Методическое пособие 812

УДК621.313.821

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТИПЫ ОБМОТОК БЕСКОНТАКТНЫХ МИКРОДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

БЕСПАЗОВОГО ИСПОЛНЕНИЯ

А.А. Агапов1, С.А. Белозоров2 1Магистрант гр. мЭМП-21, alex0894080418@yandex.ru

2Канд. техн. наук, доцент, belozorov_sa@mail.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Аннотация: рассматриваются новые типы обмоток якоря беспазовых микромашин постоянного тока, отличительной особенностью, которой является сниженные габаритные размеры, повышенные энергетические показатели, а также возможность взаимного выравнивания катушек обмотки для обеспечения повышенной симметрии обмотки в целом.

Ключевые слова: БДПТ, обмотка якоря, стреловидная, полукольцевая, ромбовидная.

На сегодняшний день одним из наиболее передовых направлений разработки электрических машин является проектирование бесконтактных двигателей постоянного тока (БДПТ) с использованием различных переключающих устройств.

Стоит отметить, что особую популярность среди такого рода машин завоевали двигатели беспазового исполнения, благодаря высокой эффективности, отсутствию реактивного зубцового момента, а также линейным пусковым характеристикам.

Выбор типа и параметров обмотки в значительной степени определяет свойства проектируемого БДПТ. В беспазовых электродвигателях обмотка также определяет величину воздушного зазора, так как медь обмотки имеет такое же магнитное сопротивление, как и воздух, что в дальнейшем влияет на все электромагнитные параметры БДПТ. Поэтому правильный выбор типа, шага и способа укладки обмоткиявляется одной из главнейших задач при проектировании БДПТ.

Уже довольно давно, при производстве электродвигателей постоянного тока различными зарубежными компаниями, к примеру, MAXONMotor (Швейцария), применяется ромбовидная обмотка (рис. 1) [1].

Рис. 1. Беспазовая ромбовидная обмотка компании MAXON Motor

160

Особенностью такого рода обмотки является достижение довольно высокого значения коэффициента заполнения обмоточного пространства проводником. Помимо этого, данный тип намотки позволяет достичь взаимного выравнивания катушек, что приводит к большей симметрии обмотки в целом.

Проблема минимизации габаритов электрических машин в XXI веке стоит довольно остро, появляются все более новые и сложные устройства, которые накладывают серьезные ограничения на двигатели по целому ряду параметров. Все эти факторы и определяют необходимость разработки новых, более эффективных типов электродвигателей, способных отвечать вызовам времени. Поэтому сегодня требуются качественно новые нетрадиционные и неординарные решения.

Ниже представлен ряд перспективных типоисполнений, для использования в БДПТ с целью улучшения функциональных и технико-экономических характеристик.

Одним из них является абсолютно новый тип обмотки – многосекционная ромбовидная обмотка (рис. 2) [2]. Данный тип обмотки имеет целый ряд предпочтительных исполнений, позволяющий в широких пределах изменять параметры проектируемой машины с минимальным конструктивным вмешательством.

Рис. 2. Беспазовая многосекционная ромбовидная обмотка

Данное техническое решение позволяет, независимо от способа и типа укладки секций в обмотке, полностью исключить утолщение за счет выводных концов секций. Другое предпочтительное исполнение, заключается в пространственном распределении полусекций относительно друг друга в пределах одной секции. Такого рода решение позволяет получить наилучшую картину распределения МДС в воздушном зазоре, при этом угол данного распределения не зависит ни от способа укладки, ни от габаритов двигателя.

Другим возможным типоисполнением является стреловидная обмотка

(рис. 3) [3].

Рис. 3. Беспазоваястреловидная обмотка

161

Использование такого рода обмотки вкупе со специализированной магнитной системой,позволяет значительно снизить массогабаритные параметры БДПТ, а также повысить вращающий момент.

Однако в случае необходимости повышенной плавности вращения вала машины, возможным конструктивным решением может статьполукольцевая обмотку (рис. 4) [4].

Рис. 4. Беспазоваяполукольцевая обмотка

Данный тип обмотки обладает теми же функциональными преимуществами, что и стреловидная обмотка при обеспечении повышенной плавности вращения вала машины.

На сегодняшний день указанные типы обмоток являются наиболее передовыми техническими решениями для создания как единичных экземпляров, так и крупных серий БДПТ, способных отвечать самым высоким требования.

В условиях сложившейся геополитической обстановки в мире, для обеспечения нужд особо важных отраслей промышленности РФ,таких как военная, воздушно-космическая, атомная и др. требуются технические решения нового формата, позволяющие обеспечить качество разработки на уровне ведущих мировых аналогов.

Литература

1.Электрический двигатель с многослойными ромбовидными обмотками: пат. 2359387 Рос. Федерация № 2006137171/09; заявл. 23.10.2006; опубл. 20.06.2009, Бюл. №17.

2.Агапов А.А. Исследование возможности применения нетрадиционной ортоциклической обмотки для малогабаритных бесконтактных двигателей постоянного тока / А.А. Агапов, Ю.В. Писаревский // Прикладные задачи

электромеханики, энергетики, электроники: труды Всерос. студенческой науч.- техн. конф. Воронеж. –2016. – С. 19-22.

3.Бесконтактный электродвигатель постоянного тока; пат 172408 Рос. Федерация № 2016145784; заявл. 22.11.2016; опубл. 07.07.2017, Бюл. №19.

4.Бесконтактный электродвигатель постоянного тока; пат 176105 Рос. Федерация № 2017118272; заявл. 22.05.2017; опубл. 09.01.2018, Бюл. №1.

162

УДК 004.056.57

ПЛАТФОРМЫ СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЕЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ДЕСТРУКТИВНОГО КОНТЕНТА

В.В. Филатов 1, Г.А. Остапенко 2 1Студент гр. ИБ-51, mnac@comch.ru

2Д-р техн. наук, профессор, mnac@comch.r

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Аннотация: в данной работе рассмотрены инструменты, распознающие и фильтрующие контент в социальных сетях.

Ключевые слова: социальная сеть, деструктивный контент.

Платформы, должны обеспечивать безопасность онлайн пространства для своих пользователей, включая идентификацию и устранение запрещённого контента. При этом предоставляются возможности пользователю перейти в специализированный, ограниченный круг так называемых доверенных сигнальщиков, функционал которых расширен возможностью обратной связью с администрацией социальной сети для пометки какого-либо контента как нелегального. Подобный механизм может быть доступен и для обычных пользователей, с той лишь разницей, что внимание на пометки доверенных волонтёров уделяется больше (быстрее отклик в виде действия со стороны команды платформы, большие коэффициенты при попытке суммарного оценивания легальности контента.

Возрастающий трафик в совокупности с техническим прогрессом методов обработки информации с использованием спецсредств и искусственным интеллектом делают автоматическое распознавание и фильтрацию наиболее актуальными инструментами вонлайн борьбе с нелегальным контентом. Уже сейчас многие крупные платформы используют алгоритмы сопоставления, основанные на различных технологиях, от простой фильтрации по метаданным до хеширования и «отпечатков» контента.

Первым из таких инструментов следует считать машинное обучение и искусственный интеллект. Работы в этом направлении не приостанавливаются и поэтому будут созданы новые классификаторы контента, которые помогут распознать его экстремистскую сущность. Но несмотря на то, что подобный подходсильно зависит от техники машинного обучения и связанных с этим направлением разработок, человек всё ещё остаётся в качестве инструмента оценивания контента. Существует программа волонтёров YouTube (YouTube сигнализаторы), которые предоставляют платформе информацию к какому типу относится тот или иной контент.Google придерживается жёсткой позиции в отношении видео, которое явно не нарушает правила социальной сети – например, видео материалы, которые содержат религиозно нетерпимый или экстремистский контент. Подобные меры предпринимает и социальная сеть Facebook, где используется новое программное обеспечение для

163

противодействия в сети пропаганде экстремизма и терроризма. Эти технологии опираются на элементы искусственного интеллекта и позволяют реже задействовать людей при принятии решения об удалении или блокировании запрещенного контента.«Контекст имеет первостепенное значение в тех случаях, когда мы имеем дело с визуальным изображением, касающимся терроризма», –отметила начальник департамента глобальной политики управления компании Моника Бикерт. «Для нас технология является важной составной частью выявления и предупреждения о появлении такого контента. При этом именно люди обладают бесценной возможностью правильно понимать контекст», – добавила она.

В компании уже в течение нескольких месяцев испытывают на практике новое ПО, предназначенное для поиска и предотвращения дальнейшего распространения контента экстремистского характера. Еще один набор алгоритмов позволяет выявлять и даже автоматически препятствовать пользователям из числа идеологов терроризма открывать новые аккаунты в соцсети вместо блокированных ранее. Другой инструмент опирается на технологию искусственного интеллекта, способного распознавать особенности и нюансы речи, а также стиля изложения вербовщиков.

Все это весьма необходимо в условиях разворачиваемого в информационном пространстве сетевого противоборства [1-3].

Остапенко, Н.М. Радько, А.О. Калашников и др., Под редакцией чл. -корр РАН Д.А. Новикова. – М.: Горячая линия – Телеком, 2018. – 284 с.

164

УДК 621.455

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ НАРУЖНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ЖРД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИНЦИПОВ РОБАСТНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

А.Н. Попков1, А.В. Кретинин2

1Аспирант кафедры НГОТ, popkov.group@yandex.ru

2Д-р техн. наук, профессор, avk-vrn@mail.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Аннотация: приведены результаты расчета распределения компонента топлива по каналам охлаждающего тракта жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) на основе метода Монте-Карло с учетом случайного разброса значений коэффициента гидравлического

сопротивления отдельных каналов.

Ключевые слова: жрд, ansys, коллектор, недетерминированный.

Случайные флуктуации гидравлических характеристик каналов тракта охлаждения приводят к изменению характера распределения по ним компонентов топлива. Значительная роль случайных воздействий подтверждается экспериментальными исследованиями [1]. Существующие в настоящее время расчетные алгоритмы и инженерные методики определения гидравлической неравномерности основаны на детерминированных математических моделях, т.е. на предположении, что все однотипные каналы имеют абсолютно идентичные гидравлические характеристики. Привлечение методов теории вероятностей и математической статистики для расчета распределения расходов по каналам тракта охлаждения позволяет не только определять математические ожидания и дисперсию расходов через отдельные каналы, но и вычислять для них вероятность достижения того или иного уровня расхода. В контексте рассматриваемой в данной работе предметной области исследований это приведет к повышению надежности и энергетического совершенства камеры при обоснованном назначении допусков на параметры гидравлической неравномерности.

Результаты многочисленных экспериментальных исследований свидетельствуют, что уровень неравномерности распределения компонента по каналам охлаждающего тракта может достигать десяти и более процентов, причем важную роль в формировании высокого уровня неравномерности играют случайные отклонения гидравлических характеристик отдельных каналов от номинальных значений. То есть, помимо крупномасштабной расходной неравномерности, обусловленной закономерностями распределения гидродинамических параметров по длине подводящего кольцевого коллектора, весьма существенна среднемасштабная неравномерность порядка шага между отдельными каналами тракта, уровень которой сопоставим с уровнем осредненной неравномерности распределения давления по длине подводящего коллектора.

165

На рис. 1 приведены линии тока движущейся жидкости в проточной части исследуемой системы регенеративного охлаждения цилиндрической камеры сгорания.

Рис. 1. Линии тока в проточной части охлаждающего тракта камеры сгорания

На рис. 2 представлены некоторые результаты расчета распределения компонента по каналам охлаждающего тракта, проведенного при изменении ряда граничных условий. Вариант "Противоток" означает, что подводящие штуцеры подвода и отвода компонента расположены диаметрально с противоположных сторон камеры. Вариант "Выход+1" также рассчитан для случая противотока, но со смещением выходного штуцера на один градус от перпендикулярного исполнения. Вариант "Смещение входа 2 гр" рассчитан для случая противотока со смещением входного штуцера на 2 градуса от перпендикулярного исполнения.

Будем считать суммарный коэффициент гидравлического сопротивления отдельного охлаждающего канала zТ равномерно распределенной случайной

величиной, принимающей значения в интервале zTн zTн , zTн zTн , где zTн – номинальное значение zT , – допуск на предельное относительное изменение

zT от номинального значения. Проведем расчет по уравнению (1) в

стохастической постановке с использованием метода Монте-Карло [2], суть которого заключается в следующем: уравнение (1) решается большое

осуществляется с помощью датчика псевдослучайных чисел, генерирующего значения zТ в заданном диапазоне, после чего проводится статистическая

обработка полученных результатов.

166

Рис. 2. Результаты распределения охладителя по отдельным каналам охлаждающего тракта камеры сгорания при различных вариантах

конструктивного исполнения

Можно отметить следующие основные выводы сравнительного анализа результатов расчета в детерминированной и стохастической постановках. Вопервых, распределения математических ожиданий расходов через отводящие каналы, полученных в стохастической постановке, совпадают с расходами через эти каналы, найденными в результате детерминированного расчета. Вовторых, случайный разброс значений расходов через отдельные каналы значительно увеличивается, если проводится расчет в стохастической постановке. Таким образом, использование стохастического подхода позволяет уточнить минимально возможные значения расходов через отдельные каналы охлаждающего тракта, что необходимо для оптимизации геометрических и режимных параметров функционирования системы наружного охлаждения камеры ЖРД.

Литература

1.Рубинский В.Р., Космачева В.П., Гуменный А.В. Исследования неравномерности распределения охладителя в каналах охлаждения камеры сгорания // Компьютерные технологии автоматизированного проектирования систем машиностроения и аэрокосмической техники: Труды Рос. конф., посвященной 105-летию С.А. Косберга. – Воронеж, 2008. – С. 5–12.

2.Соболь И.М. Метод Монте-Карло. – М.: Наука, 1985. – 80 с.

167

УДК 621.3

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ПРИ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ ОПОРНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

МЕТОДОМ ВРЕМЕННОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ

А.О. Рыжов1, А.Б. Токарев2 1Магистрант гр. РТм-171, ryzhov777@yandex.ru

2Д-р техн. наук, профессор, TokarevAB@ircoc.vrn.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Аннотация: рассмотрены варианты повышения точности радиоизмерений путём термостабилизации опорных генераторов при использовании алгоритма временной синхронизации. Описаны методы слежения за уходом частоты в различных условиях эксплуатации измерительной системы.

Ключевые слова: временная синхронизация, измерение частоты, опорный генератор, термостабилизация.

Для проведения оценки и измерения параметров сигналов необходима высокая стабильность частоты опорных генераторов измерительного оборудования [1]. Это условие является важнейшим требованием, предъявляемым к измерительным системам. При оценивании нестабильности частоты тактового генератора необходимо учитывать множество факторов, наиболее распространённый из них – изменение температуры окружающей среды. Негативные последствия данного явления обычно устраняются термостабилизацией опорного генератора. Однако, стоит учитывать, что поддержание постоянной температуры является весьма сложным процессом, который влечёт за собой возникновение квазипериодических колебаний температуры в соответствующем внешним условиям диапазоне. Обусловлено это систематическим нагреванием и охлаждением системы. В связи с этим необходимо дополнительно принимать меры по устранению этого негативного явления. Одним из таких методов является алгоритм временной синхронизации, основанный на контроле рассогласования локальной шкалы времени (ЛШВ) приёмника с шкалой всемирного координированного времени

(UTC).

Технически подобная процедура организуется посредством использования в измерительном оборудовании навигационного приёмника, который будет формировать строб-сигнал «pulse-per-second» (PPS) в начале каждой секунды по шкале UTC. Стоит отметить, что локальная шкала времени основывается на опорном генераторе, а посредством PPS-импульсов осуществляется лишь слежение за уходом частоты и временным рассогласованием. Обусловлено это тем, что приём сигналов навигационных систем зависит от множества факторов. Так, при отсутствии электромагнитной доступности и работе в условиях сильных помех вероятность корректного приёма PPS-импульсов значительно снижается. Следовательно, рассогласование шкал времени будет расти и точность измерений останется невысокой.

168