Отзыв оппонента 2 (Моделирование и анализ электромеханических процессов в асинхронных машинах с общим валом)

ОТЗЫВ официального оппонента Захарова Алексея Вадимовича на диссертацию Палилова Ильи Аркадьевича «Моделирование и анализ электромеханическим процессов в асинхронных машинах с общим валом», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.01 — Электромеханика и электрические аппараты Диссертация Палилова Ильи Аркадьевича «Моделирование и анализ электромеханических процессов в асинхронных машинах с общим валом», представленная на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.09.01 — «Электромеханика и электромеханические аппараты», изложена на 138 страницах машинописного текста, включающих 64 рисунка, 3 таблицы; библиографический список содержит 119 источников; приложение на 8 страницах.

В приложении приведены 1 акт и 1 справка о внедрении результатов работы, протокол испытаний и свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Актуальность Испытания электрических машин является одним из важнейших этапов разработки электродвигателей как постоянного, так и переменного тока. Качество испытаний определяет корректность полученных характеристик и решающим образом влияет на принимаемые решения, связанные с соотношением проектных характеристик фактическим. При этом, важнейшим фактором, влияющим на качество проводимых испытаний— является правильныи подбор испытательного режима.

Если в общепромышленных электродвигателях переменного тока, например, асинхронных электродвигателя с короткозамкнутым ротором, испытательный режим известен, то для специальных электродвигателей этот режим требуется рассчитывать или подбирать экспериментально. Особенно это актуально для макетных образцов частотно-регулируемых электродвигателей.

Таким образом, исследования, направленные на повышение эксплуатационной безопасности и энергетическую эффективность асинхронных машин, которые получают на основе моделирования процесса проведения испытании, актуальны. Цель диссертации — повышение энергетической эффективности и эксплуатационной безопасности асинхронных машин с общим валом на основе уточненного анализа электромеханических процессов соответствует паспорту научной специальности 05.09.01 «Электромеханика и электрические аппараты».

Первая глава диссертации посвящена рассмотрению особенностей электромеханических процессов, протекающих в системах, построенных на основе электродвигателей с общим валом. Показаны основные технические приложения, в которых на один вал работает несколько электрических машин. Особо отмечены вниманием современные испытательные лаборатории, в которых для повышения энергетической эффективности экспериментальных исследований электродвигатель работает на электрогенератор, и при этом обмотки электрических машин получают питание от преобразователей частоты с широтно-импульсной модуляцией. Вторая глава, которая посвящена разработке математической модели, отражающей связанные электромеханические процессы в системе двигатель — генератор.

Автор предлагает для моделирования процессов в исследуемой системе представить уравнения математической модели в матричном виде, с использованием естественных фазных координат для представления электромагнитных параметров. Автор предлагает несколько подходов для определения параметров схемы замещения: — на основе проектных методик; — с помощью расчета значений с использованием полевых моделей на основе метода конечных элементов.

Третья глава работы посвящена разработке и моделированию асинхронных машин с общим валом на основе полевого подхода. В программном пакете АЮУ5 Махре!! разработана необходимая модель, включающая математические модели двигателя и генератора, соединенных общим валом. Для отражения процессов искажения токов и напряжений от синусоидальных при питании электрических машин от преобразователей частоты с широтно-импульсной модуляцией разработана математическая модель транзисторного инвертора.

С использованием разработанных полевых моделей проведено моделирование электромеханических процессов в двигателе и генераторе, а также их анализ. Четвертая глава посвящена проведению комплекса экспериментальных исследований, направленных на проверку адекватности математических моделей. Разработан лабораторный стенд, проведены экспериментальные исследования. Полученные экспериментальные результаты соотнесены с результатами, полученными на математических моделях разной степени уточнения. Заключение работы обобщает исследование.

Выводы корректны, обоснованы, логичны. Научную новизну результатов диссертационной работы составляют: Разработанные математические модели, полученные для взаимосвязанных электромеханических процессов в асинхронных машинах с общим валом, отличающиеся расширенной системой интегродифференциальных уравнений машин, записанные в фазовой системе координат, которые представлены в виде общей матричной электромеханической модели машин со связанными электрическими схемами замещения машин и одновременным учетом изменения их параметров при изменении режима работы. Разработанные методики численных расчетов электромагнитных полей и электромеханических процессов в асинхронных машинах с общим валом с геометрической связью электромагнитного момента между полевыми моделями.

Разработанные алгоритмы и программы расчета переходных и установившихся режимов в асинхронных машинах с общим валом, отличающиеся прямыми расчетами взаимосвязанных электромагнитных полей в обеих машинах, позволяющие исследовать электромеханические процессы с учетом частоты и формы питающего напряжения. Обоснованность и достоверность результатов и выводов диссертации обеспечены корректным применением положений теоретической электротехники, электромеханики, использованием современных методов математического моделирования, а также экспериментальными исследованиями в сертифицированных лабораториях. Практическую ценность результатов составляют: Разработанные методики, математические модели, алгоритмы и программы анализа электромеханических процессов, которые позволяют увеличить точность моделирования электромеханических процессов при исследовании асинхронных машин с общим валом, в том числе при работе электродвигателя от преобразователя частоты с широтно-импульсной модуляцией.

- Разработанный автоматизированный программный комплекс расчета переходных и установившихся режимов в асинхронных машинах с общим валом позволяет снизить время подбора испытательного режима при проведении экспериментальных исследований и типовых испытаний, тем самым повышая их производительность и эксплуатационную безопасность. Рекомендации по использованию результатов и выводов диссертации Результаты работы вносят заметный вклад в разработку и применение методов испытаний на основе взаимной нагрузки электрических машин при подготовке программ и методик испытаний.

Предложенные методики, модели и программа рекомендуются для исследования процессов в асинхронных машинах с общим валом, например, при проектировании «двухпакетных» судовых гребных электродвигателей. Полученные научные и практические результаты диссертации рекомендуется использовать предприятиям, ориентированным на проектирование, производство и испытания асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, научно-исследовательским и проектно- конструкторским организациям, а также ВУЗам для учебного процесса при подготовке специалистов по направлениям, связанным с электротехникой, электромеханикой, электроприводом.

Замечания 1. Основная часть результатов работы получена при моделировании машинного агрегата, запускаемого на основе прямого пуска от сети или трехфазного инвертора с широтно-импульсной модуляцией. В тоже время, при испытаниях запуск крупных электродвигателей производится на основе плавного увеличения частоты, что снижает величину пусковых токов, ударных нагрузок. Очевидно, что для этого модель электрических машин необходимо дополнить не только моделью инвертора напряжения, но и уравнениями моделей соответствующих регуляторов. 2. В работе существенно упрощена математическая модель механической части двухмашинного агрегата, которая представлена в виде одномассовой модели.

Люфт в механическом сочленении валов и упругая связь, вызванная конечной механической жесткостью вала (при его значительной протяженности), могут исказить результаты моделирования. 3. Вторая часть п.3 выводов по главе 4: «Применение цепных моделей для исследования электромеханических процессов в таких сложных электромеханических системах может приводить к погрешностям определения электромеханических процессов в машинах в динамических режимах работы до 40%» — некорректно сформулирована. 4.

Важным фактором, влияющим на оценку возможности использования компьютерного моделирования в задачах испытания электродвигателей на промышленных предприятиях и в научноисследовательских институтах, являются временные затраты, необходимые для получения результата. Эти затраты включают не только расчет на модели, но и время параметризации модели, время модификации параметров модели при обнаружении технологических (конструкторских) отклонений от чертежа.

Из текста работы невозможно понять, каково это время. 5. Из текста работы не ясно, может ли быть использована методика, приведенная в параграфе 2.4.2 для учета изменения активного и индуктивного сопротивления роторов с двухклеточным пазом. б. На рис. 2.3., 2.4. не ясно, какую функциональную нагрузку несет блок ПЧ вЂ” преобразователя частоты. Допустимо ли показать питание двигателя и генератора от разных сетей переменного тока или нет? 7.