Оптимизации параметров

Чтобы перейти от рассматриваемой схемы включения к базовой, для нее согласно табл. 4.2 определяют расчетные значения коэффициента трансформации, емкостного сопротивления и напряжения питания. Параметры схемы замещения фазы А при этом берутся для рассматриваемой схемы. Применение принципа эквивалентности позволяет обойтись минимальными изменениями в программе оптимизации двигателей, работающих при различных схемах включения. Его использование иллюстрируется в § 10.4 на примере алгоритма оптимизации обмоточных данных АКД с последовательным включением двухфазных обмоток и АКД с трехфазными обмотками, включенными по схеме 1.1, в.

7.3. Схема алгоритма оптимизации обмоточных

7.5. Схема алгоритма оптимизации обмоточных данных асинхронного конденсаторного микродвигателя с параллельным включением фаз статора при минимуме обратного поля в номинальном режиме

7.6. Схема алгоритма оптимизации обмоточных данных асинхронного конденсаторного микродвигателя при минимуме обратного поля в номинальном режиме с использованием полиномов

Особенности оптимизации обмоточных данных АДПЭ

Особенности расчета обмоточных данных однофазных АДПЭ связаны с их принципом работы. Как известно, главная обмотка этих машин включена как в рабочем, так и в пусковом режиме, вспомогательная обмотка включается только на время пуска. У рассмотренных ранее конденсаторных двигателей обе обмотки включены и в рабочем и в пусковом режимах. Поэтому в отличие от АКД, у которых и главная и вспомогательная обмотки рассчитываются одновременно с учетом требований всех режимов работы, у однофазных АДПЭ задача оптимизации обмоточных данных включает в себя два этапа. Главная обмотка проектируется в основном с учетом требований рабочего режима, вспомогательная обмотка выбирается только по пусковому режиму. Только в некоторых случаях приходится изменять обмоточные данные главной фазы для получения заданных показателей режима пуска.

Обычно главная и вспомогательная обмотки занимают неодина.-ковые числа пазов, поэтому их обмоточные коэффициенты и коэффициенты магнитной проводимости рассеяния не равны. Различны также и относительные параметры схемы замещения. На 7.11 приведена схема алгоритма оптимизации обмоточных данных однофазного АДПЭ.

7.11. Схема алгоритма оптимизации обмоточных данных однофазного асинхронного микродвигателя с пусковым элементом

Алгоритм и программы оптимизации обмоточных данных АКД для ЭВМ «Наири-2»

Необходимо напомнить, что два этапа — расчет магнитной цепи и расчет относительных параметров — общие для оптимизации обмоточных данных и при минимуме обратного поля, и при круговом поле в номинальном режиме. Это дает возможность использовать соответствующие программы для ЭВМ «Наири-2» при проведении расчетов по формуляру §8.1, сочетая ручной расчет с автоматизированным.

Описание алгоритма и программ. При оптимизации обмоточных данных АКД на ЭВМ «Наири-2» расчеты проводятся в такой последовательности:

I_____________ МетоВы оптимизации параметров

Основные задачи, решаемые при проектировании, сооружении и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий, заключаются в оптимизации параметров этих систем путем правильного выбора номинальных напряжений, условий присоединения к энергосистеме, определения электрических нагрузок и требований к надежности электроснабжения, рационального выбора числа и мощности трансформаторов, схем и конструкций распределительных и цеховых электрических сетей, средств компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения, системы обслуживания и ремонта электрооборудования и т. д. Все эти задачи непрерывно усложняются вследствие роста общего количества электроприемников на предприятиях и увеличения их единичных мощностей, появления новых направлений использования электроэнергии, новых технологических процессов и т. д.

Поскольку успехи в развитии инженерного дела предопределяются научными достижениями, то и инженерная деятельность не может осуществляться в отрыве от научных исследований, без проведения научно-исследовательской работы (НИР). Целью НИР является всестороннее теоретическое и экспериментальное исследование технологических процессов и процессов, протекающих в устройстве и в отдельных его узлах, изучение на этой основе свойств технического объекта и поиск путей улучшения этих свойств вплоть до выявления принципиально новых способов решения поставленной задачи. Конечной целью научных исследований в инженерном деле и в технических науках является разработка методов расчета и оптимизации параметров изделия, контроля его характеристик, повышения его экономичности и надежности и других рекомендаций, необходимых в инженерной практике на стадии конструирования, производства и технической эксплуатации объекта.

На основании математической модели выбирается численный метод решения задачи с учетом специфики уравнений и формул, их структуры и сложности, характеристики самого метода, его возможностей и т. д. Ответственным является этап выбора метода при решении задач оптимизации параметров различных устройств, когда требуется определять экстремум (максимум или минимум) функций, зависящих от нескольких переменных. В этом случае, как будет показано в гл. 6, соответствие метода поставленным условиям оказывается решающим фактором, определяющим успех решения задачи.

К таким вопросам относятся расчеты магнитных систем электромагнитных механизмов, тепловых и электромагнитных полей в аппаратах, дугогасительных узлов, механических усилий, возникающих в элементах аппаратов защиты при отключении аварийных токов. Большие логические возможности ЦВМ оказываются решающим фактором при проведении оптимизационных расчетов электрических аппаратов. И наконец, без использованияи ЦВМ невозможна автоматизация проектирования аппаратов, предусматривающая проведение всех этапов проектирования, начиная с разработки технического задания (ТЗ) на создание аппарата или серии аппаратов, выбора конструктивной схемы, оптимизации параметров, расчета всех рабочих режимов, изготовления рабочих чертежей и кончая изготовлением опытной партии аппаратов на станках с-числовым программным управлением. В настоящее время интенсивно ведутся работы по созданию систем автоматизированного проектирования (САПР), характерная особенность которых — возможность корректировки результатов на отдельных этапах за счет связи конструктора с машиной с помощью дисплеев. Таким образом, возможности ЦВМ чрезвычайно велики и для их применения требуется разработка строгого MaTeM3TH4eqKoro описания процессов, происходящих в электрических аппаратах.

С учетом (7.50) и (7.51) задачу оптимизации параметров электромагнита можно свести -к определению минимума функций двух переменных: V* (у, Я,г) или М* (у, Ах) и т. д., а две другие переменные (X и Y) определяются описанным выше способом. Указанная задача может быть решена методом сканирования с переменным шагом. Схема программы ЦВМ для этого случая аналогична описанной в предыдущем параграфе.

Задача оптимизации параметров электромагнита сводится к определению значений X, у, реализующих минимум trp. Для ее реализации необходимо решение трансцендентного уравнения (7.107). Для этой цели принципиально могут быть использованы различные методы, например методы исследования функций классического анализа. Можно было бы, например, найти ^тр из (7.95), разложив синусоидальную и степенную функции в ряд, -ограничившись конечным числом членов и решая полученное выражение относительно t?p. Однако найденное таким способом выражение для ?гр получается очень громоздким и исследование частных производных оптимизируемой функции по переменным, необходимое при использовании методов множителей Лагранжа и классических, затруднено.

Трансформатор напряжения должен обеспечивать заданную линейность преобразования в пределах от ?/МИн = 2/т.р.?у.мин до иыакк, а трансреактор — в пределах от 2/т.р до /макс- Как видим, расчет получается достаточно сложным. Он должен сочетаться с экспериментальной проверкой. Для оптимизации параметров реле целесообразно выполнять расчет с применением ЭВМ. В настоящее время ЭВМ вполне успешно используются для анализа поведения УРЗ в различных аварийных процессах. Разработаны математические модели как входящих в УРЗ элементов, так и УРЗ в целом. Однако методика синтеза УРЗ с помощью ЭВМ в настоящее время только создается. Это объясняется, во-первых, большей сложностью синтеза по сравнению с анализом-в связи с необходимостью введения в память ЭВМ большого объема технических данных применяемых для построения УРЗ элементов (резисторов, транзисторов и др.). Во-вторых, оптимизация УРЗ, как уже указывалось в § 3.2, требует выработки общего критерия эффективности, учитывающего основные свойства оптимизируемого УРЗ, что пока трудно выполнить. Возможна, например, оптимизация по критериям наибольшей точности или минимальной мощности, потребляемой цепями тока и напряжения УРЗ.

662 PRINT-ГЛУБЖЕ ИЗУЧИТЕ ВОПРОСЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ"

Решение такого круга задач требует организации эффективного машинного проектирования, разработки методов синтеза, анализа и оптимизации параметров электрических цепей и структур, максимальной стандартизации технологических процессов. Поэтому роль ЭВМ в разработке ИМС постоянно возрастает.

На заключительном этапе расчета ИМС производят анализ пассивных элементов. Результаты, полученные при оптимизации параметров активных элементов, позволяют определить соответствующие диффузионные слои, на которых можно сформировать резисторы и конденсаторы с учетом предельно допустимых геометрических размеров и допусков на номинальные значения в диапазоне рабочих температур.