Разработка численных методов исследований (3D) электромагнитных процессов в электромеханических преобразователях энергии для альтернативной энергетики с учетом физических свойств материалов их конструктивных элементов

Впервые разработаны с помощью 2D- и 3D-моделирования принципиально новые численные методы расчета электромагнитных, тепловых процессов и эксплуатационных характеристик электромеханических преобразователей энергии (ЭМПЭ) разных типов, основанные на применении передаточной функции вида F2 = f(B0), а также формы кривой напряжения генератора с электромагнитным возбуждением или от постоянных магнитов. Методы отличаются от известных тем, что учитывают все физические факторы, влияющие на вращающий момент и форму кривой напряжения генератора: любые конструктивные особенности ротора и статора, его эксцентриситет, наличие торцевых элементов, насыщение магнитной цепи машины, обусловленное уровнем электромагнитных нагрузок и нелинейностью свойств материалов магнитопровода; распределение токов в элементах конструкции, влияние этих токов на поле взаимоиндукции машины. Выявлены факторы, влияющие на величины выходного вращающего момента, определены требования к электрофизическим характеристиками материалов. Метод позволяет выбрать оптимальный тип материалов для статора и ротора, обеспечивающих необходимую степень насыщения машины. Проведены серии исследований. Применение расчетных методов позволяет формировать технические требования к физическим характеристикам применяемых материалов при одновременном обеспечении технологичности конструкций и их конкурентоспособности, конкретные рекомендации по проектированию современных ЭМПЭ.