Введение
Глава 1. Электротехнические комплексы с электромеханическими элементами промышленного, транспортного и энергетического назначения 13
1.1. Постановка задачи 15
1.2. Ветроэлектростанция 16
1.3. Ветроустановка с электромеханическим нагревателем воды 17
1.4. В ентильные двигатели 18
1.4.1. Основные схемы вентильных двигателей 18
1.4.2. Вентильные двигатели авиационного назначения 20
1.4.3. Вентильные двигатели для станкостроения и 21 робототехники
Глава 2. Теоретические основы метода сопряжения конформных отображений для электромагнитного расчета компонентов электротехнических систем 25
2.1. Основные положения 25
2.2. Расчет постоянных конформного преобразования Кристоффеля-Шварца 27
2.2.1. Краевая задача Дирихле. Ее решение с помощью интеграла Шварца 27
2.2.2. Связь между нормальной составляющей напряженности магнитного поля и скалярным магнитным потенциалом счетных точек элементарных участков 28
2.2.3. Типы канонических элементарных участков расчетной области и их конформное отображение на верхнюю полуплоскость 30
2.2.4. Специфика проблемы конформного отображения 33
2.3. Источники магнитного поля 34
2.3.1. Намагниченность материалов магнитной цепи 34
2.3.2. Вихревые элементарные участки и приведение их к потенциальным элементарным участкам 36
2.4. Расчет скалярного магнитного потенциала 39
2.5. Сравнительная характеристика рассматриваемого метода с другими известными 41
2.6. Повышение точности расчета магнитного поля 42
2.7. Влияние формы и числа счетных точек элементарного участка на точность расчета магнитного поля 45
2.8. Численные методы расчета функции скалярного магнитного потенциала 46
2.9. Способы повышения эффективности расчета электрических и магнитных полей 51
Глава 3. Беспазовый электрогенератор в системе безредукторнои ветроустановки 54
3.1. Состояние и перспективы развития мировой ветроэнергетики 54
3.2. Проблемы эффективности преобразования энергии возобновляемых источников в системе «ветроколесо-генератор» 57
3.3. Математическое моделировани беспазового электрогенератора для безредукторной ветроустановки 61
Глава 4. Ветроустановка с электромеханическим нагревателем воды 88
4.1. Электромеханический нагреватель воды и ветроколесо как объекты ветроэнергетической установки 88
4.2. Дискретная математическая модель ветроэлектромеханичес- кого нагревателя с постоянными магнитами 93
4.3. Аналитическая модель ветроэлектромеханического нагревателя с постоянными магнитами 110
4.3.1. Расчет магнитного поля в воздушном зазоре (среда 2) 111
4.3.2. Расчет магнитного поля в ферромагнитной трубе ЭН (среда 1) 113
4.3.3. Расчет магнитного поля во внутренней полости ЭН (среда 4) 116
4.3.4. Плотность тока в ферромагнитной трубе ЭН 118
4.3.5. Потери в ферромагнитной трубе ЭН 119
4.3.6. Электромагнитный момент 120
4.3.7. Учет изменения магнитной проницаемости в массивной ферромагнитной трубе ЭН 121
Глава 5. Аналитические подходы к расчету электромеханических элементов с массивным ротором ветросистем на основе решения краевых задач для кольцевых областей методом разделения переменных Фурье 127
5.1. Постановка задачи 128
5.2. Расчет магнитного поля в воздушном зазоре 130
5.3. Расчет магнитного поля в ферромагнитном роторе 133
5.4. Плотность тока в ферромагнитном роторе 138
5.5. Потери в ферромагнитном роторе 140
5.6. Электромагнитный момент. Расчет рабочих характеристик 142
5.7. Расчет магнитного поля при конечном значении магнитной проницаемости статорного сердечника 147
5.8. Учет изменения магнитной проницаемости в массивном ферромагнитном роторе 151
Глава 6. Беспазовые вентильные двигатели с транзисторным коммутатором 161
6.1. Электроприводы с вентильным двигателем 161
6.2. Полевая математическая модель высокоскоростного малоинерционного магнитоэлектрического вентильного двигателя беспазовом исполнении 164
6.2.1. Постановка задачи 165
6.2.2. Электромеханическая постоянная ВД с постоянными магнитами и ее связь с главными размерами 165
6.2.3. Поверочный расчет магнитной индукции в воздушном зазоре электродвигателя с постоянными высокоэнергетическими магнитами 168
6.2.4. Расчет магнитного поля в активной зоне двигателя методом сопряжения конформных отображений 171
6.2.5. Расчет магнитного поля во внешней зоне двигателя методом сопряжения конформных отображений 175
6.2.6. Коммутатор ВД 177
6.2.7. Математическая модель ВД с транзисторным коммутатором 178
6.3. Физико-математическое моделирование магнитоэлектричес- кого вентильного двигателя в беспазовом исполнении 199
6.3.1. Математическое моделирование беспазового ВД с транзисторным коммутатором. Сравнение расчетных и опытных данных макетного образца 199
6.3.2. Сравнительный анализ магнитоэлектрических ВД в пазовом и беспазовом исполнении. Оптимальная поперечная геометрия беспазового ВД 204
6.3.3. Магнитные потери в статорном сердечнике и магнитах 206
6.3.4. Аналитический расчет рабочих характеристик ВД 212
Заключение 225
Приложение 228
