В дисертаційній роботі шляхом уточнення математичної моделі асинхронного двигуна з масивними елементами в магнітопроводі ротора та створення за її допомогою конструкцій асинхронних двигунів з масивними елементами в магнітопроводі ротора зі спеціальними властивостями і параметрами, вирішена актуальна науково-технічна задача покращення техніко-економічних показників асинхронних двигунів з масивними елементами в магнітопроводі ротора в інтенсивних динамічних режимах, отримані нові наукові результати. 1. Аналіз основних конструктивних рішень ротора АД, які найкраще задовольняють вимогам по забезпеченню інтенсивних динамічних режимів роботи, а саме низької кратності пускових струмів, високої кратності пускового моменту, високої енергоефективності, надійності і простоти експлуатації показав, що одними з найбільш ефективних являються конструкції АД з МЕМ ротора. Створення адекватної фізичним процесам математичної моделі АД з МЕМ ротора, для проектування на її основі нових конструкцій двигунів, є необхідним засобом для пошуку шляхів задовільнення вимог по забезпеченню інтенсивних динамічних режимів роботи. 2. Адекватний фізичним процесам розрахунок магнітного кола АД з МЕМ ротора потребує вдосконалення еквівалентування розподілених струмів в роторі стумами еквівалентних контурів. Існуючий підхід еквівалентування розподілених струмів в роторі струмами однієї системи еквівалентних контурів вносить велику похибку в розрахунок параметрів електричної машини. Це пов’язано з завищенням результуючого значення намагнічуючої сили ротора. У зв’язку з чим в роботі обґрунтовано застосування до підходу еквівалентування розподілених струмів в роторі струмами двох систем еквівалентних контурів. 3. Отримана система рівнянь електричної рівноваги АД з МЕМ для дослідження режиму його роботи, яка дає змогу врахувати складний характер зміни вихрових струмів в магнітопроводі шляхом еквівалентування їх двома системами еквівалентних контурів по потоку в радіальному і тангенціальному напрямкам. 4. На основі дослідження розподілу струмів і магнітного потоку при розв’язанні тривимірної польової задачі дослідженні закономірності протікання електромагнітних процесів в АД з МЕМ ротора, які свідчать, що: – в квазітривимірній розрахунковій моделі АД з МФР, при визначенні його електромагнітних параметрів, необхідно розглядати два основні шляхи проходження магнітного потоку взаємної індуктивності статор-ротор: по боковій та торцевій поверхні ротора; – при наявності КЗК у МФР, потік взаємоіндукції статор-ротора не розділяється на два шляхи по боковій і торцевій поверхні ротора, а проходить тільки по боковій його поверхні. 5. З урахуванням закономірностей протікання електромагнітних процесів в АД з гладким МФР та МФР з короткозамкненою кліткою, виведено вирази для розрахунку параметрів еквівалентних контурів ротора при аналізі електромагнітного поля в квазітривимірній постановці задачі, які враховують процеси: по потоку взаємної індуктивності статор-ротор в боковій і торцевих поверхнях ротора; по потоку розсіювання в лобовій зоні ротора. 6. Розроблена математична модель, що реалізована у вигляді комплексу програм для ПЕОМ, забезпечує достатню для практичних розрахунків збіжність розрахункових і експериментальних. Похибка по всім параметрам поблизу ковзання, що відповідає номінальному струму серійного двигуна не перевищує для: – АД з гладким МФР на базі серійного двигуна АО2-81-2 – 15%; – АД з гладким МФР на базі серійного двигуна 4А160М4 – 10%; – АД з МФР і КЗО на базі серійного двигуна 4А160М4 – 15%; – АД з ротором у вигляді фероклітки на базі серійного двигуна АО2-81-2 – 3%, що свідчить про досить високу її адекватність фізичним процесам. 7. Дана кількісна оцінка впливу неврахування параметрів електромагнітного поля по основному потоку торцевих поверхонь та лобового розсіювання ротора. Максимальна розбіжність результатів чисельних і фізичних експериментів АД внаслідок неврахування параметрів по основному потоку торцевих поверхонь сягає 20%, а параметрів лобового розсіювання – 50%. 8. Математична модель для дослідження АД з МЕМ ротора, дає можливість отримати результати розрахунків режимів роботи при підвищеній частоті живлення. Дослідження величини допустимого за перегрівом моменту АД з гладким МФР при варіюванні напругою та частотою живлення показало: – можливість визначення потрібного, за заданими критеріями, закону зміни відношення U/f; – зменшення величини відношення U/f, збільшення жорсткості механічних характеристик пропорційно частоті живлення; – покращення енергетичних показників, незначне зменшення добротності пуску при збільшенні частоти живлення. 9. В результаті дослідження закономірностей протікання електромагнітних процесів в АД з МЕМ ротора, розроблено конструкцію тришарового масивного ротора АД з покращеними енергетичними параметрами, добротністю пуску і використанням габаритної потужності у порівнянні з відомими прототипами такої конструкції. 10. Чисельні дослідження АД з тришаровим масивним ротором показали, що у порівнянні з його прототипами має місце підвищення ККД – на 3%, соs – на 6%, використання габаритної потужності двигуна – на 1520%. При цьому кратність пускових струмів, у порівнянні з гладким МФР, зменшується до 70%, кратність пускового моменту залишається на такому ж рівні. 11. За сукупністю результатів чисельних експериментів АД з тришаровим масивним ротором дослідженні закономірності протікання електромагнітних процесів у роторі, які дали змогу розробити рекомендації по покращенню властивостей АД з ТМР. Так, було встановлено, що для покращення характеристик АД з ТМР у робочому та пусковому режимах, необхідно замінити застосування пазів прорізами (шириною 0.5-2.0мм). А збільшення діапазону зміни активного опору в роторі, можна отримати шляхом певного співвідношення ширини і кількості прорізів у втулках масивного ротора. 12. Отримані в роботі результати стосовно математичних моделей, методик розрахунку та програмних засобів дослідження АД з МЕМ ротора рекомендуються до використання при розробці, дослідженні та впровадженні АД та електромеханічних систем на їх базі для умов частих та важких пусків приводів електромеханічного обладнання в машинобудівній, переробній галузі, агропромисловому комплексі, транспорті. Результати щодо дослідження АД з МЕМ ротора при підвищеній частоті живлення рекомендуються до використання при розробці електроприводів механізмів з підвищеною частотою обертання із суміщенням елементів конструкцій приводного двигуна і навантажувального механізму. | 