Электромеханическое преобразование энергии в задачах электротехники (200,00 руб.)

Стр.4

Стр.198

Стр.199

Стр.200

УДК 621.314:621.3 Н 46 Рецензенты: д-р техн. наук, профессор А.И. Алиферов канд. техн. наук, доцент Ф.Э. Лаппи Нейман В.Ю. Н 46 Электромеханическое преобразование энергии в задачах электротехники: монография / В.Ю. Нейман. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2019. – 204 с. – (Серия «Монографии НГТУ»). ISBN 978-5-7782-4023-0 Рассматриваются различные подходы в вопросах анализа электромеханических процессов в движущихся элементах электромеханики. Особое внимание уделяется вопросам энергопреобразования и определения электромагнитных сил в динамических режимах работы электромеханических устройств с постоянной и переменной индуктивностью. Монография представляет интерес для широкого круга научных работников и аспирантов, занимающихся расчетами и анализом электромеханических устройств различного назначения, а также может служить пособием для магистрантов направления «Электроэнергетика и электротехника» при решении научных и прикладных задач электротехники. УДК 621.314:621.3 ISBN 978-5-7782-4023-0 4  Нейман В.Ю., 2019  Новосибирский государственный технический университет, 2019

Стр.4

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ................................................................................................................... 7 Глава 1. Одномерные волновые уравнения в движущихся элементах электромеханики ................................................................ 11 1.1. Плоские электромагнитные волны в движущейся идеализированной линейной электропроводящей среде ......................................... 12 1.1.1. Постановка задачи исследования .................................................. 12 1.1.2. Волновые уравнения в случае движущейся линейной электропроводящей среды ............................................................. 14 1.1.3. Условия существования бегущих волн с затуханием в линейной среде и их параметры ................................................. 19 1.1.4. Квазиволновой процесс в линейной среде и его параметры ........ 23 Выводы ..................................................................................................... 26 1.2. Плоские электромагнитные волны в реальных поляризуемых вещественных движущихся средах ........................................................ 27 1.2.1. Постановка задачи исследования .................................................. 27 1.2.2. Волновые уравнения в случае движущейся нелинейной электропроводящей среды ............................................................. 28 1.2.3. Условия существования бегущих волн с затуханием в нелинейной среде и их параметры ............................................. 30 1.2.4. Технический способ организации режима бегущих волн в нелинейной среде ........................................................................ 33 Выводы ..................................................................................................... 38 1.3. Физические характеристики поляризованных сред, обусловленные релаксационными процессами ......................................................... 38 1.3.1. Основные соотношения векторов поля в поляризованных средах и физические характеристики среды ................................ 38 1.3.2. Определение физических характеристик поляризованных сред .................................................................................................. 44 Выводы ..................................................................................................... 50 198

Стр.198

Глава 2. Классический подход в решении вопросов энергопреобразования на примере электромеханических устройств с переменной индуктивностью ...................................................... 51 2.1. Преобразование энергии в ЭМД .............................................................. 51 2.1.1. Уравнение электрического равновесия ЭМД с движущимся якорем ................................................................................. 52 2.1.2. Уравнение баланса энергии ЭМД ................................................. 55 2.2. Производимая работа ЭМД и действующие в системе силы ................ 58 2.3. Расчет действующих в системе электромагнитных сил на основе баланса энергии ненасыщенного ЭМД .................................................. 65 2.4. Энергопреобразование ненасыщенного ЭМД при отрыве якоря внешними силами ..................................................................................... 69 2.5. Условия реализации предельного КПД на основе анализа элементарных магнитных циклов ........................................................... 75 2.6. Баланс мощности ЭМД ............................................................................. 85 2.7. Предельные динамические режимы функционирования ЭМД............. 92 2.7.1. Максимальная скорость движения якоря ЭМД ........................... 92 2.7.2. Максимальная энергия в объеме, занятом ЭМД ......................... 96 2.8. К вопросу определения электромагнитных сил в ЭМД ......................... 99 Глава 3. Энергетические соотношения и электромагнитные силы в динамических процессах ........................................................... 101 3.1. Постановка задачи ................................................................................... 101 3.2. Область применимости гипотезы стационарности при энергетических и силовых расчетах электромеханических устройств ............ 106 3.2.1. Выражение объемной плотности энергии электромагнитного поля в медленно движущихся средах ................................ 107 3.2.2. Применимость гипотезы стационарности при электромеханических расчетах .................................................................... 110 3.3. Связь переменных в координатах Лагранжа и Эйлера при описании электромеханических процессов ................................................ 114 3.3.1. Вывод формулы связи производных по времени в координатах Эйлера и Лагранжа ........................................................ 116 3.3.2. Вопросы определения функциональной зависимости для тока .......................................................................................... 118 3.4. Функциональные зависимости динамических переменных электромеханических устройств .................................................................. 120 3.4.1. Функциональные зависимости динамических переменных электромеханических устройств с постоянной индуктивностью ........................................................................................... 120 199

Стр.199

3.4.2. Функциональные зависимости динамических переменных электромеханических устройств с переменной индуктивностью ........................................................................................... 126 3.4.3. Анализ результатов ...................................................................... 129 3.5. Учет динамической составляющей электромагнитной силы в электромеханических системах .......................................................... 131 3.5.1. Постановка задачи исследований ............................................... 131 3.5.2. Динамическое усилие в устройствах с постоянной индуктивностью ..................................................................................... 132 3.5.3. Динамическое усилие в устройствах с переменной индуктивностью ..................................................................................... 140 3.5.4. Динамическое усилие в системе контуров ................................. 144 3.6. Математическая модель электромагнитного двигателя постоянного тока и его энергетические показатели ......................................... 145 Основные выводы по главе ........................................................................... 159 Глава 4. Примеры практического применения теории электрических цепей к задачам электротехники ....................................... 161 4.1. К расчету интегральных характеристик тока и момента тягового электропривода с контактной сетью ..................................................... 161 4.1.1. Теоретические предпосылки ....................................................... 162 4.1.2. Постановка задачи исследования ................................................ 164 4.1.3. Средняя мощность тепловых потерь в контактной сети .......... 165 4.1.4. Действующее и среднеквадратичное значения тока в контактной сети .................................................................................. 167 4.1.5. Мгновенное и среднее значение момента тягового двигателя ..... 173 4.2. Эквивалентные преобразования источников энергии на основе полного энергетического критерия ....................................................... 177 4.2.1. Постановка задачи исследования ................................................ 177 4.2.2. Эквивалентные преобразования источника тока в источник ЭДС при эквивалентности балансов мощности ................. 179 4.2.3. Рекомендации по использованию эквивалентных преобразований источников энергии ................................................... 187 Библиографический список ................................................................................ 189 200

Стр.200