сформулированы рекомендации по конструированию рабочих камер устройств с дискретной ферромагнитной подвижной частью, выбору концентраций элементов дискретной среды, геометрии зубцовой зоны и др.;
9. Разработаны конструкции высокоэффективных цилиндрических устройств с дискретной подвижной частью, защищенные патентами РФ;
10.Сформулированы критерии надежного торможения пылевых частиц в межэлектродном пространстве электростатического затвора;
11. разработаны несколько вариантов конструкций электрических затворов, защищенные патентами РФ.
Результаты работы реализованы в следующих устройствах:
1. Линейный индукционный модуль для транспортировки алюминиевых труб, изготовленный по заказу Белокалитвенского металлургического объединения;
2. По заказу ЗАО «Втормет, Пушкино» разработан и изготовлен линейный индукционный насос для перекачивания расплава алюминия для системы втворения шлакообразующих порошков и алюминиевой стружки;
3. Проект линейного индукционного насоса для системы втворения шлакообразующих порошков включен в проект реконструкции плавильных печей на Мценском заводе «Вторцветмет»;
- 144. Электромагнитный индукционный активатор с дискретной ферромагнитной подвижной частью передан в химическую лабораторию МГУ;
5. Электромагнитный индукционный активатор, разработанный и изготовленный по заказу ООО «Эколенд» сдан в опытно-промышленную эксплуатацию на Курьяновской аэрационной станции;
6. В условиях ОАО «Новоросцемент» находятся в опытно-промышленной эксплуатации два электростатических затвора на выхлопных отверстиях клинкерных силосов;
7. по заказу ОАО «Новоросцемент» разрабатывается электрический затвор для пункта погрузки автоцементовозов;
8. по заказу ООО «ПК «НЭВЗ» разрабатывается и пущен в опытно-промышленную эксплуатацию электростатический затвор для подавления пыления из дробеструйной камеры сталелитейного цеха;
9. По заказу ОАО «ВЭлНИИ» разработан и проходит опытно-промышленные испытания электростатический затвор для блокирования пылевых потоков при заборе воздуха в компрессор электровоза;
10. материалы диссертации использованы при чтении курса УИРС в ЮРГТУ по кафедре «Электромеханика»;
11. материалы работы используются при выполнении дипломных проектов по специальности 180100.
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научных семинарах, конференциях:
1. Всесоюзная конференция по высокоскоростному наземному транспорту (Новочеркасск, 1984 г.);
- 152. Научно-технический семинар по перспективным экспериментальным исследованиям на полигоне «Мармарик - 1» (Ереван, 1985 г.);
3. Научно-практическая конференция студентов и молодых ученых РГСУ «Проблемы рационального использования электроэнергии в строительстве и на транспорте» (Ростов-на-Дону, 1999 г.);
4. 48 — я научно-техническая конференция студентов и аспирантов ЮРГТУ (Новочеркасск, 2000 г.);
5. Международная научно-практическая конференция «Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы» (Новочеркасск, 2000 г.)
6. Международная научно-практическая конференция «Развивающиеся интеллектуальные системы автоматизированного проектирования и управления» (Новочеркасск, 2001 г.);
7. Международная научная конференция «Математические методы в технике и технологиях» (Тамбов, 2002 г.);
8.11 — я Международная научно-практическая конференция «Экология: образование, наука, промышленность и здоровье» (2 доклада), Белгород, 2004 г.;
9. Международный семинар «Физико-математическое моделирование систем» (2 доклада), Воронеж, 2005 г.
10. Международная научно-практическая конференция «Студенческая весна 2007», Новочеркасск, 2007 г.
11. Разработка «Электростатический затвор для блокирования пылевых выбросов при загрузке автоцементовозов» экспонировались на Всероссийской выставке-ярмарке научно-исследовательских работ и инновационной деятельности студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Российской федерации в 2003 году;
-1612. Разработка «Индукционный магнитогидродинамический насос для системы циркуляции расплава алюминия» экспонировалась на Инновационном форуме в 2005 году, г. Новочеркасск.
13. Опытный образец устройства «Электростатический затвор» экспонировался на международной специализированной выставке «ЭлектроПромЭкспо», г. Ростов-на-Дону, ВЦ «ВертолЭкспо», 2008 г.
Список публикаций по теме диссертации насчитывает 48 научных работы, включая: 1 монографию, 20 статей в изданиях, рекомендованных ВАК, 17 статей в сборниках научно-технических конференций, трудах вузов, 1 авторское свидетельство на изобретение, 7 патентов на изобретения, 2 патента на полезные модели.
Диссертационная работа состоит из введения 5-ти глав основного текста, заключения, списка литературы из 132 наименований и приложений. Основной текст-271 страницы, приложения -14 страниц.
Похожие диссертационные работы по специальности «Электромеханика и электрические аппараты», 05.09.01 шифр ВАК
Индукционные устройства для технологического воздействия на жидкие металлы2000 год, доктор технических наук Христинич, Роман Мирославович
Математическое моделирование линейных индукционных машин технологического назначения на основе их схем замещения2002 год, кандидат технических наук Сарапулов, Сергей Федорович
Исследование электронагрева коаксиальных цилиндров в индукционных установках трансформаторного типа2000 год, кандидат технических наук Хацевский, Константин Владимирович
Цилиндрический МГД насос для силового воздействия на расплав алюминия в процессе литья из стационарного миксера2010 год, кандидат технических наук Ковальский, Виктор Васильевич
Исследование электромеханических процессов в индукционной магнитно-гидродинамической установке2003 год, кандидат технических наук Фризен, Василий Эдуардович
Заключение диссертации по теме «Электромеханика и электрические аппараты», Володин, Григорий Иосифович
Выводы по главе 5.
1) Разработана математическая модель электрических процессов в межэлектродном пространстве электростатического затвора;
2) Разработана компьютерная модель электрического поля в межэлектродном пространстве электростатического затвора;
3) На основе анализа физических процессов в межэлектродном пространстве сформулирован критерий эффективной зарядки и торможения мелкодисперсных частиц в межэлектродном пространстве затвора;
4) На основе результатов моделирования электрического поля затвора типа «гребенка-трубы» сформулированы рекомендации по конструированию затвора с наилучшим распределением продольной составляющей напряженности электрического поля:
5) В результате проводимых работ разработаны, изготовлены запущены в экслуатацию электростатические затворы на ОАО «Новоросцемент».
- 275 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1) Электромагнитные и электрические устройства, рассматриваемые в настоящей работе, находят применение в технологических процессах различных отраслей промышленности: в металлургии, для перемещения протяженных изделий из цветного металла, перемещения расплавов цветного металла; в пищевой промышленности, для удаления металлических предметов из цветного металла из технологических масс; в технологиях обработки сточных вод и дегельментизации продуктов жизнедеятельности сельскохозяйственных животных; в производстве и транспортировке различных сыпучих и порошкообразных продуктов для блокирования пылевых выбросов в атмосферу;
Электромагнитные процессы в рассматриваемых устройствах имеют ряд особенностей, наличие которых не позволяет применить для их исследования методики, опубликованные в работах, посвященных линейным асинхронным двигателям и МГД насосам.
Анализ электромагнитных и электрических процессов в рассматриваемых устройствах требует разработки специальных математических и компьютерных моделей, так как в наших условиях неприменимы те допущения, которые обычно принимаются авторами работ при анализе линейных индукционных устройств, имеющих схожие конструкции и области применения.
Электромагнитные процессы б устройствах с произвольной подвижной частью благодаря конструкции и режимам работы имеют ряд специфических особенностей:
• для линейных устройств с произвольной подвижной частью неприменимы методики и уравнения электромагнитных процессов, разработанные для аналогичных устройств с регулярной подвижной частью, например, линейных электродвигателей;
• картина поля индуцированного тока в подвижной части устройства с произвольной подвижной частью не совпадает с картиной напряженности индуцированного электрического поля;
• количество магнитных полюсов индуцированного тока не совпадает с количеством магнитных полюсов магнитодвижущей силы индуктора, причем по мере движения магнитного поля соотношение между количеством полюсов индуцированного тока и магнитного поля меняется;
• характер поля индуцированного тока в подвижной части зависит геометрических соотношений между линейными размерами подвижной части и полюсным делением индуктора;
• наличие подвижной части произвольных размеров, геометрической формы, с наличием дефектов геометрической формы оказывает влияние на характер магнитного поля в целом и на токораспределение в обмотке индуктора;
В процессе выполнения работы были проведены исследования рабочих и эксплуатационных характеристик линейных индукционных устройств в следующих условиях:
• подвижная часть является линейным метллическим немагнитным профилем, имеющим дефекты геометрической формы (изгибы линейного профиля), сформулированы критерии выбора полюсного деления для надежного транспортирования изделия, магнитной индукции и др.;
• подвижная часть является расплавом немагнитного металла, причем металлопровод имеет наклон к горизонтальной плоскости, сформулированы условия надежной работы устройства при неполном заполнении металлопровода;
• подвижная часть имеет произвольную геометрическую форму (металлоуловитель), сформулированы рекомендации по выбору конструкции металлоуловителя и выбору параметров его рабочего режима.
Полученные в процессе выполнения работы результаты позволяют определить параметры индукторов, в частности, величину полюсного деления и количество индукторов, необходимых для обеспечения транспортирования профиля в конкретных производственных условиях. Определены параметры несимметрии фазных токов при нахождении в магнитном поле индуктора подвижной части произвольной формы, определены величины токов нулевой последовательности. Сформулированы критерии надежного удаления расплава металла из металлопровода при неполном заполнении его как по живому сечению, так и по длине.
Проведено моделирование вторичных токов в удаляемом немагнитном металлическом предмете металлоуловителя. Определены условия и сочетания электромагнитных параметров индукторов, при которых обеспечивается надежное удаление немагнитных металлических предметов произвольной геометрической формы из активной зоны металлоуловителя;
Проверка полученных результатов проводилась с помощью лабораторных экспериментальных исследований линейных индукционных устройств различных конструкций и назначения, а также с помощью испыта-ниий опытно-промышленных образцов в условиях производства;
Исследование цилиндрических индукционных устройств невозможно без получения информации о характере магнитного поля в рабочей камере. Это, в свою очередь, требует специальной математической и компьютерной моделей, позволяющих моделировать магнитное поле с учетом магнитных свойств ферромагнитной дискретной среды. Неравномерное распределение магнитной индукции в рабочей камере приводит к образованию «мертвых зон» 1 -го и 2-го рода.
На основании анализа результатов моделирования и экспериментального исследования характеристик цилиндрического индукционного устройства с дискретной ферромагнитной подвижной частью сформулированы рекомендации по конструированию устройств, выбору параметров рабочего режима, разработано несколько устройств, сданных в опытно-промышленную эксплуатацию.
В процессе выполнения работ по исследованиям электростатических устройств с мелкодисперсной подвижной частью разработана математическая модель электрических процессов в межэлектродном пространстве электростатического затвора, разработана компьютерная модель электрического поля в межэлектродном пространстве электростатического затвора.
На основе анализа физических процессов в межэлектродном пространстве сформулирован критерий эффективной зарядки и торможения мелкодисперсных частиц в межэлектродном пространстве затвора. На основе результатов моделирования электрического поля затвора типа «гребенка-трубы» сформулированы рекомендации по конструированию затвора с наилучшим распределением продольной составляющей напряженности электрического поля.
В результате проводимых работ разработаны, изготовлены запущены в экслуатацию электростатические затворы на ОАО «Новоросцемент».
Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Володин, Григорий Иосифович, 2009 год
1. Коняев А.Ю., Юрченко М.В. Электродинамические сепараторы для извлечения цветных металлов из твердых отходов. Промышленная энергетика. -1992. -№10. - С.46-47.
2. Патрик А.А., Мурахин Н. Н. Дерендяева Т.Н., Коняев А.Ю., Назарова C.JI. Устройства электродинамической сепарации для обработки лома и отходов цветных металлов. Промышленная энергетика. 2001.-№6. -С 16-18.
3. Сарапулов С.Ф. Математическое моделирование линейных индукционных машин технологического назначения на основе их схем замещения: Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Екатеринбург. 2002.
4. Кожемякин М.Ю. Исследование линейных индукционных машин для электродинамической сепарации мелкой фракции твердых отходов: Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Екатеринбург. 2001.
5. А.с. 1519776 А1 СССР, МКИ В 03 С 1/24. Способ электродинамической сепарации и устройство для его осуществления / А.Ю. Коняев, В.Н. Удин-цев, М.В. Юрченко, Б.П. Ширшов, А.А. Жуков. №4373248/23-03; Заявлено 01.02.88; Опубл. 07.11.89. Бюл.№41.
6. Patent WO 93\09873 27 May 1993, РСТ \SE92\00787, В03С1\23, 1\24 METHOD AND DEVICE FOR FRAGMENT SEPARATION; ANDERSSON; Priority data: 18 November 1991; 17 November 1992.
7. PATENT JP60143846A2; IPC Class: ВОЗС 1\24; LINEAR MOTOR-TYPE SORTING DEVICE OF NONMAGNETIC METAL. \ OOTA AKISHI, TO-RIGATA MAKOT, TANAKA KATSUHI. № JP 198400026044455, Application date: 10.12.84; Date of application publcation:30.07.85
8. PATENT JP 122466A2: IPC Class: B03C 1\24; LINEAR MOTOR TYPE NONMAGNETIC METAL SELECTOR. \ AKAMA MASARU. № JP1978000030269, Sept. 22, 1979\ March 16,1978
9. А. И. Вольдек. Индукционные магнитогидродинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом. Л.: «Энергия», Ленинградское отделение, 1970. 271с.
10. Л. А. Верте. Электромагнитный транспорт жидкого металла. М.: «Металлургия», 1965. 265с.
11. Л. Г. Генин, В. Г. Свиридов. Гидродинамика и теплообмен МГД-течений в каналах. М.: МЭИ, 2001. 199с.
12. Д.Д. Логвиненко, О.П. Шеляков., Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем. Киев: Издательство «Техшка», 1976. 144с.
13. Сухоруков В.В. Математическое моделирование электромагнитных полей в проводящих средах. М.: "Энергия", 1975г. 168с.
14. К. Шимони. Теоретическая электротехника. М.: Мир, 1964. - 760с.
15. К.А. Круг, Основы электротехники. Физические основы электротехники. Том I. М, Л.: ГЭИ, 1946.-366с.
16. Проектирование электрических машин. Книга 1. Под редакцией И. П. Копылова. М.: Энергатомиздат, 1993.-462с.
17. Ю. М. Барон. Магнито-абразивная и магнитная обработка изделий и режущих инструментов. Л.: Машиностроение, 1986. 172с.
18. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация: Пер. с английского. М.: Мир, 1986г. 316с.
19. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979. - 392с.
20. Хемминг Р.В. Численные методы. М.: наука, 1972. 400с.
21. ХудсонД. Статистика для физиков. М.: Мир, 1967. 242с.
22. Сахарнов А. В. Очистка сточных вод и газовых выбросов в лакокрасочной промышленности. М.: "Химия", 1971. 144с.
23. В. М. Оберемок, Д.Д. Логвиненко, О. П. Шеляков и др. Размол целлюлозы в аппарате с вихревым слоем ферромагнитных частиц. "Бумажная промышленность". 1974. - № 6.- С321-131.
24. Chari M.V.K. Nonlinear finite element solution of electrical mashines under full-lood conductions//IEEE Trans/ Magn/ 1974 Vol 10/ P 686-689.
25. Д. Д. Логвиненко, О. П. Шеляков, В. Л. Кирейкова. Исследование характера движения ферромагнитных частиц в вихревом слое, создаваемом электромагнитным полем//Труды НИИэмальхиммаш. Полтава . -1971,-Выпуск 1. - С. 202-211.
26. Д. Д. Логвиненко. Особенности взвешенного во вращающемся электромагнитном поле слоя ферромагнитных частиц//Труды НИИэмальхиммаш. Выпуск!. Полтава 1971. С. 212-218.
27. Н. М. Охременко Основы теории и проектирования линейных индукционных насосов для жидких металлов. М.: Атомиздат, 1968. -396с.
28. П. Г. Романков, М. И. Курочкина. Гидромеханические процессы химической технологии Л.: «Химия», 1974. 288 с.
29. Бахвалов. Ю.А., Коломейцев Л.Ф., Бондаренко А.И. Володин Г.И. Моделирование на ЭВМ электрических и магнитных полей в устройствах бесконтактного движения. Изв. ВУЗов. Электромеханика
30. Патент РФ № 2201030. Двухкоординатный линейный электродвигатель/ Бахвалов Ю.А., Володин Г.И., Нис. Я.3. Заявлено 14.12.2000, опубл. 20.03. 2003, Бюл. № 8.
31. Патент РФ № 2212279. Устройство блокирования пылевых потоков/ Бахвалов Ю.А., Быкадоров В.Ф., Борзаковский А.Б., Володин Г.И., Нис,- Я.З. Заявлено 13.06.2002, опубл. БИ№ 26, 2003.
32. Патент РФ № 33332. Электростатический затвор/ Бахвалов Ю.А., Быкадоров В.Ф., Борзаковский А.Б., Володин Г.И., Нис. Я.З.- Заявлено 19.08.2002, опубл. БИ№ 29, 2003.
33. И.П. Верещагин, В.И. Левитов, Г.З., Мирзабекян, М.М. Пашин. Основы электрогазодинамики дисперсных систем. М.: «Энергия», 1974.- 346с.
34. Высоковольтные электротехнологии. Под редакцией И.П. Верещагина. М.: Издательство МЭИ, 2000. 204с.
35. О.Н. Веселовский, А.Ю. Коняев, Ф.Н. Сарапулов. Линейные асинхронные двигатели. М.: Энергоатомиздат, 1991. 255с.
36. Курс физики. Под редакцией Ландсберга.
37. Костенко М.П., Пиотровский Л.М., Электрические машины часть II. М- Л.: "Энергия", 1965. 436с.
38. С. Ямамура. Теория линейных асинхронных двигателей. Л.: Энергоатомиздат, 1983. 212с.
39. B.C. Немков, В.Б. Демидович. Теория и расчет устройств индукционного нагрева. Л.: Энергоатомиздат, 1988. 280с.
40. Бессонов JI.A. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле. М.: Высшая школа, 1978. 248с.
41. М. П. Костенко. Электрические машины. М.: ГЭИ, 1944. 815с.
42. П. В. Сахаров. Проектирование электрических аппаратов. М.: Энергия, 1971.- 560с.
43. Жерве Г.К. Промышленные испытания электрических машин. JL: "Энергия", 1968. 242с.
44. Банди Б. , Методы оптимизации. М.: Радио и связь, 1988. С. 17-34.
45. Немцов М.В. Справочник по расчету параметров катушек индуктивности. -М.: Энергоатомиздат, 1989. 280с.
46. Веселов B.C., Зегжда П.Д., Смолко J1.B. Автоматизация процедуры поиска оптимального проектного решения. Алгоритмы и программы поискового конструирования. Йошкар-Ола.: Издание МарГУ, 1984.-210с.
47. Сухарев А.Г., Тимохов А.В., Федоров В.В., Курс методов оптимизации. М.: Наука, 1986.- 230с.
48. Володин Г.И. «Расчет магнитных полей и пондеромоторных сил в одностороннем линейном индукторном двигателе». Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новочеркасск, 1984, 180с.
49. К.С. Демирчян, В.П. Чечурин. Машинные расчеты электромагнитных полей. М.: «Высшая школа». 1986.-240с.
50. С. С. Воюцкий. Курс коллоидной химии. М.: «Химия». 1975.-512с.
51. PATENT JP 58224955А2: PILING DEVICE EMPLOING LINEAR MOTORS. Class B65H 31/34 JP 1982000106548 OISHI SHIGEYA, MI-NAMI KINJI, KAMEDA KAZUO, KITAJIMA SATOYUKI Dec. 27, 1983/June 21, 1982.
52. PATENT JP8091569A2: CHAIN CONVEYOR WINH LINEAR MOTOR. Class B65G 54/02. JP1994000232615. UEMURA HIROSHI. April 9, 1996/Sept. 28, 1994.
53. Патент ЕР97201670.3 Eddy current separator. Class B03C 1/24. Langerak Edwin. 17.12.1997 Bulletin 1997/51.
54. К. К. Барыкин. Электрические машины с разомкнутым магнитопрово-дом.//Уфимский авиационный институт. Уфа. 1985.86с.
55. United States Patent US005236091A. EDDY CURRENT SEPARATOR AND METHOD OF MAKING A ROTOR. Class B03C 1/20. Raymond Kaupills. APR. 22, 1992.
56. Боляев И.П., Володин Г.И., Золотарев П.А. Влияние формы коронок зубцов на дополнительные потери в стали. Изв. ВУЗов Электромеха ника. 1974. -№ 11.- С.1214- 1217.
57. Володин Г.И., Золотарев П.А. Влияние скругления углов магнитных сердечников на потери мощности. Электровозостроение: сб.ст. Новочеркасск, 1979. - Т. 20. - С. 130-145.
58. Коломейцев Л.Ф. Володин Г.И. Лозицкий О.Е. Анализ пульсаций нор мального усилия одностороннего линейного индукторного двигателя. /Ред. журн. Изв. ВУЗов. Электромеханика. Новочеркасск, 1983. - (с. -Деп. в Инфолрмэлектро 08.09.83,№297 Эт-Д-83.
59. А.В. Бычков, Б.А. Сокунов, С.Ф. Сарапулов. Индукционный насос// Вопросы совершенствования электротехнического оборудования элек тротехнологий: Сборник статей. Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2000. -№8.
60. Верещагин И.П. Коронный разряд в аппаратах электронно-ионной техно логии. М.: Энергоатомиздат, 1985. 218с.
61. К.А. Круг. Основы электротехники. Том 2. Теория переменных то ков. М.:ГЭИ, 1946.-634с.
62. Т. Уорд, Э. Бромхэд ФОРТРАН и искусство программирования персо нальных ЭВМ. М.: Радио и связь, 1993. 392с.
63. А. С. 1350779 СССР Н02к 41/03/ Линейный синхронный электродви гатель/ Бочаров В.И. Коломейцев Л.Ф., Володин Г.И. - Заявл. 03.04.85; Опубл. 07.01.87, Бюл. № 41.
64. Зимин В.И., Каплан М.Я., Палей A.M., Рабинович И.Н., Федоров В.П., Хаккен П.А. Обмотки электрических машин. Л.: "Энергия", 1970. -348с.
65. Фролов С.И. Определение объёмных и поверхностных плотностей элек тромагнитных сил в нелинейных анизотропных магнитных системах. — Электричество. Энергоатомиздат, 1989, №8, С.62-66
66. Иванов-Смоленский А.В. Определение электромагнитных сил в нели нейной магнитной системе по их объёмной плотности. — Электричество, 1985, №9, С. 18-28
67. Колечицкий Е.С., Белоедова И.П., Шульгин В.Н. Об оценках погрешно сти численных методов расчета потенциальных полей. Электромехани ка, 1987, №11, С.27-32
68. Друкарев В.А., Фукс A.M., Цыплаков A.M. О снижении потерь глинозёма при электролитическом получении алюминия. Цветные металлы.- 1984. -№9. -С41-43.
69. Толчинский Е.Н., канд. техн. наук, Демкин В.В., Колбасников В.А., инже неры. Системы предотвращения пылевыделения при конвейерном транс порте топлива на ТЭС. ВТИ-РАО "ЕЭС России". Электрические станции. 2001. -№3. - С.64-68.
70. Гринберг Г.А. Избранные вопросы математической теории электриче ских и магнитных явлений. М.: Наука, 1972. 630с.
71. Володин Г.И. Металлоуловитель цветных металлов на основе двусто роннего линейного асинхронного электродвигателя.- Изв. ВУЗов. Элек тромеханика. 1999. - № 4. - С 16-18.
72. Володин Г.И. Математическое моделирование линейного асинхронного электродвигателя с вторичной частью произвольной длины. Изв. ВУ Зов. Электромеханика. - 2001. - № 4 - 5. - С 54-57.
73. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные поля и процессы в элек трических машинах и их физическое моделирование. М.: Энергия,1969. 304с.
74. Программирование в среде ТурбоПАСКАЛЬ. Под редакцией Б.Г. Трусова.-М.: BLLI, 1993.- 142с.
75. Логвиненко Д. Д., Шеляков О. П., Польщиков Г. А. Определение ос новных параметров аппаратов с вихревым слоем . Химическое и нефтяное машиностроение, 1974, № 1.
76. Патент РФ №2238902. Устройство беспылевой загрузки транспорт ных средств/ Быкадоров В.Ф., Володин Г.И., Володин Д.Г., Нис Я.З. Заявлено 15.01.03., опубл. БИ №30, 27.10.04,
77. Немиюгин С., Стесик О. Современный ФОРТРАН. СПб, 2004.
78. Исследование и проектирование индукционных насосов для транспор та жидких металлов// Сборник трудов Таллинского политехнического института. Таллин. - 1962. - 523с.
79. К. М. Поливанов. Электродинамика движущихся тел. М.; Энергоиз дат, 1982.-192с.
80. Пегашкин М.В. Линейные асинхронные двигатели для торможения прокатных изделий: Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Екатеринбург. 2003.
81. Фризен В. Э. Исследование электромеханических процессов в индук ционной магнитно-гидродинамической установке: Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Екатеринбург. 2003.
82. Кортовенко Л.П., Кирбятьева Т. В., Анохин А. Л. и др. Обработка ла кокрасочных материалов в аппарате вихревого слоя. // Газовая промышленность. М. 30.07.03. - С 68-69.
83. Аввакумов Е. Г. Механические методы активации химических процесс сов. Новосибирск: Наука, 1987. - 205 с.
84. Вершинин Н. П. Вопросы теории и практики использования вра щающегося электромагнитного поля. Подольск, 1997.-289 с.
85. Воскресенский А.П. Некоторые вопросы проектирования индукцион ных вращателей.- Сб. «Труды Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики». Т. 36. М, 1971. С 67-74.
86. Томашевский Д. Н. Разработка математических моделей для исследования электромеханических и тепловых процессов линейных электродвигателей импульсного действия: Автореф. дис. на соиск. учен, сте пени канд. техн. наук. Екатеринбург. 2002.
87. Семенов В.А. Математическое моделирование и практическое приме нение установки для электромагнитной обработки каменоугольной смолы в потоке: Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Екатеринбург. 2003.
88. Бычков А. В. Трехфазный двухручьевой индукционный магнитогидро динамический насос: Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Екатеринбург. 2003.
89. Тимофеев С. П. Индукционные перемешиватели жидкой сердцевины при кристаллизации алюминиевых слитков: Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Красноярск. 2004.
90. Велентенко А. М. Электромагнитный перемешиватель для рафиниро ванного алюминия в ковшах: Автореф. дисс. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Красноярск. 2004.
91. Патент РФ № 45648 Индукционное устройство для перемешивания и измельчения жидких и сыпучих сред./ Володин Г.И., Рожков В.И., Бахвалов Ю.А. и др. Заявлено 05.12.2003, опубл.27.05.2008,1. Бюл. № 15.
92. Размыслов В. А. Особенности реализации метода конечных элементов для расчета электромагнитных полей// Изв. вузов «Электромеханика».-1985. -№ 5. С27-31.
93. Копылов И. П., Амбарцумова Т.Т. Исследование вихревых токов в ко роткозамкнутом роторе асинхронной машины//Сб. «Электрические машины». Вып. 3. — Куйбышев, 1976. — С 25-30.
94. Резин М. Г., Мурджикян М. Г. Вторичный краевой эффект в машинах с разомкнутым магнитопроводом//Межвузовский сборник: Свердловск. -изд. УПИ, 1977, С 5-8.
95. Мурджикян М. Г., Урманов Ю. Р., Резин М. Г. Дополнительные потеримощности и усилия, развиваемые машиной с разомкнутым магнито проводом/ТМежвузовский сборник/Свердловск, изд. УПИ. 1977, С10-14.
96. Копылов И. П., Мамедов Ф.А., Курилин С. П. Система дифференциаль ных уравнений линейного асинхронного двигателя с учетом продоль ного и поперечного краевых эффектов//Труды МЭИ/Смоленск, 1975.-С 3-17.
97. Володин Г. И. Электромагнитные индукционные и электрические устройства с произвольной подвижной частью. Монография, Ново черкасск, Известия СКНЦ ВШ.-2006, 120с.
98. Володин Г. И. Математическое моделирование линейного асинхрон ного электродвигателя с вторичной частью произвольной длины// Изв. вузов «Электромеханика». — 2001. № 4-5. - С54-57.
99. Володин Г. И., Бахвалов А. Ю. Синтез индуктора линейного электродинамического модуля// Изв. вузов «Электромеханика». -.2003. № 4 . - С21-24.
100. Володин Г.И., Климов Е. А. Моделирование электромагнитных про цессов в линейной асинхронной машине с малым числом полюсов// Изв. вузов «Электромеханика». 2005. - № 1 . - С5-7.
101. Коломейцев J1. Ф., Володин Г. И., Душенко Н.Г. Расчет магнитного рассеяния путевого элемента одностороннего линейного индукторного двигателя// Изв. Сев.-Кав. Науч. центра высш. шк. Техн. науки. 1984. -№ 2. - С88-90.
102. Бахвалов Ю. А., Коломейцев JI. Ф. Бондаренко А.И., Володин Г. И. Моделирование на ЭВМ электрических и магнитных полей в устройствах бесконтактного движения// Изв. вузов «Электромехпаника». 1985. -№ 1 .-С 5 -14.
103. Бахвалов А. Ю., Быкадоров В. Ф., Володин Г. И., Климов Е. А., Нис. Я.З. Формирование эффективной конструкции электростатического за твора// Изв. вузов «Электромеханика». 2005 - № 2. - С64-66.
104. Володин Г. И., Бахвалов А. Ю. Моделирование электрических полей в затворах пылевых потоков с коронным разрядом// Физико-математическое моделирование систем: Материалы международного семинара./ Воронеж. 2004. - 242-245.
105. Володин Г. И. Бахвалов А. Ю. Вращающий момент в линейном асинхронном электродвигателе// Интеллектуальные электромеханическиеустройства, системы и комплексы: Материалы медународной науч.-практ. Конф: Новочеркасск: ЮРГТУ, 2000. 4.4. - С5-10.
106. Володин Г. И., Ротыч Р. В. Ускорительная система с асинхронными ли нейными электродвигателями для транспортирования алюминиевых труб// Электротехника и автоматика в строительстве и комм, хоз-ве: Сб. науч. тр./РГСА. Ростов н/Д, 1993. - С77-79.
107. Пат. №2283184 РФ МПК ВОЗ/С 3/06 Электростатический затвор/Бы-кадоров В.Ф., Володин Г.И., Нис Я.З., Климов Е.А. Заявл. 10.03.2005; Опубл. 10.09.2006 Бюл. № 25.
108. Й. Ламмеранер, М. Штафль. Вихревые токи. М.: Энергия, 1967. 206с.
109. Я. А. Новик. Численные методы расчета магнитного поля электрических машин с учетом насыщения// Сб. Бесконтактные электрические маши ны. Вып. 11.- «Знание». Рига, 1972. - С. 2-44.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.