Отзыв оппонента 2 (Анализ и оптимизация вентильного электродвигателя для высокодинамичного электропривода)

отзывофициального оппонента на диссертационную работу Ишутинова В. В.«АНАЛИЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯДЛЯ ВЫСОКОДИНАМИЧНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА», представленную насоискание ученой степени кандидата технических наук по специальности05.09.01 - Электромеханика и электрические аппаратыДиссертационная работа объемом 209 страниц текста, включает списоклитературы из 125 наименований и 6 приложений на 16 стр. Работаструктурирована, содержит введение, 4 главы основного текста, основныерезультаты и выводы, библиографический список и приложения.Актуальность темыРазработка специальных высокодинамичных электроприводов (СП),обеспечивающихширокий диапазончастотывращения, хорошиерегулировочные свойства, высокие энергетические и динамическиепоказатели при малых габаритах и массе и высокой надежности, являетсяважной и актуальной задачей, требующей глубоких научных исследований.И, безусловно, добиться улучшения перечисленных свойств возможно путемкак усовершенствования конструкции, так и созданием методикпроектирования, позволяющих более полно учесть специфику ЭП.

Этому ипосвящена представленная работа.Содержание работы раскрывается в следующих разделахВо введении приведен обзор современного состояния проблемы,обоснована актуальность темы, сформулированыцели и задачиисследования, указаны методы исследования, научная новизна ипрактическая значимость, отмечается личный вклад автора.В первой главе приведены требования технического задания (ТЗ) к СПи обоснован выбор типа электродвигателя - вентильный двигатель (ВД),рассчитана необходимая мощность СП. Рассмотрены этапы проектированияВД для СП,включающие этапыоптимизацииконструкции иэлектромагнитных параметров, приведены методика и программные средствареализации каждого из этапов.

Произведен выбор конструкции ВД, имагнитных материалов, удовлетворяющей требованиям ТЗ. Выполненпредварительный расчет параметров ВД на основе методики, основанной насхемах замещения.Во второй главе рассматривается оптимизация ВД для СП на основеего модели с использованием программных средств. Формулируется задачаоптимизации как задача нелинейного программирования, выбираютсяпараметрыоптимизации,критериииограничения.Проведеноптимизационный расчет с помощью градиентного метода и генетическогоалгоритма и проведено сравнение методов эффективности применения длярешения оптимизационной задачи проектирования ВД. Сделан акцент наособенностях его функционирования.Предложена методика исследования, основанная на использованиикомпьютерной модели поля и компьютерных расчетах.В третьей главе рассмотрены вопросы моделирования ВД.

Магнитноеполе ВД рассчитано методом конечных элементов с использованиемпрограммного пакета ANSYS. Получены значения параметров схемызамещения необходимые для динамический модели СП, которая реализованав виде имитационной модели в том же пакете ANSYS. При этомиспользованы библиотечные стандартные модули для моделированияинвертора напряжения и схемы управления.

Получены динамические ирегулировочные характеристики СП, которые определяют динамическиекачества привода.Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиямнатурного опытного образца привода ДБУ44. Получены энергетическиехарактеристики и динамические показатели, которые сопоставлены срасчетными.Динамическиепоказателиснятыдлярежимовстокоограничением и без токоограничения.

Приведены таблицы процентоврасхождения основных динамических показателей, полученных порезультатам расчетов и результатов испытаний.Взаключениисформулированыосновныерезультатыдиссертационной работы.В приложениях содержится Акт об использовании разработки в ОАО«ЛЕПСЕ», результаты оптимизационных расчетов, значения магнитныхиндукций в ВДПТ ОАО «ЛЕПСЕ», варианты конструкций МС роторов,копия патента на полезную модель, полученного автором.Н о в ы м и научными результатами являются:1. Алгоритм оптимального проектирования ВД для СП, включающийэтапы расчета полевой задачи и динамических характеристик.2. Имитационная модель инвертора напряжения в совместно с модельюВД в программной системе ANSYS Maxwel, представляющая по сути новоесхемотехническое решение.3. Методика автоматизированного проектирования ВД на основединамических характеристик ВД, получаемых на имитационной модели ВД.4.

Результаты исследований ВДПТ в составе СП на основеимитационной модели и сравнение их с экспериментальными даннымиреального образца.Практическое значение имеют следующие результаты1. Предложенная и внедренная на ОАО «ЛЕПСЕ» методикаавтоматизированного проектирования ВД, а также рекомендации и подходы,которые использовались при разработке ВД.2.

Спроектированная серия ВД мощностью 10Вт, 50Вт, 70Вт, 200Вт,220Вт, 300Вт, 380Вт, 4000Вт для различных ЭП, разрабатываемых по НИР иОКР, проводимых на ОАО «ЛЕПСЕ», в частности с ОКР «Привод-12»Министерства промышленности и торговли Российской Федерации.3. Результаты экспериментальных исследований натурного образца ВДдля СП с улучшенными свойствами.24. Сравнительные оценки модельных расчетов характеристик ВД сэкспериментальнымиданныминатурногообразца,определяющиеприменимость построенных моделей.Достоверность научных результатов, вынесенных на защиту1.

Достоверность аналитических выражений и расчетных формул вразделах главы 3 основана на использовании классических формулэлектромеханики и общепринятых допущениях.2. Адекватность модели полевой задачи построенной в ANSYS насопоставлении машинного расчета с результатами натурного эксперимента.3. Достоверностьрезультатовмоделированияосновананаиспользовании стандартного программного обеспечения ANSYS.4. Правомерность подхода, использующего предложенную методику(названную в работе алгоритмом) расчета, на сопоставлении машинногорасчета с результатами натурного эксперимента.Основные материалы диссертации опубликованы в печати идоложены на конференциях, защищены патентами. Отметим некоторые.

Пат.на полезную модель «Ротор электрической машины» использован припроектировании конструкции в главе 3. В статьях [2] изложен материал,вошедшей в 1-ю и 3-ю главы, представляющий собой описание подхода коптимальному проектированию СП. В работе [3] описана имитационнаямодель ВД в составе СП, которые изложены в главе 3.Достоинства работы заключаются в следующем:1. В системном подходе к задаче проектирования ВД в системе СП:требования, критерии и ограничения при решении задачи оптимальногопроектирования. ВД формулируются исходя из требований ко всему приводув целом.2.

В комплексном подходе к задаче проектирования ВД в системе СП,при котором объединены в один расчетный алгоритм проектирования расчетэлектромагнитных параметров на основе моделей магнитных полей и расчетдинамических характеристик с помощью имитационной модели.3. Разработанная автоматизированная методика проектированиягеометрии и электромагнитного расчета построения моделей полей доведеныдо уровня программной реализации и рабочего инструмента.4. Программное обеспечение, реализующее автоматизированнуюметодику расчета и модели полей в ANSYS, интегрированы в единуюметодику проектирования, что облегчает ее использование на практике иповышает эффективность предложенного подхода.Замечания по работеЗамечания по работе в большей части связаны с различной степеньюпроработки поставленных в диссертации задач, а также терминологическимии редакционными неточностями искажающими смысл и заключаются вследующем:Общие замечания по автореферату и диссертацииАвтореферат стр.

5,/ диссертация стр. 13, абз. 1.1. В цели работы: «Анализ и синтез ВДПТ» - Не понятно, что в данномслучае подразумевается под синтезом ВД, и какой метод синтеза применен?Синтез - это объединение компонентов Возможен синтез закона управленияВД, обеспечивающего заданные характеристики.2. Также в цели: «... исследование методов оптимальногопроектирования»- этогов работенет(методовнелинейногопрограммирования много), слишком громко сказано и не вполне конкретно.3.

Задачи работы: стр. 6, строка 3 «исследование свойствэлектротехнических материалов». В работе п. 1.4., стр 33 не проводитсяисследование, а производится обоснование выбора материала постоянныхмагнитов.4. Задачи работы: стр. 7, абз.2. «Изучение настроек ГА» - изучение неможет быть целью диссертационной работы. Диссертация -это законченныйнаучный труд. {Ред. Замечание).5.

Научная новизна стр. 7 (/14) абз.7, п.З. «...аналитический расчет элмагнитного поля с помощью М КЭ...» Это невозможно т.к. МКЭ численныйметод, а не аналитический, а поле ВД не электромагнитное, а магнитное (вуравнениях Максвелла на учитываются токи смещения. (Ред. Замечание).Кроме того, традиционно методика проектирования электической машиныкак обязательный компонент включает тепловой расчет и механический (См.,классические учебники, например, Тихомирова), поэтому их включениенаучной новизны не представляют.6.

Личный вклад стр. 8 (/16),. 3-я строка «...автору принадлежит идеясоздания ИМ СП ...). Идея создания И М СП не нова, 18 лет назад, вчастности, в учебном пособии Постников В.А., Сыроежкин Е.В.«Компьютерное моделирование СП...», МАИ, 1998 г. были представленыИМ СП, но авторы не претендовали на идею создания ИМ СП.7. Личный вклад стр. 8 (/16), , 3-ий абзац - повтор «автору принадлежитидея создания ИМ СП». Кроме того, идея использования ПО ANSYS дляпостроения ИМ СП также «звучит слишком громко».8. Стр. 10, рис. 3, / дисс.