ИССЛЕДОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИВОДОВ НА ОСНОВЕ СЛОЖНОСКОНСТРУИРОВАННЫХ БЕСКОНТАКТНЫХ МАШИН
Ключевые слова:
БДПТ, обмотка, ромбовидная, дискретное моделирование, трехмерное моделирование, APDL, привод манипулятораАннотация
Рассматривается новый метод моделирования объектов со сложным пространственным распределением отдельных элементов, когда применение трансляционного способа передачи свойств в пределах единого объекта в рамках плоской постановки задачи не применим. Создание и применение в исполнительных механизмах роботизированных систем новых типов электрических машин малых габаритов на основе обмоток со сложной геометрией активной части не позволяло производить исследования плоских моделей. Трехмерное моделирование, в свою очередь, требовало значительных вычислительных и временных ресурсов. Выходом из сложившейся ситуации может стать дискретное моделирование, в основе которого лежит предположение, что позиционное распределение элементов математической модели вдоль определенной оси не происходит с резким переходом, следовательно, возможно произвести расчет указанной модели при плоской постановке задачи путем многократной дискретизации вдоль выбранной оси с последующим формированием массива данных и объединения полученных результатов. Такого рода моделирование возможно осуществить при помощи скриптового языка APDL, который является параметрическим языком программирования различных сценариев, позволяющего обеспечить динамическое перестроение модели в пределах одного скрипт-файла. Представленные технические решения нашли применение при разработке отечественных исполнительных электродвигателей механизмов манипуляционных многокоординатных систем обеспечения движения.
Библиографические ссылки
Копылов, И.П. Проектирование электрических машин: учебное пособие для вузов / И.П. Копылов, под ред. И.П. Копылова. – Москва : Энергия, 1980. – 496 с. – Текст : непосредственный. / Kopylov, I.P. Proektirovanie elektricheskikh mashin: uchebnoe posobie dlya vuzov / I.P. Kopylov, ed. by I.P. Kopylov. – Moscow : Energia, 1980. – 496 p. – Text : immediate.
Постников, И.М. Проектирование электрических машин / И.М. Постников. – 2-е изд., перераб. и доп. – Казань : Государственное издательство технической литературы УССР, 1960. – 910 с. – Текст : непосредственный. / Postnikov, I.M. Design of electric machines I.M. Postnikov. – 2nd ed., reprint. – Kazan : State Publishing House of Technical Literature of the Ukrainian SSR, 1960. – 910 p. – Text : immediate.
Белозоров, С.А. Автоматизация проектирования новых электрических машин / С.А. Белозоров. – Текст : непосредственный // Труды всероссийской конференции, НТ-2011. – Воронеж : ВГТУ, 2011. – С. 68–69. / Belozorov, S.A. Automation of the design of new electric machines / S.A. Belozorov. – Text : immediate // Proceedings of the conference, NT-2011. – Voronezh : Voronezh state technical University, 2011. – P. 68–69.
Coulomb, J.L. A Methodology for the Determination of Global Electromechanical Quantities from a Finite Element Analysis and its Application to the Evaluation of Magnetic Forces, Torques and Stiffness / J.L. Coulomb. – Text : immediate // IEEE Transactions on Magnetics. – 1983. – Vol. 19. – № 6. – P. 2514–2519.
Буль, О.Б. Компьютерные программы расчета и анализа магнитных систем / О.Б. Буль. – Текст : непосредственный // Электротехника. – 2006. – № 12. – С. 50–55. / Boulle, O.B. Computer programs for calculation and analysis of magnetic systems / O.B. Boulle. – Text : immediate // Electrical Engineering. – 2006. – № 12. – Р. 50–55.
Elleaume, P. Computing 3D magnetic fields from insertion devices / P. Elleaume, O. Chubar, J. Chvanne. – Grenoble CEDEX, France, 1998. – 214 p. – Text: immediate.
Панасюк, Ю.Н. Электромагнитные поля: учебное пособие / Ю.Н. Панасюк, А.П. Пудовкин. – Тамбов : ТГТУ, 2014. – 96 с. – Текст : непосредственный. / Panasyuk, Yu.N. Electromagnetic fields: a textbook / Yu.N. Panasyuk, A.P. Pudovkin. – Tambov : TSTU, 2014. – 96 p. – Text : immediate.
Сильвестр, П. Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров-электриков / П. Сильвестр, Р. Феррари; перевод с английского С.Н. Хотяинцева. – Москва : Мир, 1986. – 229 с. – Текст : непосредственный. / Sylvester, P. The finite element method for radio engineers and electrical engineers / P. Sylvester, R. Ferrari; translated from English by S.N. Khotyaintsev. – Moscow : Mir, 1986. – 229 p. – Text : immediate.
Копылов, И.П. Развитие методов и средств макромоделирования электрических машин / И.П Копылов, Т.Т. Амбарцумова. – Текст : непосредственный // Электротехника. – 2007. – № 9. – С. 19–24. / Kopylov, I.P. Development of methods and means of macromodeling of electric machines / I.P. Kopylov, T.T. Ambartsumova. – Text : immediate // Electrical engineering. – 2007. – № 9. – Р. 19–24.
Salon, S.J. Finite Element Analysis of Electrical Machines / S.J. Salon // Springer Science+Business Media New York, 1995. – 230 p. – Text : immediate.
Hae-Joong, K. Proposition of Structures for Brushless Hybrid-Excitation Synchronous Motors With Improved Rotor / K. Hae-Joong, K. Doo-Young, J. Jae Sik. – Text : immediate // Transactions on Magnetics. – 2016. – Vol. 52. – № 9. – P. 23–34.
Патент № 2359387 Российская Федерация, МПК H02K 3/00 (2006.01). Электрический двигатель с многослойными ромбовидными обмотками :№ 2006137171/09 ; заявл. 23.10.2006 ; опубл. 20.06.2009 / Рорер Р., Шульц Е., Хофер Р., Фон М.-В. А., Гауль М., Миттербек П., Майер Й. ; заявитель МАКСОН МОТОР АГ. – 2 с. : ил. – Текст : непосредственный. / Patent № 2359387 Russian Federation, IPC H02K 3/00 (2006.01). Electric motor with multi-layered diamond-shaped windings : № 2006137171/09 ; Appl. 23.10.2006 ; publ. 20.06.2009 / Rohrer, R., Schulz, E., Hofer, R., Von M. V. A., Gaul M., Mittelbach P.,Meyer Th. ; applicant MAXON MOTOR AG. – 2 p.: ill. – Text : immediate.
Агапов, А.А. Использование САПР для создания компьютерных моделей обмоток электрических машин / А.А. Агапов, Т.Е. Черных. – Текст : непосредственный // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. Инженерные идеи XXI века. – 2016. – № 1. – С. 15–18. / Agapov, A.A. Using CAD to create computer models of electric machine windings / A.A. Agapov, T.E. Chernykh. – Text : immediate // Applied problems of electromechanics, power engineering, electronics. Engineering ideas of the XXI century. – 2016. – № 1. – Р. 15–18.
Thompson, M.K. ANSYS Mechanical APDL for Finite Element Analysis / M.K. Thompson. – Text : immediate // The Boulevard, Langford Lane, Kidlington, Oxford OX5 1GB, United Kingdom, 2017. – 447 p.
Madenci, E. The finite element method and applications in engineering using ANSYS / E. Madenci. – Text : immediate // Springer Science-nBusiness Media, LLC, 2006. – 662 p.
