Применение принципов объектно-ориентированного проектирования в разработке электрических машин

Выполнен анализ применимости теории объектно-ориентированного анализа в проектировании и математическом моделировании электрических машин. Рассмотрены объектно-ориентированные модели электрических машин, синтез которых осуществляется как на основе положений теории электромагнитного поля, так и на о...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2016
Автори:	Заблодский, Н.Н., Плюгин, В.Е., Петренко, А.Н.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України 2016
Назва видання:	Електротехніка і електромеханіка
Теми:	Електричні машини та апарати
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147034
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Применение принципов объектно-ориентированного проектирования в разработке электрических машин / Н.Н. Заблодский, В.Е. Плюгин, А.Н. Петренко // Електротехніка і електромеханіка. — 2016. — № 1. — С. 17-20. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-147034
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1470342019-02-14T01:25:40Z Применение принципов объектно-ориентированного проектирования в разработке электрических машин Заблодский, Н.Н. Плюгин, В.Е. Петренко, А.Н. Електричні машини та апарати Выполнен анализ применимости теории объектно-ориентированного анализа в проектировании и математическом моделировании электрических машин. Рассмотрены объектно-ориентированные модели электрических машин, синтез которых осуществляется как на основе положений теории электромагнитного поля, так и на основе дифференциальных уравнений электромагнитных переходных процессов. Обоснованы преимущества объектноориентированного подхода в проектировании. Определены основные принципы объектно-ориентированного проектирования. Виконано аналіз застосовності принципів об'єктно-орієнтованого проектування в розробці і оптимізації електричних машин. Розглянуті об'єктно-орієнтовані моделі електричних машин, синтез яких здійснюється як на основі положень теорії електромагнітного поля, так і на основі диференціальних рівнянь електромагнітних перехідних процесів. Обґрунтовані переваги об'єктно-орієнтованого підходу в проектуванні. Визначені основні принципи об'єктноорієнтованого проектування Purpose. To develop the theoretical basis of electrical machines object-oriented design, mathematical models and software to improve their design synthesis, analysis and optimization. Methodology. We have applied object-oriented design theory in electric machines optimal design and mathematical modelling of electromagnetic transients and electromagnetic field distribution. We have correlated the simulated results with the experimental data obtained by means of the double-stator screw dryer with an external solid rotor, brushless turbo-generator exciter and induction motor with squirrel cage rotor. Results. We have developed object-oriented design methodology, transient mathematical modelling and electromagnetic field equations templates for cylindrical electrical machines, improved and remade Cartesian product and genetic optimization algorithms. This allows to develop electrical machines classifications models, included not only structure development but also parallel synthesis of mathematical models and design software, to improve electric machines efficiency and technical performance. Originality. For the first time, we have applied a new way of design and modelling of electrical machines, which is based on the basic concepts of the object-oriented analysis. For the first time is suggested to use a single class template for structural and system organization of electrical machines, invariant to their specific variety. Practical value. We have manufactured screw dryer for coil dust drying and mixing based on the performed object-oriented theory. We have developed objectoriented software for design and optimization of induction motor with squirrel cage rotor of AIR series and brushless turbogenerator exciter. The experimental studies have confirmed the adequacy of the developed object-oriented design methodology 2016 Article Применение принципов объектно-ориентированного проектирования в разработке электрических машин / Н.Н. Заблодский, В.Е. Плюгин, А.Н. Петренко // Електротехніка і електромеханіка. — 2016. — № 1. — С. 17-20. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 2074-272X DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2016.1.03 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147034 621.313:004.696 ru Електротехніка і електромеханіка Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Електричні машини та апарати Електричні машини та апарати
spellingShingle	Електричні машини та апарати Електричні машини та апарати Заблодский, Н.Н. Плюгин, В.Е. Петренко, А.Н. Применение принципов объектно-ориентированного проектирования в разработке электрических машин Електротехніка і електромеханіка
description	Выполнен анализ применимости теории объектно-ориентированного анализа в проектировании и математическом моделировании электрических машин. Рассмотрены объектно-ориентированные модели электрических машин, синтез которых осуществляется как на основе положений теории электромагнитного поля, так и на основе дифференциальных уравнений электромагнитных переходных процессов. Обоснованы преимущества объектноориентированного подхода в проектировании. Определены основные принципы объектно-ориентированного проектирования.
format	Article
author	Заблодский, Н.Н. Плюгин, В.Е. Петренко, А.Н.
author_facet	Заблодский, Н.Н. Плюгин, В.Е. Петренко, А.Н.
author_sort	Заблодский, Н.Н.
title	Применение принципов объектно-ориентированного проектирования в разработке электрических машин
title_short	Применение принципов объектно-ориентированного проектирования в разработке электрических машин
title_full	Применение принципов объектно-ориентированного проектирования в разработке электрических машин
title_fullStr	Применение принципов объектно-ориентированного проектирования в разработке электрических машин
title_full_unstemmed	Применение принципов объектно-ориентированного проектирования в разработке электрических машин
title_sort	применение принципов объектно-ориентированного проектирования в разработке электрических машин
publisher	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
publishDate	2016
topic_facet	Електричні машини та апарати
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147034
citation_txt	Применение принципов объектно-ориентированного проектирования в разработке электрических машин / Н.Н. Заблодский, В.Е. Плюгин, А.Н. Петренко // Електротехніка і електромеханіка. — 2016. — № 1. — С. 17-20. — Бібліогр.: 12 назв. — рос.
series	Електротехніка і електромеханіка
work_keys_str_mv	AT zablodskijnn primenenieprincipovobʺektnoorientirovannogoproektirovaniâvrazrabotkeélektričeskihmašin AT plûginve primenenieprincipovobʺektnoorientirovannogoproektirovaniâvrazrabotkeélektričeskihmašin AT petrenkoan primenenieprincipovobʺektnoorientirovannogoproektirovaniâvrazrabotkeélektričeskihmašin
first_indexed	2025-07-11T01:12:45Z
last_indexed	2025-07-11T01:12:45Z
_version_	1837311064058888192
fulltext	ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №1 17 © Н.Н. Заблодский, В.Е. Плюгин, А.Н. Петренко УДК 621.313:004.696 doi: 10.20998/2074-272X.2016.1.03 Н.Н. Заблодский, В.Е. Плюгин, А.Н. Петренко ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ В РАЗРАБОТКЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН Виконано аналіз застосовності принципів об'єктно-орієнтованого проектування в розробці і оптимізації електричних машин. Розглянуті об'єктно-орієнтовані моделі електричних машин, синтез яких здійснюється як на основі поло- жень теорії електромагнітного поля, так і на основі диференціальних рівнянь електромагнітних перехідних процесів. Обґрунтовані переваги об'єктно-орієнтованого підходу в проектуванні. Визначені основні принципи об'єктно- орієнтованого проектування. Бібл. 12, рис. 2. Ключові слова: електрична машина, об'єктно-орієнтований, клас, об'єкт, шаблон, спадкоємство, ієрархія, проекту- вання, математичне моделювання, електромагнітне поле, оптимізація, алгоритм. Выполнен анализ применимости теории объектно-ориентированного анализа в проектировании и математическом моделировании электрических машин. Рассмотрены объектно-ориентированные модели электрических машин, син- тез которых осуществляется как на основе положений теории электромагнитного поля, так и на основе дифферен- циальных уравнений электромагнитных переходных процессов. Обоснованы преимущества объектно- ориентированного подхода в проектировании. Определены основные принципы объектно-ориентированного проекти- рования. Библ. 12, рис. 2. Ключевые слова: электрическая машина, объектно-ориентированный, класс, объект, шаблон, наследование, иерар- хия, проектирование, математическое моделирование, электромагнитное поле, оптимизация, алгоритм. Введение. Разработка и модернизация электри- ческих машин (ЭМ) с высокими технико- экономическими показателями является приоритет- ной задачей современных электромашиностроитель- ных предприятий [1, 2]. Разработка новых модифика- ций ЭМ реализуется за счет индивидуального подхо- да к каждому проекту. Однако, существующие методы проектирования, основанные на последовательной организации этапов проектирования, не позволяют реализовать задачи, связанные со следующим: 1) нет возможности автоматизированного переноса всего проекта или его части для создания нового, ко- торый имеет как общие признаки с базовым, так и свои собственные; 2) отсутствует механизм включения в существую- щий проект данных и зависимостей других проектов; 3) невозможно применять современные методы оп- тимизации, основанные на объектно- ориентированном представлении данных; 4) затраты ресурсов на проектирование при тради- ционном последовательном подходе значительно ус- тупают объектно-ориентированным системам. В связи с этим важной задачей является обосно- вание такой методики проектирования, которая по- зволит не только сократить сроки проектно- конструкторских работ, но также усовершенствовать процесс создания ЭМ благодаря переносу проектных методик из заранее сформированной базы данных на новую комбинацию узлов ЭМ. В работах [3-6] были раскрыты принципы, мето- дология и реализация объектно-ориентированного проектирования (ООП), математического моделиро- вания и оптимизации ЭМ. В настоящей статье прин- ципы объектно-ориентированного анализа (ООА) рас- сматриваются в реализации комплексного проекта ЭМ от расчета до оптимизации. Цель работы – решение задачи повышения тех- нико-экономических показателей ЭМ и сокращения сроков их разработки за счет применения ООП. Постановка задачи. Традиционное проектиро- вание сопровождается так называемым «процедур- ным» подходом к решению задач расчета электриче- ской машины. Проект, построенный на основе проце- дурного метода, разделяется на расчетные блоки, ка- ждый из которых выполняет некоторую законченную последовательность действий и имеет явно выражен- ные связи с другими блоками проекта. Расчеты разби- ваются на последовательно выполняемые пункты с набором формул, жестко связанных между собой входными и выходными данными. Большое число связей между расчетными блоками и данными, в свою очередь, также порождает несколько проблем: во- первых, усложняется структура проекта; во-вторых, в проект становится трудно вносить изменения. Затра- ты на разработку таких проектов весьма существен- ны, что сказывается на дополнительных материаль- ных затратах и повышению стоимости выпускаемой продукции. В связи с этим такая реорганизация про- ектирования ЭМ, которая бы позволила повысить эф- фективность разработки новых проектов, а также мо- дификация существующих с минимальными ресурс- ными и временными затратами, имеет первостепенное значение в современном электромашиностроении. Объектно-ориентированное проектирование реа- лизует концепцию решения задач с использованием моделей, основанных на понятиях реального мира. Фундаментальными элементами являются класс и объ- ект [7]. Классы позволяют выполнять конструирование из отдельных компонент, обладающих простыми инст- рументами. Объект при этом объединяет структуру данных (параметров с расчетными процедурами). Основополагающей идеей ООП является объе- динение данных и действий, производимых над этими данными, в единое целое, которое называется объек- том. В качестве примера на рис. 1 представлена струк- тура ООП для двигателя постоянного тока. Объектно-ориентированный проект можно пред- ставить, как «электротехнический конструктор», 18 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №1 когда из отлаженных блоков собирается новая моди- фикация ЭМ. Так, на рис. 2 показана ООП шнекового двигателя с массивным ротором, который составляет- ся из модулей асинхронного двигателя (АД), машины с массивным ротором и шнека Рис. 1. Дерево наследования ДПТ в ООП Рис. 2. Синтез ОО проекта шнекового АД с массивным ротором Создание новых проектов при ООП, а также модифи- кация существующих базируется на опыте предыду- щих разработок, что приводит к значительному со- кращению сроков разработки, снижает вероятность внесения ошибок в новый проект. Результаты исследований. В ООП проект пред- ставляется в виде дискретных объектов, содержащих в себе данные и расчетные блоки с набором формул и логическими связями [3, 7]. Характеристиками и ос- новными принципами построения объекта при этом являются: индивидуальность; классификация; насле- дование; полиморфизм. Рассматривая теорию ООП, мы выходим из по- ложения, предполагающего наличие базового класса обобщенного ЭМ, потомками которого являются из- вестные виды ЭМ. Путем наследования, использую- щего рассмотренные принципы ООП, добавляются или отсекаются те признаки, которые приводят к син- тезу конкретной модели ЭМ. В качестве базовых, в терминах ООП, принима- ются уравнения Максвелла классической электроди- намики [8]:                  .0div ,rot ,div ,rot B t D JH D t B E     (1) В (1) векторы напряженности электрического Е  и магнитного Н  полей связаны посредством соотношений: ,0ED   HB  0 , EJ   , (2) с векторами электрической D  и магнитной B  ин- дукций, вектором плотности электрического тока J  , которые представляют собой отклик среды на нали- чие в ней электромагнитного поля. Соответственно,  – объемная плотность стороннего заряда, 0 и 0 – электрическая и магнитная постоянные,  – удельная электрическая проводимость, относительные диэлек- трическая  и магнитная  проницаемости среды. Анализ выполненной работы показывает, что уравнения Максвелла (1) – (2), являющиеся осново- полагающими в теории ЭМ, полностью подтвержда- ют заявленные принципы ООП, тем самым доказывая состоятельность объектно-ориентированного подхода в проектировании ЭМ. Таким образом, разработка теоретических основ ООП, кроме того, что повышает эффективность и качество проектирования, не проти- воречит принципам формообразования электромаг- нитных структур в ЭМ. Практическая реализация ООП была выполнена на языке программирования Java [6]. В проекте были реализованы этапы проектирования, включающие в себя как электромагнитный расчет, так и тепловой, надежности, экономический. Примененные объектно-ориентированные алго- ритмы оптимизации, такие как Декартово произведе- ние множеств (ДПМ) и генетический алгоритм (ГА), позволяют выполнить расчеты машины при всех воз- можных сочетаниях варьируемых переменных в за- данных пределах и с заданным шагом при одновре- менном изменении варьируемых параметров [9, 10]. Для повышения эффективности работы алгорит- ма ДПМ процедура выборки комбинаций, прошедших проверку на ограничения, была модифицирована ав- торами, что повысило быстродействие работы алго- ритма более чем в 10 раз [11]. Генетический алгоритм оптимизации в классиче- ской постановке был модифицирован и практически реализован авторами применительно к выборке дан- ных ЭМ, а также с добавлением внесения изменений в диапазон варьируемых переменных без вмешательст- ва во внутреннюю структуру алгоритма [12]. После завершения последнего этапа оптимиза- ции, выполняется автоматизированное параметриче- ское проектирование оптимального электродвигателя в AutoCAD или КОМПАС с автоматической генера- цией проектной и чертежной документации [6]. Принципы ООП дают возможность не только синтезировать методики проектирования ЭМ, но так- же рассматривать их математические модели в на- следственной преемственности базового класса и классов-потомков. Это позволит подойти к проекти- рованию как к комплексной задаче, решающей вопро- сы получения параметров и характеристик ЭМ в ус- тановившихся и переходных режимах работы. При этом выполняется автоматизированное генерирование математической модели произвольного вида ЭМ на этапе проектирования. ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №1 19 Система уравнений ЭМ базовой машины, опи- сывает процессы преобразования энергии, состоит из четырех уравнений Кирхгофа, уравнений электромаг- нитного момента и движения. На основе анализа ма- тематических моделей различных типов ЭМ была составлена таблица модификаций, позволяющая гене- рировать их модели, используя принципы ООП. Син- тез моделей ЭМ сопровождался формированием таб- лицы модификаторов, которые являются коэффици- ентами или слагаемыми, изменяющими матрицу па- раметров базовой математической модели [3]. Пользуясь классовым шаблоном обобщенного ЭМ и выбирая определенные признаки, можно перей- ти к объекту конкретного ЭМ [4]. Математическая модель переходных процессов при ООП формируется исходя из иерархического дерева наследования, таб- лиц модификаторов, составленных для проектируе- мой машины. Практическая реализация ООП ЭМ подтвержда- ется конкретным внедрением на промышленных предприятиях Украины. Электродвигатель шнековый (ЭДШ), изготов- ленный на ОАО «Первомайский электромеханиче- ский завод им. К. Маркса» был разработан и внедрен в производственный процесс смешивания и сушки угольного шлама на ОАО «ЦОФ Селидовская». Для ЭДШ была составлена объектно- ориентированная методика проектирования, практиче- ски реализована на языке программирования Java, вы- полнено объектно-ориентированное математическое моделирование электромагнитных переходных процес- сов и анализ распределения электромагнитного поля. С использованием принципов ООП были разра- ботаны методика и компьютерная программа на языке Java для оптимального проектирования и исследова- ния переходных режимов работы асинхронного дви- гателя для электроподвижного состава. Полученные результаты расчетов легли в основу полевых расчетов в 2D и 3D постановке с целью улучшения тепловых характеристик двигателя. В качестве объекта проектирования также был рассмотрен возбудитель бесщеточный многофазный синхронный типа БТВ-12(15) (ГП «Электротяжмаш», г. Харьков) предназначенный для систем бесщеточно- го возбуждения турбогенератора (БВТГ) мощностью 80 МВт. Объектно-ориентированная классовая струк- тура проекта БВТГ была реализована в программном виде на языке Java. В качестве объекта проектирования был рас- смотрен асинхронный электродвигатель с коротко- замкнутым ротором серии АИР, разрабатываемый в ООО СКБ «Укрэлектромаш». В ходе выполнения ра- боты было выполнено объектно-ориентированное проектирование, создана компьютерная программа на языке Java, выполнена многокритериальная оптими- зация АД с применением алгоритм ДПМ. В результа- те оптимизации были получены параметры АД с КЗР, имеющие улучшенные, по сравнению с базовым ва- риантом, технико-экономические показатели. Таким образом, методика ООП ЭМ была практи- чески реализована в проектах, получивших практиче- ское внедрение на промышленных предприятиях. Выводы. 1. Объектно-ориентированное проектирование по- зволило реализовать формирование проектных мето- дик и математических моделей ЭМ благодаря исполь- зованию информации базовых классов проекта при помощи модификаторов и операторов синтеза. Уни- фицированный шаблон позволяет переносить нарабо- танные данные проекта на новые модификации ЭМ. 2. Объектно-ориентированная методология матема- тического моделирования ЭМ позволяет синтезиро- вать математические модели как существующих ти- пов ЭМ, так и прогнозировать возможные модифика- ции новых структур. 3. Применение принципов ООП приводит к суще- ственному сокращению сроков проектирования, воз- можности параллельно с инженерным проектирова- нием выполнять оптимизацию, математическое моде- лирование электромагнитных переходных процессов и анализ распределения электромагнитного поля ЭМ в рамках одного проекта. 4. Применение объектно-ориентированных методов оптимизации позволило повысить такие технико- экономические показатели ЭМ, как КПД, себестои- мость, коэффициент мощности, улучшить показатели пусковых и рабочих характеристик. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Expediting and validating development [Электронный ре- сурс] / Режим доступа к брош.: www.iff.fraunhofer.de/en. 2. R-Designed [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://blog.caranddriver.com/r-designed-2016-volvo-xc90-gets- the-sporty-r-design-treatment-still-isnt-on-sale-yet/ . 3. Плюгин В.Е. Теоретические основы объектно- ориентированного расчета и проектирования электромеха- нических устройств. – Алчевск: Ладо, 2014. – 200 с. 4. Pliugin V., Milykh V., Polivianchuk A., Zablodskiy N. Us- ing of object-oriented design principles in mathematic modeling of electric machines // MOTROL – Motoryzacja i Energetyka Rolnictwa. – 2015. – vol.15. – №2. – pp. 25-32. 5. Pliugin V., Shilkova L., Letl J., Buhr K. Analysis of the electromagnetic field of electric machines based on object- oriented design principles // Proceedings 36th PIERS. – Prague: Electromagnetic Academy. – 2015. – pp. 2522-2527. 6. Заблодський М.М., Плюгін В.Є., Бур К. САПР електро- механічних пристроїв. – Навчальний посібник. – Алчевськ: Ладо, 2013. – Ч. 2. – 320 с. 7. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектиро- вание. – М.: Бином, 1998. – 560 с. 8. Беляев Е.Ф., Шулаков Н.В. Дискретно-полевые модели электрических машин. – Пермь: Перм. гос. техн. ун-т, 2009. – 457 с. 9. Верещагин Н.К., Шень А. Лекции по математической логике и теории алгоритмов. Начала теории множеств. – М.: МЦНМО, 2008. – 198 с. 10. Емельянов В.В., Курейчик В.В., Курейчик В.М. Теория и практика эволюционного моделирования. – М.: Физмат- лит, 2003. – 432 с. 11. Zablodskiy N., Pliugin V., Lettl J., Buhr K., Khomitskiy S. Induction motor optimal design by use of cartesian prod- uct // Transactions on electrical engineering. – 2013. – №2. – pp. 54-58. 12. Zablodskiy N., Pliugin V., Lettl J., Buhr K., Khomitskiy S. Induction motor design by use of genetic optimization algo- rithms // Transactions on electrical engineering. – 2013. – №3. – pp. 65-69. 20 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2016. №1 REFERENCES 1. Expediting and validating development. Available at: http://www.iff.fraunhofer.de/en (accessed 12 September 2015). 2. R-Designed. Available at: http://blog.caranddriver.com/r- designed-2016-volvo-xc90-gets-the-sporty-r-design-treatment- still-isnt-on-sale-yet/ (accessed 12 September 2015). 3. Pliugin V.E. Teoreticheskie osnovy ob’ektno- orientirovannogo rascheta i proektirovaniia elektromekhani- cheskikh ustroistv [Theoretical basis of electromechanical de- vices object-oriented calculation and design]. Alchevsk, Lado Publ., 2014. 200 p. (Rus). 4. Pliugin V., Milykh V., Polivianchuk A., Zablodskiy N. Us- ing of object-oriented design principles in mathematic modeling of electric machines. MOTROL – Motoryzacja i Energetyka Rolnictwa, 2015, vol.15, no.2, pp. 25-32. 5. Pliugin V., Shilkova L., Letl J., Buhr K. Analysis of the electromagnetic field of electric machines based on object- oriented design principles. Proceedings 36th PIERS. Prague: Electromagnetic Academy, 2015, pp. 2522-2527. 6. Zablodskii M.M., Pliugin V.E., Buhr К. SAPR elektromek- hanichnykh prystroiv. – Navchalnyi posibnyk. Ch.2 [CAD of electromechanical devices. – Textbook. Vol.2]. Alchevsk, Lado Publ., 2013. 320 p. (Ukr). 7. Buch G. Ob’ektno-orientirovannyj analiz i proektirovanie [Object-oriented analysis and design]. Мoscow, Binom Publ., 1998. 560 p. (Rus). 8. Beljaev E.F., Shulakov N.V. Diskretno-polevye modeli elek- tricheskih mashin [Discrete field models of electrical machines]. Perm, Perm State Technical University Publ., 2009. 457 p. (Rus). 9. Vereshhagin N.K., Shen’ А. Lekcii po matematicheskoj logike i teorii algoritmov. Nachala teorii mnozhestv [Lectures on mathematical logic and theory of algorithms. Beginning of set theory]. Мoscow, MCNMO Publ., 2008. 198 p. (Rus). 10. Emel'janov V.V., Kurejchik V.V., Kurejchik V.М. Teorija i prak- tika evoljucionnogo modelirovanija [Theory and practice of evolu- tionary modeling]. Мoscow, Phizmatlit Publ., 2003. 432 p. (Rus). 11. Zablodskiy N., Pliugin V., Lettl J., Buhr K., Khomitskiy S. Induction motor optimal design by use of cartesian product. Transactions on electrical engineering, 2013, no.2, pp. 54-58. 12. Zablodskiy N., Pliugin V., Lettl J., Buhr K., Khomitskiy S. Induction motor design by use of genetic optimization algorithms. Transactions on electrical engineering, 2013, no.3, pp. 65-69. Поступила (received) 22.10.2015 Заблодский Николай Николаевич1, д.т.н., проф., Плюгин Владислав Евгеньевич2, к.т.н., доц., Петренко Александр Николаевич3, к.т.н., доц., 1 Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, 03041, Киев, ул. Героев Обороны, 15, тел/phone +38 044 5278242, e-mail: zablodskiynn@gmail.com 2 Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», 61002, Харьков, ул. Фрунзе, 21, тел/phone +38 057 7076600, e-mail: vlad.plyugin@gmail.com 3 Харьковский национальный университет городского хозяйства им. А.Н. Бекетова, 61002, Харьков, ул. Маршала Бажанова, 17, тел/phone +38 057 7061548, e-mail: petersanya2007@mail.ru N.N. Zablodskii1, V.E. Pliugin2, A.N. Petrenko3 1 National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 15, Heroyiv Oborony Str., Kyiv, 03041, Ukraine. 2 National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», 21, Frunze Str., Kharkiv, 61002, Ukraine. 3 O.M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv, 17, Marshal Bazhanov Str., Kharkiv, 61002, Ukraine. Using of object-oriented design principles in electric machines development. Purpose. To develop the theoretical basis of electrical machines object-oriented design, mathematical models and software to improve their design synthesis, analysis and optimization. Methodology. We have applied object-oriented design theory in electric machines optimal design and mathematical modelling of electromagnetic transients and electromagnetic field distribu- tion. We have correlated the simulated results with the experi- mental data obtained by means of the double-stator screw dryer with an external solid rotor, brushless turbo-generator exciter and induction motor with squirrel cage rotor. Results. We have developed object-oriented design methodology, transient mathematical modelling and electromagnetic field equations templates for cylindrical electrical machines, improved and remade Cartesian product and genetic optimization algorithms. This allows to develop electrical machines classifications mod- els, included not only structure development but also parallel synthesis of mathematical models and design software, to im- prove electric machines efficiency and technical performance. Originality. For the first time, we have applied a new way of design and modelling of electrical machines, which is based on the basic concepts of the object-oriented analysis. For the first time is suggested to use a single class template for structural and system organization of electrical machines, invariant to their specific variety. Practical value. We have manufactured screw dryer for coil dust drying and mixing based on the per- formed object-oriented theory. We have developed object- oriented software for design and optimization of induction mo- tor with squirrel cage rotor of AIR series and brushless turbo- generator exciter. The experimental studies have confirmed the adequacy of the developed object-oriented design methodology. References 12, figures 2. Key words: electric machine, object-oriented, class, object, template, inheritance, hierarchy, designing, mathematical modeling, electromagnetic field, optimization, algorithm.

Применение принципов объектно-ориентированного проектирования в разработке электрических машин

Репозитарії

Схожі ресурси