Отзыв ведущей организации (Анализ и оптимизация вентильного электродвигателя для высокодинамичного электропривода)

Представленные материалы, а также доклад соискателя на расширенномзаседании кафедры «Теоретическая и общая электротехника» ФГБОУ ВПО«Самарский государственный технический университет» с достаточнойполнотой раскрывают сущность диссертационной работы и дают возможностьоценить и квалифицировать ее с точки зрения научной, практической,методическойценностиисоответствиятребованиямВАКРоссии,предъявляемым к кандидатским диссертациям.Актуальность для науки и практики.Основные тенденции развития отечественного электромашиностроенияпредопределяютсозданиеипреобразователейсвысокимиэксплуатационнымиболееосвоениевозможностями,новыхэлектромеханическихкачественнымиатакжепоказателямисовершенствованиеиужевыпускающихся на новой системной основе.Указанные проблемы успешно решаются с помощью управляемыхвентильных электромеханических систем, в которых полупроводниковыйпреобразователь-коммутаторявляетсясоставнойчастьюэлектрическоймашины.

Разработки вентильных двигателей по системе «управляемыйвентильный коммутатор – синхронная машина с постоянными магнитами» длявысокодинамичного электропривода показывают, что применение в такойсистеме позиционно-зависимого управления, придает ей регулировочныесвойства и статические характеристики, близкие к машине постоянного тока.Следует также отметить, что в настоящее время интенсивно развиваютсяновые подходы и алгоритмы оптимального проектирования таких объектов,внедряется новое программное обеспечение, которое позволяет осуществлятьматематическое моделирование и весь комплекс проектных расчетов.Учитывая изложенное, следует отметить, что анализ, моделирование,оптимизация, а на этой базе, проектирование и разработка вентильныхдвигателей, являетсяактуальной научно-технической задачей, решениекоторой будет способствовать новым возможностям совершенствованиярассматриваемыхсодействоватьэлектромеханическихповышениювентильныхэффективностиисистем,атехническоготакжеуровняспециального электропривода на их основе.Основные научные результаты, полученные лично диссертантом, и ихзначимость для науки и производстваНовизна исследований, представленных в работе, в целом заключается вразработке методов анализа, векторной оптимизации по энергетическим имассогабаритным показателям и статического синтеза отличающихся тем, чтодля их реализации используются современные подходы:- методы нелинейного программирования и генетические алгоритмы;- конечно-элементное моделирование электромагнитных и тепловых полей;- принципы имитационного моделирования динамикиприменительно к новому объекту – вентильному двигателю длявысокодинамичного специального электропривода.Новыми в работе являются следующие результаты.1) Расчетнаямодельмногокритериальнойоптимизациивентильного двигателя для специального высокодинамичного электроприводасодержащая процедуры выбора: формы паза и толщины листа; активной длиныи соотношения активных длин ротора и статора; минимального размера ипрофиля воздушного зазора; способа фиксации постоянных магнитов нароторе, класса нагревостойкости.2) Алгоритм анализа и проектирования вентильного двигателядляспециальноговысокодинамичногоэлектропривода,отличающийсяналичием блоков оптимизационного расчета вентильного двигателя на основеметодовнелинейногопрограммированияигенетическихалгоритмов,электромагнитного и теплового расчетов с использованием программной средытвердотельного 3D-моделирования и алгоритмической модели.3) Имитационная модель переходных процессов в электроприводе свентильным двигателем, отражающая принцип функционирования объекта исистемы управления.Практическоезначениеисследованийпроведенныхавторомзаключается в том, что:-методикапроектированиявентильногодвигателядлявысокодинамичного электропривода на основе предложенного авторомалгоритма оптимизации позволяет, с учетом конструктивных особенностей,рассчитывать энергетические, массогабаритные, динамические показатели иэксплуатационные параметры электромеханических преобразователей, а такжерешать задачи по корректировке их конструктивных размеров с цельюобеспечения требуемых характеристик;- выработанные в результате исследований рекомендации по повышениюэнергетических, динамических показателей и снижению массогабаритовпозволяют, в частности, добиться следующих результатов:1) снизить магнитные потери на 6% и увеличить коэффициентиспользования паза по меди на 4,7% путем изменения конфигурации зубцовопазовой зоны статора,2) увеличить к.п.д.

в среднем на 1,5%;, соответствующим образомвыбирая толщину листа магнитопровода,3) улучшить энергетические, массогабаритные показатели и снизитьмомент инерции, увеличив активную длину статора при неизменном егонаружном диаметре,4) снизить электрические потери, соблюдая определенное соотношениемежду активными длинами статора и ротора,5) увеличить к.п.д. на 1% за счет уменьшения воздушного зазора толькопри уменьшении диаметра расточки статора и обеспечить сохранениеэнергетических и динамических показателей на заданном уровне, исключивтангенциальный сдвиг постоянных магнитов на роторе,6) сократить массу активных материалов на треть и снизить наружныйдиаметр ротора в 1,16 раза, повысив класс нагревостойкости при постоянствемомента.В результате применения предложенного автором расчетного алгоритмаоптимального проектирования спроектирован ряд типоразмеров вентильныхдвигателей с постоянными магнитами на мощности от 10 Вт до 4 кВт.Разработанные математические модели, алгоритм оптимальногопроектирования и элементы совершенствования конструкции развиваютнаправление, целью которого является создание вентильных двигателей спостояннымимагнитамидлявысокодинамичногоспециальногоэлектропривода, обладающих высокими энергетическими, эксплуатационнымипоказателями и малыми массогабаритами.Обоснованность и достоверность научных положений, выводов ирекомендаций, содержащихся в диссертации, подтверждается:-экспериментальнымиисследованиямиопытногообразцавентильного двигателя с постоянными магнитами типа ДБУ44 и адекватнымтеоретическиманализом,происходящихвнемпроцессовэлектромеханического преобразования энергии и преобразования сигналовуправления в системе электропривода;-удовлетворительным совпадением результатов математическогомоделирования с результатами экспериментальных исследований в статическихрежимах вентильного двигателя на естественных характеристиках и вдинамических режимах в составе электропривода;-использованием основных результатов, выводов и рекомендацийпри разработке ряда типоразмеров вентильных двигателей на промышленномпредприятииприпроведенииконструкторских работ.научно-исследовательскихиопытно-Рекомендации по использованию результатов и выводов диссертацииСчитаем целесообразным продолжить работу на ОАО ЛЕПСЕ (г.

Киров)иво ФГБОУ ВО «Вятский государственный университет» с цельюсовершенствованияметодованализа,проектированияиконструкцийвентильных двигателей систем специального электропривода для различныхотраслей промышленности и транспорта.Перспективной представляется тематика, связанная с применениемрасчетных алгоритмов,реализованных с использованием современныхметодов оптимального проектирования и программных средств.Ведущая организация рекомендует использовать основные положения,выводы и результаты диссертационной работы, а именно: математическиемоделииалгоритмпроектирования,методикирасчетов,атакжеконструкторские и перспективные технические решения для вентильногодвигателясистемыисследовательских,высокодинамичногоэлектроприводапроектно-конструкторскихворганизацияхнаучноинапромышленных предприятиях, связанных с разработками и применениемспециальныхэлектромеханических преобразователей и электроприводныхсистем, в частности в ОАО «Корпорация ВНИИЭМ», (г. Москва), ОАО РКЦ«Прогресс».

(г. Самара) и других промышленных предприятиях.Апробация работы.Основные положения диссертационной работы доложены и обсужденынадвухМеждународныхконференциях.идвухВсероссийскихнаучно-техническихРезультаты работы опубликованы в 6 статьях, две из которых входят вперечень ВАК ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, а такжезащищены патентом на полезную модель.По диссертации имеются следующие замечания:1.В основном уравнении проектирования (1.24) на стр. 50 текстадиссертации в соответствии с общепринятым подходом к проектированиюэлектрическихмашинпеременноготокакорректнымпредставляетсяиспользовать диаметр расточки статора вместо диаметра ротора по постоянныммагнитам и длину активной зоны статора вместо длины активной части (зоны)ротора.

Приэтом выражение (1.36) следует применять для определениядиаметра ротора по постоянным магнитам.2.Впроцессепроектированиявентильногоэлектродвигателяследовало бы явно выделить этап уточнения предварительно принятыхчисловых значений расчётно-конструктивных величин. Так, например, вформуле (1.47) расчётное значение индукции в воздушном зазоре предлагаетсяпринимать равным 60...70% от значения остаточной индукции постоянногомагнита. Так как автор использует современное программное обеспечение, вчастности, для расчёта магнитного поля, то имеется возможность проверитьнасколькоточнопринятоеимпредварительноечисловоезначениерассматриваемой индукции, совпадает с ее числовым значением, полученным входе полевых расчетов.3.

Нет полной ясности, при каких допущениях автор проводилимитационноемоделированиепереходныхпроцессоввспециальномэлектроприводе, в состав которого входит рассматриваемый вентильныйэлектродвигатель. В частности, учитывались ли реальные коммутационныеэлектромагнитныедвигателя?процессывуправляемомкоммутаторевентильного4. Отсутствует детальный анализ структуры и характеристик силовойчасти и системы управления высокодинамичным электроприводом прииспользовании в его составе разработанных в диссертации вентильныхдвигателей.5. В качестве замечаний по форме представления диссертациинеобходимо отметить:- неудачное название п.1.6, поскольку термин «схема замещения» неотражает того принципиального аналитического подхода к проектированию,который в нем представлен, а сама схема в тексте отсутствует;- несоответствие в описании результатов расчета индукции, приведенныхв табл.