Комплекс математических моделей и компьютерных программ


Разработана на основе максвелловой теории поля и метода конечных элементов обобщенная математическая модель (а также алгоритм и ее программная реализация) "анатомии" реакторов трансформаторного и электромашинного типов. На основе модели устанавливаются взаимосвязи между конструктивными и схемотехническими особенностями устройств и их дифференциальными и интегральными характеристиками.
Модель учитывает нелинейность среды и реальную продольную и поперечную геометрию устройств соответственно трансформаторного и электромашинного типов.
Модель отличают существенное упрощение подготовки файла исходных данных за счет программного вычисления координат большинства узлов ансамбля конечных элементов, реализация автоматического построения ансамбля в графической среде AutoCAD, что повышает адекватность аппроксимации области расчета, исключает рутинный труд и упрощает анализ результатов.
Выполнены расчеты стационарного и квазистационарного магнитных полей в типичных конструкциях управляемых и насыщающихся реакторов. На основе анализа результатов приняты проектные решения оптимизирующие устройства.
Математическая модель и ее практическое использование рассмотрены в следующих публикациях:
1. Забудский Е.И. Математическое моделирование и оптимизация совмещенных управляемых реакторов // Вестник Ульяновского гостехуниверситета. Сер. Приборостроение, электроника и энергетика. N 4, Ульяновск: УлГТУ, 1998, - С. 73-80.
2. Забудский Е.И. Анализ управляемых электроэнергетических устройств методом конечных элементов: Учебное пособие для вузов. - Москва: МГАУ, 1999. - 141 с.
3. Забудский Е.И. Совмещенные регулируемые электромагнитные реакторы. - Москва: Энергоатомиздат, 2003. - С.176-237 (см. Оглавление).
4. Забудский Е.И.Компьютерный фильм "Геометрическая интерпретация результатов расчета магнитного поля в устройствах электромеханики" сертификат #3/93 от 10.09.93.

Разработаны на основе теории нелинейных электрических и магнитных цепей обобщенная математическая модель (алгоритм и ее программная реализация), позволяющие исследовать различные электромагнитные режимы (нормальные установившиеся, переходные, несимметричные и др.) работы устройств активная часть которых содержит магнитопровод произвольной конструкции с наложенными на нем обмотками.
Модель учитывает потери в стали магнитопровода, как функцию магнитной индукции, и реальную конфигурацию магнитной цепи. С целью повышения устойчивости решения на ПЭВМ и уменьшения расхода машинного времени модель представлена в преобразованной системе единиц физических величин.
Выполнены расчеты и исследование электромагнитных режимов работы и явлений возникающих при намагничивании магнитопроводов типичных конструкций управляемых и насыщающихся реакторов.
Математическая модель и ее практическое использование рассмотрены в следующих публикациях:
1. Забудский Е.И. Математическое моделирование электромагнитных режимов совмещенных управляемых устройств // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. Серия "Электротехнологии. Электрификация и автоматизация сельского хозяйства. М.: МГАУ, 2003. - 14 с.
2. Забудский Е.И. Математическое моделирование управляемых электроэнергетических устройств: Учебное пособие для вузов. - Ульяновск: УлГТУ, 1998. - 120 с.
3. Забудский Е.И. Совмещенные регулируемые электромагнитные реакторы. - Москва: Энергоатомиздат, 2003. - С.238-284 (см. Оглавление).

Разработана программа расчета основных размеров устройств трансформаторного типа (диаметр стержня магнитопровода, средний диаметр кольцевого канала рассеивания, высота обмоток). В программе предусмотрена оптимизация устройств по критерию минимума стоимости их активной части и учтены ограничения на значения нормированных параметров, а именно: потери х.х. и к.з., напряжение к.з. и ток х.х. и др.
Программу отличает высокая степень универсальности, т.к. на ее основе выполняются расчеты устройств со следующими признаками: 1) конструкция магнитопровода - плоский шихтованный, пространственный стыковой, пространственный витой; 2) материал магнитопровода - сталь холоднокатаная, сталь горячекатаная; 3) количество концентрических обмоток на фазу - две, три; 4) металл обмоточного провода - медный, алюминиевый; 5) охлаждение - масляное, естественное воздушное.
Программа расчета и ее практическое использование рассмотрены в следующих публикациях:
1. Забудский Е.И., Ольховский В.Г. Расчет основных размеров трехфазных трансформаторов на ЭВМ: Учебное пособие для вузов. - Кишинев: КПИ, 1988. - 60 с.
2. Забудский Е.И. Совмещенные регулируемые электромагнитные реакторы. - Москва: Энергоатомиздат, 2003. - С.295-307 (см. Оглавление).

Разработанные математические модели и компьютерные программы используются при выполнении научной работы, а также в процессе проведения занятий по курсу "Численные методы в электромеханике".

Вернуться назад
Возврат на начальную страницу