Отзыв ведущей организации (Зубцовые зоны энергоэффективных трехфазных асинхронных микродвигателей с короткозамкнутым ротором)

Утверждаю НР ФГБОУ ВПО тет — УНПК» ссор адченко С,Ю. 2015 г. ОТЗЫВ ведущей организации — Орловского госуниверситета — учебно — научно— производственного комплекса на диссертационную работу Юрканова В~~д~~ира Владимировича «Зубцовые зоны э~~ргоэфф~~~и~~ы~ трехфазных асинхронных микродвигателей с короткозамкнутым ротором», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.01 — «Электромеханика и электрические аппараты». Актуальность темы диссертации. Диссертация В.В.

Юрканова, представленная на соискание степени кандидата технических наук, посвящена исследованию повышения эффективности трехфазных асинхронных микроэлектродвигателей, Современные тенденции развития промышленности обусловлены повышением требований рынка к потребительским свойствам и качеству электротехнической промышленности. На фоне стремления к энергосбережению остро стоит проблема повышения технического уровня и энергоэффективности исполнительных механизмов, использующих асинхронные двигатели малой мощности.

Одним из путей повышения энергетических показателей асинхронных машин является развитие методик их проектирования на основе современных способов научного анализа и средств решения прикладных задач, Использование новых и более точных подходов к оптимизации параметров асинхронных двигателей малой мощности позволяет добиться повышения их энергоэффективности без применения дорогостоящих материалов и технологий.

В этой связи актуальность темы диссертационного исследования не вызывает сомнений. Тематика диссертации соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета и выполнена в рамках госбюджетной научно-технической работы «Исследование и оптимизация специальных электрических машин» ГРНТИ 45.29.02; 45.29,31; 45.29.33. Структура и содержание диссертационной работы. Во Введении сформулированы цели и задачи работы — проектирование микродвигателей с максимальным КПД за счет улучшения расчета пазовой зоны ротора. Для достижения поставленных целей и задач был привлечен достаточно широкий круг отечественных и зарубежных источников. Приводится структура и содержание работы, которые хорошо сбалансированы, деление на главы является обоснованным.

Однако в целом раздел «Введение» нуждается, на наш взгляд, в некотором дополнении по затрагиваемым вопросам зарубежными источниками и данными. В первой главе дается обзор современного состояния рассматриваемой проблемы. В него включены основные труды отечественных электротехников, в частности излагаются существующие способы расчета электромагнитного момента, исходя из расчета электромагнитного поля в зубцовой зоне. Предлагаются для определения магнитных полей численные методы расчета. Снижает впечатление от главы наличие ряда фотографий, которые носят описательный характер и без особого ущерба могут быть опущены, стр.

1б...18. Во второй главе анализируются причины, по которым существующие методы проектирования зубцовых зон, согласно классической теории, являются не вполне удовлетворительными из-за погрешностей расчета. С целью получения точного решения, в частности электромагнитного момента, автор предлагает использовать вариационные методы и вводит энергетический функционал с последующей его минимизацией.

Для решения задачи используется гармонический анализ стандартного пакета АХБ т'3. Предлагается конечно-элементная модель асинхронного микродвигателя с короткозамкнутым ротором УАД вЂ” 62 мощностью 40 Вт. Делается попытка усовершенствования магнитопровода двигателя. Выдвинута и подтверждена научная идея о том, что для каждой пары полюсов статора и ротора существует оптимальная площадь пазов ротора, способствующая повышению эффективности электромеханического преобразования энергии.

В третьей главе показано формирование зубцовой зоны трехфазного микродвигателя УАД - 12 мощностью 1,5 Вт. Введенный во второй главе метод расчета зубцовой зоны распространяется на рассматриваемый микродвигатель, что позволил усовершенствовать его магнитопровод. Варьирование в широких пределах геометрическими параметрами зубцовых зон позволило выявить новые закономерности влияния активного сопротивления ротора на увеличение эффективности преобразования энергии. В четвертой главе приводятся результаты моделирования зубцовых зон асинхронных микродвигателей серии 4А мощностью 90 и 120 Вт. Получены соотношения площадей пазов ротора к площадям пазов статора. При этих соотношениях площадей происходит увеличение электромагнитного момента вращения по сравнению с базовыми вариантами для установившегося и пускового режимов.

Часть площади зубцового деления листа статора, занимаемая пазом лежит в пределах 0,25...0,2б. Отношение площадей пазов ротора к площади пазов статора составляет 0,21...0,31, доля всех пазов в поперечном сечении активной части равна 0,23...0,25. Пятая глава посвящена экспериментальным исследованиям асинхронного двигателя на базе серийного двигателя 4А мощностью 120 Вт со спроектированным автором ротором с измененной зубцовой зоной. Проведенные испытания показали, что микродвигатель разработанный согласно методики расчета автора„имеет повышенное значение КПД, уменьшенный пусковой ток.

По каждой главе и работе в целом сделаны четкие выводы. Значимость для науки и производства. В ходе выполнения диссертационной работы В.В. 1Орканов научно обосновал требования к проектированию роторов высокоэффективных трехфазных асинхронных микродвигателей. Он выдвинул и научно доказал положение, что для ка~Кдой пары чисел полюсов статора и ротора существует оптимальная суммарная площадь пазов ротора. Показано, что варьирование в широких пределах параметрами зубцовых зон позволило выявить новые закономерности влияния активного сопротивления ротора на повышение КПД микродвигателя. Достоверность научных положений выводов и рекомендаций не вызывает сомнений.

Полученные теоретические и экспериментальные результаты реализованы на предприятии ЗАО МЭЛ г. Воронеж, а гакже внедрены в учебный процесс кафедры «электромеханические системы и электроснабжение» ГОУ ВПО «Воронежский государственныйуниверситет» в лекционные курсы «Проектирование специальных электрических машин» и «Математическое моделирование и переходные процессы электрических машин».

Замечании по работе. 1.Для решения задачи расчета электромагнитного поля автор употребил выражение энергетического функционала, формула (2.4) в двухмерной системе координат, т.е. он рассматривает двухмерную, а не трехмерную задачу. Это будет более справедливо для «длинных» машин. В микромашинах длина машины близка к диаметру расточки, поэтому применение подобного функционала может привести к ошибке. 2. Автор предложил конечно-элементную модель расчета магнитного поля микродвигателя, однако при этом не оговорены и не обоснованы принимаемые допущения.

Например, не учитывается скос пазов ротора, отношение глубины паза к его ширине при изменении числа пазов и т.д. 3. Сопоставление энергоэффективности двигателя УАД-62, имеющего магнитопровод из стали Э31, с моделируемым двигателем с принятым автором магнитопроводом из стали 2013, стр. Зб...38, не вполне корректно, поскольку кривые намагничивания стали Э31 и стали 2013 отличаются. Это также относится к сопоставлению двигателя УАД -12 с его модернизированным вариантом. 4.Неясно, почему автор в модернизированном двигателе 40 Вт при варьировании числа пазов ротора от 16 до 22 принял без обоснования измененную площадь паза статора 39,9 мм . 5.При сопоставлении вариантов, стр. 6, непонятно, откуда взята величина коэффициента мощности модернизируемого микродвигателя.

В работе нет ее расчета. 6.В третьей главе не нашел отражения вопрос о рекомендуемых количествах пазов статора и ротора для иных их соотношений, чем приведены в диссертации. 7. В диссертации не нашел отражения вопрос о применимости разработанной модели расчета зубцовой зоны для микродвигателей на частоты вращения, отличающиеся от рассматриваемой в работе частоты вращения 3000 мин 1 . Неясно, можно ли анализировать процессы в микроэлектродвигателях с различной конфигурацией пазов ротора.

З.В диссертации встречаются опечатки, стр. 43, 65, 96, и т.д.; повторыстр. 56, 62, 68 и т.д. Заключительная оценка. 1.Содержание диссертационной работы соответствует научной специальности 05,09.01. 2.Содержание автореферата соответствует содержанию диссертации. З.Основные научные результаты работы достаточно полно отражены в публикациях автора„они неоднократно обсуждались на различных конференциях и получили одобрение специалистов. 4.Диссертация В.В. Юрканова является законченной научноисследовательской работой, содержащей новые решения важной научнотехнической задачи. В ней изложены научно обоснованные технические решения и разработки, имеющие существенное значение для развития электромашиностроения. По актуальности избранной темы, глубине проработки поднимаемых вопросов, научной и практической значимости полученных результатов, обоснованности выводов и рекомендаций диссертационная работа В.В.

Юрканова соответствует требованиям ВАК РФ, предъявляемых к кандидатским диссертациям по специальности 05,09.01 "Электромеханика и электрические аппараты», ее автор - Юрканов Владимир Владимирович, заслуживает присвоения ученой степени кандидата технических наук. Отзыв обсужден и утвержден на научном семинаре кафедры «Электрооборудование и энергосбережение» Орловского Госуниверситета— УНПК. Протокол №1 от 23 сентября 2015 г. Заслуженный деятель науки Российской Федерации и Республики Молдова, 11у д.т.н., профессор ~1ф1 Я.и. Загрярдкев .