Показано переваги побудови математичних моделей у програмному середовищі COMSOL Multiphysics. Найсуттєвішою перевагою є можливість вирішувати мультифізичні задачі, що дозволяє створювати комплексні (взаємопов’язані) моделі. Представлено алгоритм, математичний опис і розв’язок задачі визначення розподілу електромагнітного поля та температури у торцевій зоні осердя статора потужного турбогенератора у разі застосування чисельного методу. Використано підхід для аналізу теплових процесів у торцевій зоні осердя статора турбогенератора послідовного логічного переходу від простої моделі електромагнітного поля в активній частині машини до більше складних моделей кінцевої зони з використанням попередніх результатів у наступних, що дозволяє отримати рішення для визначення розподілу температури в складних областях. Математична модель відрізняється від тих, що використовуються та відомі на сьогодні, більше повним урахуванням фізико-технічних факторів і достовірністю результатів розрахунку за умов простоти програмної реалізації.
References
Милых, В. И. & Полякова, Н. В. (2014). Численно-полевые расчеты электромагнитных параметров турбогенераторов. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Електричні машини та електромеханічне перетворення енергії, 1081 (38), 3-18.
Васьковський, Ю. М. & Титко, О. І. (2013). Математичне моделювання вихрових струмів і втрат в крайніх пакетах статора турбогенератора. Технічна електродинаміка, (3), 50-56.
Васьковський, Ю. М. (2007). Польовий аналіз електричних машин. Київ: НТУУ «КПІ».
Кенсицький, О. Г. & Хвалін, Д. І. (2017). Квазітривимірна модель електромагнітного поля у торцевій зоні турбогенератора. Праці Інституту електродинаміки НАН України, (48), 59-64.
Вознесенский, А. С. (2011). Компьютерные методы в научных исследованиях. Часть 2. Компьютерное моделирование физических объектов и процессов горного производства. Москва: МГГУ.
Хвалин, Д. И., Кенсицкий, О. Г. & Кобзарь, К. А. (2021). Моделирование электромагнитного поля мощной электрической машины. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ, 64 (2), 130-142. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-2-130-142
COMSOL Multiphysics Modeling and Simulation Software. (2016). Retrieved from: http://www.comsol.com/
Постников, И. М., Станиславский, Л. Я. & Счастливый, Г. Г. (1971). Электромагнитные и тепловые процессы в концевых частях мощных турбогенераторов. Киев: Наук. думка.
Счастливый, Г. Г., Федоренко, Г. М. & Выговский, В. И. (1978). Прибор для измерения теплоотдачи в электрических машинах и аппаратах. Электротехническая промышленность. Серия: Электрические машины, (7), 10-13.
Счастливый, Г. Г., Федоренко, Г. М. & Выговский, В. И. (1985). Турбо- и гидрогенераторы при переменных графиках нагрузки. Киев: Наук. думка.
Титов, В. В., Хуторецкий, Г. М., Загородная, Г. А. и др. (1967). Турбогенераторы. Расчет и конструкция. Ленинград: Энергия.
Смородин, В. И. (1991). Экспериментальные исследования и анализ особенностей электромагнитных процессов в торцевых зонах статоров мощных турбогенераторов (препр. № 709). Институт электродинамики АН УССР. Киев, Украина.
Кенсицький, О. Г., Хвалін, Д. І. & Кобзар, К. О. (2018). Математична модель спільного розрахунку електромагнітного та температурного полів торцевої зони потужного турбогенератора. Гідроенергетика України, (1-2), 32-35.
Штогрін, О. В. (2016). Науково-технічні заходи по зменшенню пошкоджуваності статорів потужних турбогенераторів, спричинених вібрацією в торцевих зонах (автореф. дис. … канд. техн. наук). Одеський національний політехнічний університет. Одеса, Україна.
Кенсицький, О. Г. & Хвалін, Д. І. (2018). Електромагнітне поле у торцевій зоні турбогенератора при зміні реактивного навантаження. Технічна електродинаміка, (1), 62-68.
Кенсицький, О. Г. & Хвалін, Д. І. (2018). Розподіл електромагнітного поля в торцевій зоні турбогенератора при номінальному навантаженні. Технічні вісті, 47 (1), 48 (2), 11-14.
Потапов, Л. А. & Бутарев, И. Ю. (2011). COMSOL Multiphysics: моделирование электромеханических устройств. Брянск: БГТУ.
Fujita, M., Ueda, T., Tokumasu, T., Nagakura, K., Kakiuchi, M. & Otaka, T. (2009). Eddy Current Analysis in the Stator End Structures of Large Capacity Turbine Generators. International Conference on Electrical Machines and Systems (1-6), Nov., 2009, Tokyo, Japan. https://doi.org/10.1109/ICEMS.2009.5382938
Li, W., Guang, C. & Zheng, P. (2010). Calculation of a Complex 3-D Model of a Turbogenerator With End Region Regarding Electrical Losses, Cooling, and Heating. IEEE Transactions on Energy Conversion, (26) 4, 1073-1080.
Милых, В. И. & Высочин, А. И. (2010). Принципы расчета магнитного поля в торцевой зоне турбогенератора в различных режимах его работы. Електротехніка і електромеханіка, (3), 19-24.
Милых, В. И. & Дубинина, О. Н. (2002). Сравнительный анализ вариантов граничных условий при численном расчёте магнитного поля в концевой зоне турбогенератора методом плоско-ортогональных расчётных моделей. Технічна електродинаміка. Тематичний випуск. Проблеми сучасної електротехніки, (5), 10-15.
Милых, В. И. & Полякова, Н. В. (2015). Численные расчеты магнитных полей в торцевой зоне турбогенераторов. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Електричні машини та електромеханічне перетворення енергії, (5), 3-11.
Хуторецкий, Г. М., Токов, М. И. & Толвинская, Е. В. (1987). Проектирование турбогенераторов. Ленинград: Энергоатомиздат.
Vlasenko, T. S., Hvalin, D. I. & Mystetskyi, V. A. (2019). Complex mathematical simulation of physical processes in powerful generator. East European Scientific Journal, 44 (4), 22-30.
Кенсицкий, О. Г., Хвалин, Д. И., & Кобзарь, К. А. (2019). Математическая модель совместного расчёта электромагнитного поля и нагревов торцевой зоны мощного турбогенератора. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ, 62 (1), 37-46. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-1-37-46
Кенсицький, О. Г., Крамарський, В. А., Кобзар, К. О. & Хвалін Д. І. (2018). Дослідження розподілу електромагнітного поля та температури в торцевій зоні осердя статора турбогенератора. Праці Інституту електродинаміки НАН України, (51), 47-53.
Исаченко, В. П., Осипова, В. А. & Сукомел, А. С. (1975). Теплопередача. Москва: Энергия.
Михеев, М. А. & Михеева, И. М. (1977). Основы теплопередачи. Москва: Энергия.
Данько, В. Г., Мілих, В. І. & Поляков, І. В. (2000). Деякі проблеми турбогенераторів з повітряним охолодженням. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях, (84), 73-76.
