МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

"ХАРКЫВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ"

В.Ф. Болюх, В.Г. Данько

ЛІНІЙНІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ ІМПУЛЬСНОЇ ДІЇ

УДК 621.313:536.2.24:539.2

Рецензенти: д-р техн. наук, проф. А.Г. Сосков, Харківська національна академія міського господарства; д-р техн. наук, проф.

O.I. Яковлєв, Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут»

Болюх В.Ф., Данько В.Г. Лінійні електромеханічні перетворювачі імпульсної дії. - Монографія. - Харків: НТУ «ХПІ». - 2006. - 260 с.

Розглянуті основні фізичні процеси в лінійних електромеханічних перетворювачах імпульсної дії, що працюють як при кімнатній температурі, так і при охолодженні рідким азотом. Визначені особливості роботи таких перетворювачів в різних режимах роботи з використанням основних типів джерел живлення. Запропоновані математичні моделі, конструктивні і схемні удосконалення електромеханічних перетворювачів індукційного типу. Розглянуті прикладні аспекти перетворювачів, що працюють з кріогенним охолодженням та наведені результати експериментальних досліджень.

Для фахівців, що займаються дослідженням і проектуванням електромеханічних перетворювачів нетрадиційного типу та фахівців у галузі кріогенної електромеханіки, а також науковим співробітникам і аспірантам. Книга може бути корисною для студентів вищих навчальних закладів, що навчаються по спеціальностям «Електричні машини і апарати» та «Кріогенна техніка».

ISBN 966-303-082-8

ЗМІСТ

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ

ВСТУП

Розділ 1. СТАН РОБІТ В ІМПУЛЬСНІЙ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЦІ

1.1. Загальна характеристика лінійних електромеханічних перетворювачів імпульсної дії

1.2. Аналіз конструктивних схем лінійних електромеханічних перетворювачів індукційного типу

Розділ 2. ПРОЦЕСИ В ОБМОТКАХ КРІОГЕННИХ ІНДУКТОРІВ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ІМПУЛЬСНОЇ ДІЇ

2.1. Методика розрахунку параметрів і перехідних процесів в обмотках кріогенних індукторів

2.2. Електромагнітні і теплофізичні параметри обмоток кріогенних індукторів

2.3. Робота обмоток кріогенних індукторів при імпульсних навантаженнях

2.3.1. Збудження обмотки кріогенного індуктора від джерела постійної напруги

2.3.2. 3 Збудження обмотки кріогенного індуктора від ємнісного накопичувача

Розділ 3. СИЛОВІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ ІМПУЛЬСНОЇ ДІЇ З ЗАГАЛЬМОВАНИМ ЯКОРЕМ

3.1. Перетворювачі з якорем в вигляді короткозамкненої обмотки

3.1.1. Перетворювачі зі збудженням від джерела постійної напруги

3.1.2. Перетворювачі зі збудженням від ємнісного накопичувача

3.2. Перетворювачі з масивним якорем

3.2.1. Перетворювач з електромагнітною системою дискової конфігурації

3.2.1. Перетворювач з електромагнітною системою коаксіальної конфігурації

Розділ 4. ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ІМПУЛЬСНОЇ ДІЇ ПРИ ВІЛЬНОМУ Р УСІ ЯКОРЯ

4.1. Загальний підхід до розрахунку перетворювачів з кріогенним охолодженням

4.2. Дослідження перетворювачів з короткозамкненою обмоткою якоря при збуджені від джерела постійної напруги

4.3. Дослідження перетворювачів з короткозамкненою обмоткою якоря при збудженні від ємнісного накопичувача

4.4. Критерії ефективності електромеханічних перетворювачів імпульсної дії

4.5. Аналіз розподілених електродинамічних зусиль в якорях електромеханічних перетворювачів

4.5.1. Перетворювач дискової конфігурації з якорем в вигляді короткозамкненої обмотки

4.5.2. Перетворювач коаксіальної конфігурації з якорем в вигляді короткозамкненої обмотки

4.5.3. Перетворювач дискової конфігурації з масивним якорем

4.5.4. Перетворювач коаксіальної конфігурації з масивним якорем

4.6. Структурно-геометричний аналіз електромеханічних перетворювачів з масивним якорем

4.7. Порівняльний аналіз силових і енергетичних перетворювачів дискової конфігурації

4.8. Оцінка часу відновлення температури кріогенних електромеханічних перетворювачів

4.9.Технологічний електромеханічний перетворювач з кріогенним охолодженням

Розділ 5. КОНСТРУКТИВНІ УДОСКОНАЛЕННЯ ЛІНІЙНИХ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ІМПУЛЬСНОЇ ДІЇ

5.1. Електромеханічні перетворювачі зі статорною короткозамкненою обмоткою

5.1.1. Вплив параметрів статорної короткозамкненої обмотки на роботу електромеханічногоперетворювача дискової конфігурації

5.1.2. Вплив розташування статорної короткозамкненої обмотки на роботу електромеханічного перетворювача коаксіальної конфігурації

5.1.3. Технологічний електромеханічний перетворювач з форсувальним диском

5.2. Вплив феромагнітного осердя на роботу електромеханічних перетворювачів

5.3. Електромеханічний перетворювач з квазістаціонарним якорем

5.3.1. Концепція електромеханічного перетворювача

5.3.2. Аналіз роботи електромеханічного перетворювача з квазістаціонарним якорем

5.4. Вплив електромагнітного екрана на роботу електромеханічного перетворювача

Розділ 6. СИСТЕМИ ЗБУДЖЕННЯ ЛІНІЙНИХ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ІМПУЛЬСНОЇ ДІЇ

6.1. Системи збудження перетворювачів з ємнісними накопичувачами

6.1.1. Загальна характеристика систем збудження перетворювачів з ємнісними накопичувачами

6.1.2. Збудження електромагнітного перетворювача аперіодичним імпульсом

6.1.3. Вплив тривалості імпульсів струмів в обмотках на ефективність електромеханічного перетворювача

6.1.4. Конструктивна схема перетворювача з масивним якорем, що реалізує імпульсний режим протікання струмів

6.2. Системи збудження перетворювачів, що використовують джерела постійної напруги і індуктивні накопичувачі енергії

6.3. Комбіновані системи збудження перетворювачів

6.4. Порівняльний аналіз перетворювачів з різними системами збудження

Розділ 7. ПАРАМЕТРИЧНИЙ СИНТЕЗ ВИСОКОЕФЕКТИВНИХ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ІМПУЛЬСНОЇ ДІЇ

7.1. Параметри оптимізації перетворювачів

7.2. Методика пошуку мінімуму цільової функції

7.3. Реалізація задачі параметричного синтезу

7.4. Результати оптимізаційних досліджень

Розділ 8. ПРИКЛАДНІ АСПЕКТИ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ІМПУЛЬСНОЇ ДІЇ З КРІОГЕННИМ ОХОЛОДЖЕННЯМ

8.1. Техніко-економічні показники електромеханічних перетворювачів з кріогенним охолодженням

8.1.1. Кріогенний холодоагент для перетворювачів

8.1.2. Конструкційні матеріали для кріостата перетворювачів

8.1.3. Теплова ізоляція кріостата перетворювачів

8.2. Альтернативні можливості щодо кріогенного охолодження електромеханічних перетворювачів

8.3. Інженерна методика розрахунку параметрів і характеристик електромеханічних перетворювачів

8.3.1. Вибір основних параметрів перетворювача

8.3.2. Структурна схема розрахункового алгоритму

8.3.3. Робочі характеристики перетворювача

8.3.4. Оцінка похибок обчислень

Розділ 9. ЛІНІЙНІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ ІМПУЛЬСНОЇ ДІЇ З БАГАТОСЕКЦІЙНИМ ІНДУКТОРОМ

9.1. Особливості конструктивних схем багатосекційних перетворювачів

9.2. Багатосекційний перетворювач з послідовним збудженням секцій

9.2.1. Аналіз процесів в базовому електромеханічному перетворювачі коаксіальної конфігурації

9.2.2. Аналіз процесів в трьохсекційному перетворювачі

Розділ 10. ЛІНІЙНІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ ІМПУЛЬСНОЇ ДІЇ З РУХОМИМ ІНДУКТОРОМ

10.1. Перетворювач з рухомим індуктором, що збуджується від джерела постійної напруги

10.2. Перетворювач з рухомим індуктором, що збуджується від ємнісного накопичувача

10.3. Аналіз розподілених електродинамічних зусиль в обмотках перетворювача з імпульсним збудженням

10.4. Технологічний перетворювач з рухомим індуктором

Розділ 11. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ МОДЕЛЬНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ В ЛАБОРАТОРНИХ УМОВАХ

11.1. Експериментальна установка і модельні зразки перетворювачів

11.2. Результати експериментальних досліджень

Розділ 12. ПЕРСПЕКТИВИ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ІМПУЛЬСНОЇ ДІЇ З КРІОГЕННИМ ОХОЛОДЖЕННЯМ

12.1. Охолодження рідким азотом відомих перетворювачів

12.2. Класифікація лінійних електромеханічних імпульсних перетворювачів індукційного типу

Список літератури