ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК

Оптимизация ротора магнитоэлектрической синхронной машины с полюсными наконечниками в форме дуги эллипса

Виктор Васильевич Харламов — 2025-06-25

В статье выполнена оптимизация ротора синхронной машины с тангенциально намагниченными магнитами, форма полюсных наконечников которого соответствует дуге эллипса. Моделирование магнитной цепи синхронной машины выполнено в программе FEMM. Решение оптимизационной задачи осуществлялось методом покоординатного спуска. По каждой координатной оси минимальное значение целевой функции определялось методом дихотомии. Допустимые диапазоны изменения варьируемых величин, которые задают размеры конструктивных элементов ротора, были учтены в виде границ отрезков в методе дихотомии по каждой координатной оси. Рассчитаны оптимальные значения размеров постоянных магнитов и полюсных наконечников на роторе, заданных по форме в виде дуги эллипса для четырехполюсной машины. Выполнено сравнение кривых нормальной составляющей магнитной индукции вдоль внутренней расточки сердечника статора синхронной машины с полюсными наконечниками в виде дуги окружности и в виде дуги эллипса. Изготовлен макетный образец четырехполюсной электрической машины с постоянными магнитами на роторе, получены кривые ЭДС обмотки статора на холостом ходу.

Информативность online мониторирования параметров технического состояния турбогенераторов в сопоставлении с результатами визуального контроля

Игорь Владимирович Ярошенко — 2025-06-25

Принятые в практике диагностики турбогенераторов измерения частичных разрядов и спектрального анализа вибрации в разное время и часто разными людьми — малоинформативно. Намного выше информативность при одновременном измерении в одной точке и разрядов, и вибрации, что позволяет увидеть как синергию «виброявлений и разрядов», так и обратную синергию «разрядов и виброявлений». Анализ распределения магнитного поля по поверхности корпуса генератора позволяет выявлять результат «работы» разрядов и вибрации, определять их воздействие на шины и токоведущие элементы турбогенераторов. В работе даны практические примеры определения зон дефектов по указанному методу и подтверждение их при визуально-инструментальном осмотре во время ремонта.

Исследование влияния окружающей среды на пропускную способность воздушных линий электропередачи

Владислав Александрович Криволапов — 2025-06-25

Вследствие растущего спроса на электроэнергию и износа существующей инфраструктуры, воздушные линии электропередачи во многих случаях вынужденно работают на пределе своих тепловых возможностей. Это стимулирует инженеров все чаще обращать внимание на учет погодных факторов, влияющих на температуру проводников, используя соответствующие математические модели. Тем самым обеспечивается возможность оперативно реагировать на изменения в тепловом режиме проводников. В данной статье на основе уравнений теплового баланса произведен вывод аналитических выражений для расчета температуры изолированных и неизолированных проводов воздушных линий электропередачи. Представленная математическая модель подтверждена сравнением с методом конечных элементов, реализованным в программном комплексе Ansys. Исследование также включало в себя комплексное изучение того, как температура окружающей среды, скорость ветра и атмосферное давление влияют на тепловое состояние проводника.

Применение искусственных нейронных сетей для коррекции насыщения трансформаторов тока и напряжения

Евгений Александрович Темников — 2025-06-25

В статье рассматривается применение искусственных нейронных сетей для коррекции насыщения трансформаторов тока и напряжения. В условиях насыщения данные трансформаторы могут искажать сигналы, что приводит к некорректной работе измерительных и защитных устройств. Использование искусственных нейронных сетей позволяет повысить точность обработки сигналов, улучшить надежность и безопасность электроэнергетических систем. В работе описываются методы обучения нейронных сетей на основе исторических данных, моделирование работы трансформаторов при различных условиях и алгоритмы коррекции искажений, вызванных насыщением.

Исследование упругопластических деформаций при статическом и динамическом взаимодействии двух твердых деформируемых тел. Индентор имеет коническую головную часть

Дмитрий Иванович Чернявский — 2025-06-25

В работе проводится анализ динамических и статических зависимостей между силой и глубиной внедрения конических инденторов в преграды. Индентором является цилиндр с заостренной конической частью. Инденторы и преграды изготовлены из стали, дюралюминия и латуни. В результате оцифровки графиков исследуемых зависимостей получены интерполяционные формулы распределения энергий упругих и пластических деформаций в контактной зоне. Полученные результаты можно использовать при проектировании штампов и матриц для обработки материалов давлением, а также при разработке параметров технологических операций при изготовлении профильных деталей из стального и дюралюминиевого листового материала.

Штамповка поковок с боковыми отростками типа тройников в разъемном инструменте

Владимир Васильевич Грязнов — 2025-06-25

В статье рассматриваются варианты анализа конструкторско-технологических решений горячей объемной штамповки тройников в разъемных штампах на кривошипном горячештамповочном прессе двойного действия. Методика анализа основана на оценке параметров формоизменения при допустимых изменениях формы и размеров гравюры формообразующего инструмента и размеров заготовок. Использованы современные методы исследований, сопровождаемые циклом проектирования технологии от задания начальных условий до создания 3D-модели штампованных поковок и изготовления инструмента. Разработанный алгоритм проектирования технологии позволяет добиться упрощения и ускорения процесса подготовки производства поковок. В заключение представлены факторы, определяющие возможности повышения качества штампуемых изделий, и предложены направления возможного совершенствования технологии штамповки поковок деталей с отростками типа тройников. Ключевые слова: горячая штамповка, пресс двойного действия, моделирование, формоизменение, тройник, поковка с отростком, разъемные матрицы.

Сопряжение кривых Безье для задач гладкого соединения кривых и скругления углов

Олег Викторович Кривошеев — 2025-06-25

Предлагается аналитический метод гладкого соединения двух кривых Безье произвольной степени соединительной линией, являющейся также кривой Безье. В точках сопряжения соединительной линии с исходными кривыми реализуется порядок гладкости, соответствующий степеням исходных кривых. На соединительную линию могут быть наложены дополнительные ограничения, которые часто возникают при решении реальных конструкторских задач. Доказаны теоремы о необходимых условиях существования соединительной кривой. Возможности предлагаемого метода применяются для решения следующих задач: гладкого соединения двух исходно заданных кривых Безье и гладкого скругления внутреннего угла, образованного пересекающимися исходно заданными кривыми Безье. Решение второй задачи позволяет выполнить как симметричное, так и несимметричное скругление углов, образованных пересечением не прямых линий, с сохранением высокой степени гладкости в точках сопряжения. Показано влияние дополнительных ограничений на форму соединительной кривой. Предлагаемый математический метод основан на решении системы линейных уравнений, в которой уравнениями являются условия равенства производных в точках сопряжения и в точках дополнительных ограничений. Кривые Безье представляются как частные случаи В-сплайна. Предлагаемый метод применим как для 2D, так и для 3D случаев.

Методика расчета фракционного содержания пыли после очистки в пылеуловителях циклонного типа и ее доочистка

Вячеслав Юрьевич Соломин — 2025-06-25

Проблема использования пылеуловителей типа циклон заключается в недостаточной степени очистки пылей малых размеров. Поэтому требуется введение последовательной доочистки для удовлетворения требованиям предельно допустимой концентрации. Обычно расчет остаточной концентрации пыли проводится усредненно, что не дает полного представления о фракционном содержании пыли после очистки и ведет к повышенному проскоку мелких фракций. В данной статье представлен метод расчета фракционной остаточной концентрации пыли для последовательной ее доочистки с применением электрофильтра.

Моделирование процесса проволочно-вырезной электроэрозионной обработки методом конечных элементов

Николай Владимирович Бобков — 2025-06-25

В статье предлагается методика моделирования процессов проволочно-вырезной электроэрозионной обработки методом конечных элементов. Описаны основные подходы к расчету тепловых полей, анализу дефектного слоя и фазовых превращений, возникающих при обработке материалов. Рассмотрена возможность использования модели для прогнозирования глубины дефектного слоя и топографии обработанной поверхности. Предложенная методика позволяет оценивать влияние параметров обработки на качество заготовок из титановых и циркониевых сплавов. Методика может применяться в авиационной и космической промышленности, медицине, судостроении и других отраслях, где требуется высокая точность обработки сложных деталей.

Анализ современного состояния в области управления качеством конструкторско-технологической подготовки цифровых производств

Кирилл Сергеевич Леон — 2025-06-25

Статья посвящена анализу современного состояния в области управления качеством конструкторско-технологической подготовки цифровых производств. Рассматриваются основные тенденции и вызовы, возникающие перед предприятиями в условиях перехода к цифровым технологиям. Основное внимание уделено исследованию методов и инструментов, используемых для управления качеством конструкторско-технологической подготовки производств, таких как внедрение PLM-систем и применение технологий Индустрии 4.0. Описаны группы проблем, возникающих при проведении цифровизации в управлении качеством конструкторско-технологической подготовки производства. Определены перспективные направления исследований, необходимые для дальнейшего развития уровня управления качеством конструкторско-технологической подготовки производств.

Стратегическое картирование итеративного развития технологий на основе модульного анализа показателей качества модификаций

Мария Николаевна Митягина — 2025-06-25

В работе представлены результаты исследования особенностей развития технических объектов на стадиях жизненного цикла продукции. С применением элементарных функций развития дано описание переходных фаз модификации в процессе существования, в результате которого сделан вывод о неизбежном устаревании объекта вследствие влияния закономерных факторов. Для нивелирования деградации объектов техники необходимо инициировать инновационные процессы, направленные на добавление продукту ценности. В основе инновационной деятельности лежит целевой вектор или стратегия, описывающая операции и ресурсы, необходимые для достижения планового результата. Для формирования стратегии управления развитием объектов техники предлагается использовать модульный метод анализа показателей качества, основанный на исследовании ситуационных, ретроспективных и предиктивных индикаторов, описываемых с применением трех видов карт: инновационного потока, технологических разрывов и фронтиров. В результате построения данных карт формируется комплексное представление о характере совершенствования технологий и перспектив ее развития, реализуемых в несколько итераций.

Полунатурное моделирование систем с использованием многополюсного фильтра

Михаил Николаевич Максимов — 2025-06-25

В статье предложен интерфейс (многополюсный фильтр), обеспечивающий устойчивость процесса полунатурного моделирования исходной системы в случае, когда фрагменты системы представлены N-полюсниками, связанными друг с другом сильной обратной связью (HIL). Так, в частности, в статье в качестве исходной системы рассматривается обобщенная радиотехническая система, фрагменты которой являются N-полюсниками, которые обмениваются друг с другом на каждом шаге моделирования токами и напряжениями через предложенный интерфейс (2хN-полюсник/фильтр). Анализ устойчивости процесса HIL-моделирования ведется методами теории цепей и численными методами решения систем линейных алгебраических уравнений. Показан способ определения стабилизирующих параметров фильтра. Указано, что при этих параметрах фильтр является идеальной линией задержки, т.е. амплитудно-частотная характеристика фильтра не зависит от частоты, а фазо-частотная характеристика изменяется прямо пропорционально частоте, причем коэффициент пропорциональности — время задержки. Адекватность полученных теоретических результатов иллюстрируется с помощью численного моделирования по частям трехфазного инвертора. Более того, в статье сделано предложение, поскольку фильтр при правильном выборе параметров имеет уникальные характеристики — является не только идеальной линией задержки, но и фильтром чистой задержки (его амплитудно-частотная характеристика постоянна и равна единице), то его можно было бы назвать multipole pure delay фильтр (mppd-фильтр).

Анализ оборудования для испытаний радиопродукции на устойчивость к воздействию внешних факторов

Анна Андреевна Егорова — 2025-06-25

При разработке и производстве приборов и изделий электротехнической, авиационной и военной промышленности требуется тестирование готовой продукции на работоспособность и сохранение функциональных свойств в различных условиях эксплуатации. На сегодняшний день выпуск качественной и надежной продукции — это главная цель любого производства в нашей стране. Из-за ухода с российского рынка импортных поставщиков испытательного оборудования отечественные предприятия вынуждены искать новых поставщиков испытательного оборудования для тестирования своей продукции. В работе приводится сравнительный анализ тепло-влага камер отечественного и зарубежного производств. Решение поставленной проблемы осуществлено путем проведения информационного анализа и синтеза данных с применением сравнительного метода.