Электротехнические перекачивающие устройства на основе электромеханических теплогенерирующих преобразователей

• Автор: Иванов, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 367 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕКИХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ'
ГЕНЕРА1Д® ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ' ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ.............................. .'
1.1. Основные элементы электротехнического комплекса
1.2. Общие вопросы использования нагревательных устройств
1.3. Классификация электронагревательных устройств
1.4. Электронагревательные устройства трансформаторного типа
1.5. Электронагревательные устройства с вращающимися нагревательными элементами
1.6. Сравнение технико-экономических показателей
теплогенерирующих устройств
1.7. Выводы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ПРОЦЕССЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ В ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩЕМ
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ
2.1. Устройство и принцип действия
2.2. Электромагнитные процессы в исполнительном элементе ЭТК
2.3. Преобразование мощности в ТЭМП
2.4. Механическая характеристика
2.5. Математическая модель ТЭМП как обобщенного электромеханического преобразователя
2.6. Математическая модель тепловых параметров ТЭМП
2.7. Выводы
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ТЕПЛОВЫХ И
ГИДР AB ЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

3.1. Методы моделирования тепловых процессов
3.2. Анализ магнитного поля переменных токов
3.3. Моделирование электромагнитных и тепловых процессов
3.4. Анализ стационарного температурного поля
3.5. Анализ электромагнитных и тепловых процессов при наличии внутренних ферромагнитных элементов
3.6. Определение механических напряжений
3.7. Выводы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИМИ УСТРОЙСТВАМИ ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
4.1. Общие положения
4.2. Функциональная схема субоптимального ЭТК
4.2.1. Математическая модель объекта управления
4.2.2. Математическая модель измерений.................... 142 <
4.2.3. Синтез системы управления на основе аналитического подхода
4.2.4. Синтез оптимального фильтра
4.3. Синтез детерминированного оптимального регулятора с использованием нечетких систем
4.4. Анализ и синтез систем управления ЭТУ................... 162 '
4.4.1. Синтез цифрового регулятора подчиненной структуры
4.4.2. Синтез регуляторов с настройкой на технический оптимум..
4.4.3. Синтез регуляторов с настройкой на симметричный оптимум
4.4.4. Синтез регулятора с настройкой на технический и симметричный оптимум

4.5. Анализ и синтез нечетких систем управления ЭТУ
4.5.1.Синтез нечеткого регулятора в пакете Simulink
4.5.2. Синтез HP по алгоритму вывода Сугено - Мамдани
4.5.3; Пример синтеза субоптимальной системы управления ЭТК
4.6. Анализ интегральных характеристик
4.7. Выводы
5. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЭТУ
5.1. Общие положения
5.2. Изготовление исполнительного модуля
5.2.1. Общие вопросы технологии изготовления подшипниковых узлов на основе антифрикционных самосмазывающихся материалов
5.2.2. Разработка конструкции статора ТЭМП с применением полимерных композитных материалов
5.2.3. Технология изготовления деталей и сборки покрытия
5.2.4. Исследование физико-механических и триботехнических характеристик материалов
5.3. Установка неподвижного нагревательного элемента
5.4. Контроль и испытания обмотки
5.5. Изготовление вращающегося нагревательного элемента
5.6. Сборка исполнительного модуля
5.7. Выводы
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА
6.1. Общие вопросы надежности
6.2. Условия эксплуатации и характер износа изоляции обмоток ТЭМП
6.3. Методы испытаний и оценка надежности обмоток ТЭМП
6.4. Математические модели дефектообразования в изоляции

лической спирали, иногда настолько уменьшают влажность воздуха в помещении, что для решения этой проблемы необходимо использовать дополнительный увлажнитель воздуха или тепловентилятор с керамическим нагревательным, элементом. Тепловентиляторы с керамическими нагревательными элементами отличаются от спиральных тем, что в качестве основы' нагревательного элемента используется^ долговечные, несжигающие кислород, но дорогостоящие керамические пластины.
Для обогрева помещений находят применение электрические теплые полы, которые представляют собой нагревательные кабели, укладываемые, как правило, в стяжку пола и через нее нагревающие материал поверхности. Тепло от пола равномерно распределяется по всему помещению, что создает комфортный микроклимат. Комплект "теплого пола" обычно кроме нагревательного кабеля включает в себя терморегулятор с датчиком температуры пола и воздуха, пластиковые монтажные направляющие, теплоизоляцию (листовая или рулонная пробка), тепловыравнивающий экран (алюминиевая фольга), штатив (держатель датчика), которые существенно удорожают стоимость устройства. Кроме этого необходимо отметить, что монтаж и ремонт теплых полов весьма трудоемкий процесс.
Несмотря, на достаточно широкое распространение, простоту в эксплуатации, малые затраты при изготовлении, рассмотренные устройства для электрообогрева имеют ряд существенных недостатков. Так, применение резистивных неподвижных нагревательных элементов связано с наличием опасных для жизни человека токов утечки, возникающих при появлении трещин на наружной оболочке нагревательных элементов; водонагревательные установки с такими нагревательными элементами имеют низкий класс электробезопасности, низкую надежность и требуют дополнительных затрат на мероприятия по охране труда и технике безопасности. Они характеризуются сложным процессом изготовления для уменьшения габаритов нагрева-