Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Электрические машины и аппараты

Диссертационная работа:

Бахвалов Алексей Юрьевич. Электромеханические устройства с дискретной вторичной частью: алгоритмы анализа и синтеза и усовершенствованные конструкции : диссертация ... кандидата технических наук : 05.09.01 / Бахвалов Алексей Юрьевич; [Место защиты: ГОУВПО "Южно-Российский государственный технический университет"]. - Новочеркасск, 2008. - 137 с. : 22 ил.

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ З

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКИ

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 8

Выводы 29

2. МАГНИТНЫЕ ШКИВНЫЕ

СЕПАРАТОРЫ (ЖЕЛЕЗООТДЕЛИТЕЛЕЙ) 30

2.1. Устройство и принцип действия магнитных

шкивных сепараторов 30

  1. Оценка силовых воздействий на извлекаемые тела 35

  2. Математические модели стационарного плоскомеридианного магнитного поля шкивных сепараторов 41

  3. Алгоритм расчета стационарных магнитных полей на основе комбинированного метода конечных и граничных элементов 52

  4. Математические модели и алгоритм расчета статических плоскомеридианных магнитных полей шкивных сепараторов с постоянными магнитами 60

  5. Пример расчета стационарного магнитного поля физической модели шкивного сепаратора 66

Выводы 69

3. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ АКТИВАТОРЫ С ВИХРЕВЫМ

СЛОЕМ 71

3.1. Устройства и принцип действия активаторов с вихревым

слоем 71

  1. Синтез индуктора активатора 79

  2. Расчет стационарного магнитного поля активатора 82

Выводы 91

4. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ЗАТВОРЫ ДЛЯ БЛОКИРОВАНИЯ ПЫЛЕВЫХ
ПОТОКОВ 93

  1. Ионные и электромеханические процессы в затворах 93

  2. Усовершенствование конструкции электростатического затвора

с помощью компьютерного моделирования 104

4.3. Комбинированная математическая модель
электростатического поля затвора 107

Выводы ПО

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 112

Список литературы 115

Приложения 121

Введение к работе:

В условиях рыночной экономики и ускоренного научно-технического прогресса существенно возрастает роль новых технологий. Особое место среди них занимают электротехнологии, в которых используются разнообразные технологические устройства. При этом актуальными остаются задачи повышения их эффективности.

В данной работе рассмотрены пути совершенствования конструкций и алгоритмов расчета магнитных и электрических полей электромеханических устройств с дискретной вторичной частью, к которым относятся:

магнитные шкивные сепараторы (железоотделители), предназначенные для разделения материалов, отличающихся друг от друга магнитными свойствами;

активаторы с вихревым слоем, применяемые для интенсификации различных технологических процессов;

электростатические затворы* пылевых потоков.

Принцип действия названных выше устройств одинаков и' основан на силовом действии магнитного поля на ферромагнитные тела, имеющие относительно небольшие геометрические размеры, или силовом воздействии электрического поля на заряженные частицы материалов. В рабочем пространстве устройств находятся ферромагнитные тела произвольной формы и размеров (железоотделители), дискретная ферромагнитная среда в виде набора неравноосных ферромагнитных стержней (активаторы вихревого слоя), дискретная минеральная среда в виде мелкодисперсной пылевоздушной смести (электростатические затворы).

Поскольку магнитные и электрические поля могут быть описаны одними и теми же уравнениями, одной из задач данной работы является разработка общего алгоритма расчета полей и силовых взаимодействий названных устройств. Алгоритм должен обеспечивать учет особенности устройств — область расчета полей неограниченна, а также обеспечить возможность ответа

4 на следующий вопрос: необходима ли установка экранов для защиты обслуживающего персонала, а также быть удобным инструментом для усовершенствования конструкций, что позволит сократить сроки разработок и средства на изготовление и исследование макетных образцов.

Целью диссертационной работы является разработка алгоритмов анализа и синтеза и усовершенствование конструкций электромеханических устройств с дискретной вторичной частью, обеспечивающих повышение производительности и безопасности устройств и снижение энергоемкости.

Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

  1. Разработка методики расчета магнитного поля и оценки силовых воздействий электромагнитных шкивных сепараторов на основе комбинированного метода конечных и граничных элементов.

  2. Построение комбинированной математической модели и алгоритма расчета магнитного поля шкивных сепараторов с постоянными магнитами.

  3. Разработка методики синтеза индуктора активатора с вихревым слоем.

4. Адаптация методики п. 1 к расчету магнитного поля в активаторе и
окружающем его пространстве.

  1. Экспериментальные исследования вихревого слоя.

  2. Адаптация методики п. 1 к расчету электрического поля затворов пылевых потоков с коронным разрядом.

  1. Разработка методики математического моделирования взаимосвязанных ионных^и электромеханических процессов в затворах.

  2. Разработка усовершенствованных конструкций электромеханических устройств, с дискретной вторичной частью с применением математического моделирования и их исследования.

Методы исследования. Поставленные задачи решены в диссертационной работе с использованием комбинированного метода конечных и граничных элементов и экспериментальных исследований активаторов и затворов.

5 Достоверность результатов, полученных в диссертации, обеспечивается:

обоснованностью принятых допущений и строгостью формальных преобразований;

использованием фундаментальных уравнений электрических и магнитных полей;

применением для проверки результатов современных программных систем FEMM и Maxwell;

согласованием результатов расчета с данными экспериментов, а также с данными литературных источников.

Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

  1. Методики расчета стационарных и статических полей, прямые и косвенные оценки силовых воздействий, основанные на комбинированных математических моделях, современных численных методах и результатах экспериментальных исследований.

  2. Комбинированная математическая модель плоскомеридианного магнитного поля, возбуждаемого постоянными магнитами.

  3. Методика синтеза индукторов активаторов с вихревым слоем.

  4. Результаты экспериментальных исследований активаторов и затворов.

  5. Рекомендации по конструированию активаторов и затворов.

6. Методика математического моделирования ионно-электронных и
электромеханических процессов в электростатических затворах с коронным
разрядом.

7. Усовершенствованные конструкции электротехнологических устройств.

Научная новизна результатов, полученных в диссертационной работе, заключается в следующем:

1. В отличие от применяемых в настоящее время для расчета полей и сил в рассматриваемых устройствах методов теории цепей используется полевой подход, в основу которого положена комбинированная математическая модель

- дифференциальные уравнения с частными производными второго порядка и интегральное уравнение, полученное на основе формулы Грина, а также комбинированный метод конечных и граничных элементов. Предложенный подход позволяет повысить точность расчета полей как в рабочих зонах, так и в зонах возможного нахождения обслуживающего персонала.

2. Впервые построена комбинированная математическая модель
плоскомеридианного магнитного поля, возбуждаемого постоянными
магнитами, а также дискретная модель, являющаяся совокупностью конечно-
элементной и гранично-элементной моделей.

  1. Предложенная методика синтеза индукторов активаторов отличается от применяемой при проектировании асинхронных машин, основанной на теории цепей, тем, что содержит этап расчета магнитного поля.

  2. Методика математического моделирования взаимосвязанных ионных и электромеханических процессов в затворах отличается использованием удобных аппроксимаций процесса, зарядки частиц и распределений напряженностей во внешней зоне короны.

5. Новизна новых конструкций электромеханических устройств подтверждается
патентами.

Практическая значимость и реализация результатов заключается в следующем:

Предложенные методики расчета и синтеза позволяют усовершенствовать конструкции, повысить производительность и снизить энергоемкость устройств.

Разработанные активаторы применяются в научных исследованиях в вузах (МГУ, ЮРГТУ, ЮРГУЭС), затворы проходят опытную в условиях ОАО «Новороссцемент» (г. Новороссийск), ООО «ПКНЭВЗ» (г. Новочеркасск).

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях и семинарах:

- международные научно-практические конференции "Интеллектуальные
электромеханические устройства, системы и комплексы". Новочеркасск,
ЮРГТУ (НПИ) 2000, 2001, 2002 гг.;

II международная научно-практическая конференция "Экология: образование, наука, промышленность и здоровье". Белгород, БГТУ, 2004;

международные семинары "Физико-математическое моделирование систем". Воронеж, ВГТУ, 2004, 2005.

Работа в полном объеме докладывалась на заседании кафедры "Электромеханика" ЮРГТУ (НПИ) (Новочеркасск).

Публикации. Основное содержание работы отражено в 15 научных публикациях, в том числе в двух патентах.

Подобные работы
Осипкин Сергей Владимирович
Устройства для возбуждения виброакустических колебаний в металлических конструкциях нефтяных скважин
Саяпин Сергей Николаевич
Анализ и синтез раскрываемых на орбите прецизионных крупногабаритных механизмов и конструкций космических радиотелескопов лепесткового типа
Евдокимов Алексей Олегович
Синтез и анализ алгоритмов распознавания и оценки параметров изображений групповых точечных объектов в условиях ошибок обнаружения отдельных отметок
Дешнер Андрей Иванович
Анализ и синтез алгоритмов высокоточной морской навигации по геофизическим полям
Полосухин Михаил Борисович
АВТОРЕФЕРАТ Разработка алгоритмов анализа и синтеза потоков трафика реального времени на мультисервисной сети связи
Хафизов Динар Гафиятуллович
Синтез и анализ алгоритмов распознавания изображений пространственных групповых точечных объектов
Нгуен Зоан Хунг
Синтез и анализ алгоритмов радиолокационного определения характерных точек маршрута воздушного объекта
Коробкова Елена Николаевна
Методы и алгоритмы анализа и синтеза цифровых устройств, основанные на представлении логических функций в обобщенной форме
Шушура Алексей Николаевич
Системный анализ, моделирование, синтез алгоритмов прогноза и управления себестоимостью продукции Артемовского завода обработки цветных металлов
Полосухин, Михаил Борисович
Разработка алгоритмов анализа и синтеза потоков трафика реального времени на мультисервисной сети связи

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net