Алгоритмы и программы для автоматизированных расчетов электромагнитных и тепловых состояний тяговых двигателей электровозов

• Автор: Потапкин, Виктор Алексеевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 201 c. : ил

I.СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1.Условия работы тяговых двигателей на электровозах

1.2.Методы проектирования электрических машин

1.3.Анализ методов вентиляционных расчетов

1.4.Анализ методов тепловых расчетов

1.5.Системы автоматизированного проектирования электрических машин

1.6.Выводы и постановка задачи

2.ОПТИМИЗАЦИЯ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АГРЕГИРОВАННЫХ ПЕРЕМЕННЫХ

2.1 .Особенности многокритериальной оптимизации

2.2.Обоснование критерия оптимизации, независимых переменных

и ограничений

2.3.Алгоритм оптимизации тягового двигателя
2.4.Выбор коэффициента постоянной активной шунтировки обмоток возбуждения
2.5.Вывод ы
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОМПЛЕКСНОГО РАСЧЕТА МАГНИТНЫХ И
ТЕПЛОВЫХ ПОЛЕЙ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
3.1.Постановка задачи комплексного расчета магнитных и тепловых полей
3.2.Алгоритм комплексного расчета магнитных и тепловых полей
3.3.Автоматизация подготовки исходных данных для метода конечных элементов
3.4.Расчетные исследования влияния числа и диаметра
аксиальных каналов на тепловое состояние якоря
3.5.Экспериментальные исследования влияния конструкции
аксиальных каналов на тепловое состояние якоря
3.6.Вывод ы
4.УТОЧНЕННАЯ МЕТОДИКА ВЕНТИЛЯЦИОННОГО РАСЧЕТА ТЯГОВОГО
ДВИГАТЕЛЯ
4.1.Задачи вентиляционного расчета
4.2.Аэродинамические сопротивления воздухопроводов
4.3.Повышение эффективности охлаждения тяговых двигателей
с аксиальной вентиляцией
4.4. Эквивалентная аэродинамическая схема замещения
4.5.Алгоритм вентиляционного расчета
4.6.Экспериментальные исследования эффективности аксиальных
схем вентиляции
4.7.Вывод ы
5.ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ В СТАЦИОНАРНЫХ И
ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ
5.1.Задачи теплового расчета
5.2.Учет подогрева охлаждающей среды
5.3.Тепловые проводимости в электрической машине
5.4.Эквивалентная тепловая схема замещения
5.5.Алгоритм теплового расчета
5.6.Исследование теплового состояния якоря тягового двигателя
5.7.Вывод ы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
"Основные направления экономического и социального разви -тия СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 гр да'",утвержденные ХХУТ съездом КПСС, предусматривают дальнейшее увеличение провозной и пропускной способности железных дорог на грузона -пряженных направлениях / I /. Грузооборот железных дорог в настоящее время находится на уровне 3500 млрд. ткм,что составляет примерно половину мирового объема грузоперевозок, а в дальнейшем он возрастет почти до 4000 млрд. ткм /114/.
Железные дороги выполняют около 60% объема перевозок, из них 53% осуществляется электровозами. Для повышения эффектив -ности работы железных дорог необходимо увеличивать массу и скорость движения поездов, что требует создания мощных магистральных электровозов.
В XI пятилетке предусматривается разработка и освоение производства семейства новых перспективных восьми- и двенадцатиосных электровозов переменного и постоянного тока.Характерным для этих электровозов будет резкое, по сравнению с серийным, увеличение мощности, приходящейся на одну ось, и силы тяги.Намечается повысить осевую мощность для электровозов переменного и постоянного тока, соответственно, на 20 и 30%. Основными пробле-мами при создании таких электровозов являются: повышение надежности электрического и механического оборудования, улучшение энергетических показателей, снижение материалоемкости
Электровоз представляет собой сложную электромеханическую систему, для синтеза которой необходимо выполнение трудоемких научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в больших объемах. Это требует автоматизации инженерных разработок путем создания системы автоматизированного проектирования (САПР).

Звод исходных данных
г-2вь/дор стандартных размеров меди Расчет зудц.слоя
Г Тёометричес-кич расчет
Агат ушки
якоря

Тёпло&ай
расчет обмотки якоря
Расчет
Нам а гничиоа/о
щей силы
якоре, 6 Возд.зазо ке

Цикл ло изменению „ индукции о остове
Увеличение ширины проводника одмотки якоря

Увеличение воздушного Зазора на 0,0/мм

Увеличение во/соты проводника компемсац. одн.
г-И'

Цикл по
изменению 3 индукции о Зла&нон полнее Зр

Расчет параметров компенсацион. одмотки
-13
Расчет
воздушного
Зазора
7Ьпло6ой Расчет компенсацион. одмотки
Расчет комм утации и додаоочных полюсов
Блок-схема программы оптимизации Рис. 2.2, лист I