DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2019.5.02

PECULIARITIES OF CALCULATING STATIONARY HEATING OF WINDINGS OPERATING IN COMPLEX FORCED CONTROL SYSTEMS

E. I. Baida, M. Clemens, B. V. Klymenko, O. G. Korol, Michael G. Pantelyat, P. Ye. Pustovoitov

Анотація


Загальний опис теми дослідження. Розглядаються запропоновані авторами методика і алгоритм розрахунку теплового поля електромагнітів, що працюють в складних форсованих системах. Широке застосування в електромеханічних комутаційних апаратах подібних пристроїв дозволяє не тільки підвищити їх швидкодію, але також істотно зменшити розміри, масу і втрати енергії, що свідчить про актуальність даної теми. Запропонована авторами математична модель нагріву обмоток форсованих електромагнітів являє собою систему одновимірних диференціальних рівнянь стаціонарної теплопровідності в циліндричній системі координат, доповнену рівняннями електричного та магнітного кіл. Ця модель дозволяє врахувати пульсації струмів в обмотках, а також втрати в магнітопроводі, обумовлені цими пульсаціями, містить певні ознаки наукової новизни і є метою статті. Розроблений авторами алгоритм розрахунку теплового поля електромагнітів, що працюють в системах форсованого керування, являє собою складний ітераційний цикл, програмування якого істотно спрощується за рахунок застосування математичного пакету Maple, що дозволяє здійснювати складні і громіздкі математичні перетворення, автоматизувати процес розрахункових досліджень, отримувати результати комп'ютерного моделювання в зручній табличній та / або графічній формі, що свідчить про практичну значимість даної роботи. Наведені в статті результати зіставлення розрахунків з експериментальними даними, свідчать про адекватність запропонованих моделі та алгоритму.

Ключові слова


електромагніти; теплове поле; форсоване керування; комутаційні апарати; математичний пакет Maple; комп'ютерне моделювання

Повний текст:

PDF ENG (English)

Посилання


Klymenko B.V. Forced electromagnetic systems.Moscow, Enegroatomizdat Publ., 1989. 160 p. (Rus).

Zalessky A.M., Kukekov G.A. Thermal calculations of electrical apparatus.Leningrad, Energy Publ., 1967. 378 p. (Rus).

Loginov V.S. Approximate methods for thermal calculation of the active elements of electrophysical installations.Moscow, Physmatlit Publ., 2009. 272 p. (Rus).

Chunihin A.A. Electrical apparatus. General course.Moscow, Energoatomizdat Publ., 1988. 720 p. (Rus).

Akimov E.G., Belkin G.S., Godzhello A.G. Fundamentals of the theory of electrical apparatus. Textbook. Ed. P.A. Kurbatov. 5th Edition.St. Petersburg, Lan Publ., 2015. 588 p. (Rus).

Kuznetsov R.S. Apparatus for the distribution of electrical energy for voltages up to 1000 V.Moscow, Energy Publ., 1970. 544 p. (Rus).

Taev I.S. Electrical control apparatus.Moscow, High school Publ., 1969. 444 p. (Rus).

Alexandrov G.N., Borisov V.V., Kaplan G.S. Theory of electrical apparatus: Textbook for Universities. Ed. Prof. G.N. Alexandrov. 2nd Edition.St. Petersburg, Publishing House of SPbTU, 2000. 540 p. (Rus).

Pekker I.I., Nikitenko A.G. Calculation of electromagnetic mechanisms on computers.Moscow, Energy Publ., 1967. 168 p. (Rus).

Petrov G.N. On the heating of current-flowing coils. Bulletin of Electrical Engineering Industry, 1930, no.2 (Rus).

Jakob M. Influence of non-uniform development of heat upon the temperature distribution in electrical coils and similar heat sources of simple form. Trans. ASME, 1943, vol.65, pp. 593-605.

Liubchik M.A. Calculation and design of DC and AC electromagnets of direct and alternating current.Moscow, GEI Publ., 1959. 227 p. (Rus).

Mikheev M.A., Mikheeva I.M. Heat transfer basics. 2nd Edition. Moscow, Energy Publ., 1977. 344 p. (Rus).

Holman J.P. Heat Transfer. McGraw-Hill, NY, 2002. 665 p.

Lykov A.V. Heat conductivity theory. Moscow, High school Publ., 1967. 600 p. (Rus).

Baіda Ye.І., Clemens M., Klymenko B.V., Korol O.G., Pustovoіtov P.Ye., Application of the computing environment maple to the calculation of the dynamics of the electromagnets in the complicated systems of forced control. Electrical Engineering & Electromechanics, 2019, no.3, pp. 18-23. doі: 10.20998/2074-272X.2019.3.03.

Korol O.G., Klymenko B.V., Eresko O.V. Investigations of transients in the forced control device of the vacuum contactor monostable electromagnet. Bulletin of NTU «KhPI». Series: Problems of Electrical Machines and Apparatus Perfection. The Theory and Practice, 2018, no.32(1308), pp. 34-40 (Ukr). doi: 10.20998/2079-3944.2018.32.06.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Klymenko B.V. Forced electromagnetic systems.Moscow, Enegroatomizdat Publ., 1989. 160 p. (Rus).
  2. Zalessky A.M., Kukekov G.A. Thermal calculations of electrical apparatus.Leningrad, Energy Publ., 1967. 378 p. (Rus).
  3. Loginov V.S. Approximate methods for thermal calculation of the active elements of electrophysical installations.Moscow, Physmatlit Publ., 2009. 272 p. (Rus).
  4. Chunihin A.A. Electrical apparatus. General course.Moscow, Energoatomizdat Publ., 1988. 720 p. (Rus).
  5. Akimov E.G., Belkin G.S., Godzhello A.G. Fundamentals of the theory of electrical apparatus. Textbook. Ed. P.A. Kurbatov. 5th Edition.St. Petersburg, Lan Publ., 2015. 588 p. (Rus).
  6. Kuznetsov R.S. Apparatus for the distribution of electrical energy for voltages up to 1000 V.Moscow, Energy Publ., 1970. 544 p. (Rus).
  7. Taev I.S. Electrical control apparatus.Moscow, High school Publ., 1969. 444 p. (Rus).
  8. Alexandrov G.N., Borisov V.V., Kaplan G.S. Theory of electrical apparatus: Textbook for Universities. Ed. Prof. G.N. Alexandrov. 2nd Edition.St. Petersburg, Publishing House of SPbTU, 2000. 540 p. (Rus).
  9. Pekker I.I., Nikitenko A.G. Calculation of electromagnetic mechanisms on computers.Moscow, Energy Publ., 1967. 168 p. (Rus).
  10. Petrov G.N. On the heating of current-flowing coils. Bulletin of Electrical Engineering Industry, 1930, no.2 (Rus).
  11. Jakob M. Influence of non-uniform development of heat upon the temperature distribution in electrical coils and similar heat sources of simple form. Trans. ASME, 1943, vol.65, pp. 593-605.
  12. Liubchik M.A. Calculation and design of DC and AC electromagnets of direct and alternating current.Moscow, GEI Publ., 1959. 227 p. (Rus).
  13. Mikheev M.A., Mikheeva I.M. Heat transfer basics. 2nd Edition. Moscow, Energy Publ., 1977. 344 p. (Rus).
  14. Holman J.P. Heat Transfer. McGraw-Hill, NY, 2002. 665 p.
  15. Lykov A.V. Heat conductivity theory. Moscow, High school Publ., 1967. 600 p. (Rus).
  16. Baіda Ye.І., Clemens M., Klymenko B.V., Korol O.G., Pustovoіtov P.Ye., Application of the computing environment maple to the calculation of the dynamics of the electromagnets in the complicated systems of forced control. Electrical Engineering & Electromechanics, 2019, no.3, pp. 18-23. doі: 10.20998/2074-272X.2019.3.03.
  17. Korol O.G., Klymenko B.V., Eresko O.V. Investigations of transients in the forced control device of the vacuum contactor monostable electromagnet. Bulletin of NTU «KhPI». Series: Problems of Electrical Machines and Apparatus Perfection. The Theory and Practice, 2018, no.32(1308), pp. 34-40 (Ukr). doi: 10.20998/2079-3944.2018.32.06.




Copyright (c) 2019 E. I. Baida, M. Clemens, B. V. Klymenko, O. G. Korol, Michael G. Pantelyat, P. Ye. Pustovoitov


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)