Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

В даній курсовій роботі здійснено структурне передбачення і спрямований синтез нових різновидів електричних двигунів з поперечним потоком. Щоб виконати поставлені цілі було здійснено патентно-інформаційний пошук винаходів в даній області машин . За результатами інформаційно-патентного пошуку побудовано інформаційну базу даних структурних представників класу машин з поперечним потоком. Визначено та вибрано структуру-прототип. Також в цій роботі, на основі прототипу, здійснено спрямований синтез нових різновидів ЕМ.

Слід зазначити, що в даній роботі вперше було синтезовано і створено нові різновиди електричних машин даного класу.



Annotation

In this work, structural prediction was made and the synthesis of new varieties of electric motors with transverse flow was directed. In order to achieve the set goals, a patent-information search for inventions in the field of machines was carried out. According to the results of the information-patent search, an information database of structural representatives of the class of vehicles with a transverse flow has been constructed. A prototype structure has been identified and selected. Also in this work, based on the prototype, a synthesis of new varieties of EM was made.

It should be noted that in this paper the new types of electric cars of this class were synthesized and created for the first time.



Список умовних скорочень

ЕМ - електрична машина;

ГК - генетична класифікація;

ВЕ - вторинний елемент;

ЕМПЕ - електромеханічний перетворювач енергії;

ПЛ(У,У)х - генетичний код Виду електромеханічних об'єктів;

ЕМ-об'єкт - електромеханічний об'єкт;

ЕМ-система - електромеханічна система;

ЕМ-структура - електромеханічна структура;

ПДП - первинне джерело поля;

ГОС - генетично організована система;



Зміст

Вступ

1. Інформаційно-патентний пошук структурних представників машин з поперечним потоком

1.1 Задачі інформаційного пошуку

1.2 Інформаційно-патентний пошук структурних представників ЕМ функціонального класу

1.3 Домінуючий вид. Час виникнення і напрями еволюції класу

1.4 Вибір структури прототипу. Принцип дії та конструкція.

2. Генетична програма структуроутворення досліджуваного класу електричних машин

2.1 Визначення макрогенетичної програми функціонального класу машин з поперечним потоком

2.2 Визначення мікрогенетичної програми домінуючого виду ЦЛ0.2у

3. Постановка задачі синтезу та спрямований синтез нових структур машин з поперечним потоком

3.1 Постановка задачі синтезу та формулювання цільової функції

3.2 Спрямований синтез та візуалізація нових різновидів машин з поперечним потоком

3.3 Рангова структура основних таксономічних одиниць

3.4 Генетичний банк даних синтезованих структур

Висновки

Список використаної літератури



Вступ

електричний машина поперечний потік

В даний час розвиток науки і техніки не стоїть на місці, це відноситься до всіх напрямків діяльності людства. На даному етапі, в області електромеханіки, винайдено чимало електричних машин та приладів різного типу. Всі відомі методи для творення нових структур, можна вважати застарілими, оскільки не дають великої ефективності в розвитку ЕМ.

На кафедрі «Електромеханіки НТУУ КПІ ім. І. Сікорського», приділяють велику увагу цій проблемі. До найбільш вагомих результатів структурно-системних досліджень, отриманих в останні роки в галузі генетичної і структурної електромеханіки, стало усвідомлення того, що прогресуюча різноманітність електромагнітних і електромеханічних об'єктів належить до класу генетично організованих систем (ГОС) . Структурна організація і технічна еволюція ГОС, що функціонують на принципах електромеханічного перетворення енергії, визначається фундаментальними принципами інформаційної спадковості і cистемними законами структурної еволюції. Структурна різноманітність як відомих, так і потенційно можливих структурних реалізацій ЕМ-об'єктів визначається принципами збереження цілісних електромагнітних структур, функцію системного носія яких виконує Генетична класифікація (ГК) первинних джерел магнітного поля (ПДПМ).

Метою даної курсової роботи є структурне передбачення і спрямований синтез нових різновидів двигунів з поперечним потоком, призначених для використання в якості підвісних вентиляторів, вітрогенераторів.

Предметом дослідження є: генетична інформація, макрогенетична програма класу, гомологічні ряди ЕМ, домінуючий вид ряду, нові структурні різновиди ЕМ, рангова структура геносистематики класу, генетичний банк структурного потенціалу класу, нові технічні рішення.

Об'єкт дослідження: функціональний клас двигунів з поперечним потоком.

1. Інформаційно-патентний пошук структурних представників машин з поперечним потоком

1.1 Задачі інформаційного пошуку

Інформаційний пошук здійснюється в межах заданого об'єкта дослідження. Мета інформаційного пошуку - визначення наявності структурних представників досліджуваного класу ЕМ-об'єктів, з наступним визначенням їх видової приналежності, структурної різноманітності, часу еволюції, напрямів структурно-функціональної адаптації та удосконалення. Основними джерелами інформації є авторські свідоцтва і патенти, які відтворюють еволюційні події і документально підтверджують інноваційні технічні рішення, що визначають структурну еволюцію досліджуваного класу ЕМ. Результати інформаційного пошуку та їх аналізу оформлюються у вигляді інформаційної бази даних (ІБД), структура якої в хронологічній послідовності має містити наступну інформацію (таблиця 1.3).

– загальні відомості про джерело інформації (№ патенту, назва, дата пріоритету патенту);

– цільову функцію технічного рішення;

– перелік суттєвих ознак, що забезпечують реалізацію заданої функції цілі;

– структурні ознаки, що визначають генетичну інформацію (генетичний код) ЕМ-об'єкта.

За результатами аналізу інформаційного пошуку, що узагальнюються в структурі ІБД, визначаються:

– приналежність об'єктів класу до відповідних видів ЕМПЕ (визначаються генетичними кодами);

– видова різноманітність класу (за кількістю Видів);

– домінуючий вид класу



S_D=(s₁, s₂, s₃, …,s_n)/N_s>max

де: s₁, s₂, s₃, - кількість об'єктів, що є представниками конкретного Виду ЕМПЕ; N_s - загальна кількість об'єктів функціонального класу, що внесені до ІБД;

– загальний час еволюції об'єктів досліджуваного класу T_E (в роках)

T_E= T_N- T₁,

де T_N і T₁ -дати пріоритету останньої і першої мікроеволюційних подій (визначаються за даними ІБД);

– основні напрями і тенденції структурно-функціональної адаптації об'єктів класу;

– узагальнені цільові функції структурно-функціональної адаптації об'єктів.

1.2 Інформаційно-патентний пошук структурних представників ЕМ функціонального класу

Мета інформаційного пошуку - визначення наявності структурних представників досліджуваного класу ЕМ-об'єктів, з наступним визначенням їх видової приналежності, структурної різноманітності, часу еволюції, напрямів структурно-функціональної адаптації та удосконалення.

Інформаційно-патентний пошук структурних представників ЕМ функціонального класу «Електродвигуни з поперечним потоком» виконується, з метою виявлення структурної різноманітності існуючих представників заданого класу, часу еволюції, та для того, щоб дізнатись про наявність різноманітних структур даного класу двигунів і потім за допомогою генетичної класифікації первинних джерел поля (ПДП) здійснити спрямований синтез нових структур гомологічних рядів та визначити співвідношення реальних і потенційно нових (неявних) видів ЕМ.

Основними джерелами, які документально підтверджують існування даного класу машин, є авторські свідоцтва і патенти, які відтворюю еволюційні події, які визначають структурну еволюцію досліджуваного класу ЕМ. Проведено інформаційний пошук на глибину 18 років ( з 2000 року по 2018 рік) і складена інформаційна база даних.

В результаті пошуку було знайдено пя`ть представників заданого функціонального класу, тобто 5 авторських свідоцтв. Як видно з патентного пошуку, всі 5 двигунів з поперечним потоком належать до виду nЦЛ 0.2у. Патентно-інформаційний пошук можна розглянути в Додатку 1.

1.3 Домінуючий вид. Час виникнення і напрями еволюції класу

1) Час еволюції Т_Е

Т_Е = Т_N - Т₀ = 2018 -2000 = 18 років.

2) Видова різноманітність «n» буде рівна одиниці(n=1), оскільки не виявлено представників інших видів в ході патентно-інформаційного пошуку.

Тому з впевненістю можна сказати що домінуючий вид SD - це структурний представник виду nЦЛ 0.2у.

Домінуючий вид (лат. dominantis - панівний) - вид, який за потужністю популяційного складу, або за швидкістю еволюції істотно переважає інші.

Рід - надвидова систематична одиниця, яка поєднує геометрично споріднені види електромеханічних систем. Видова різноманітність довільного роду визначається елементними (хромосомами) набором відповідного малого періоду ГК.



Таблиця 1

Результати визначення видової різноманітності

Вид	Періоди генетичної класифікації (ГК)	Кількість виявлених об'єктів класу за патентним пошуком
ЦЛ 0.2у	Перший великий період ГК	5
ЦЛ 2.2у		0
ЦЛ 0.0у		0

1.4 Вибір структури прототипу. Принцип дії та конструкція

За прототип була обрана електрична машина з поперечним потоком, яка містить 3 вузла статора, тобто її генетичний код 3ЦЛ 0.2у.

Дана машина призначена для використання в якості вітрогенераторів, підвісних вентиляторів.

Запропонована електрична машина складається з внутрішнього пакету статорів, в даному випадку 3, та зовнішнім ротором. На статорі намотана 3-фазна обмотка, яка створює поперечний потік. Ротор являє собою цільний магніт, який має форму циліндра. На рис.1.1 показано трифазний вузол статора.

Рис 1.1

На даному рисунку:

1- вузол статора;

2- кільцевий елемент.

На рисунку 1.2 показано вигляд статора і ротора в зборі.

Рис. 1.2

На рисунку 1.2:

1- поперечний магніт;

2- корпус;

3- полюс;

4- ротор;

5- статор;

6- заднє залізо;

7- електродвигун.

На рисунку 1.3 показано поперечний розріз двигуна.



Рис. 1.3

На рисунку 1.3:

1- ротор;

2- заднє залізо;

3- поперечний магніт;

4- поверхня кріплення;

5- кільцевий елемент статора;

6- корпус;

8- установочний стержень;

9- повітряний проміжок;

10- корпус вентилятора;

12- лопатки вентилятора;

13- контроллер;

15- живлення.

Висновок: В основі розділу лежить патентно-інформаційний пошук, за допомогою якого було визначено структурних представників досліджуваного класу ЕМ-об'єктів, з наступним визначенням їх видової приналежності. Розглянуто невеликий проміжок еволюції даного класу, та знайдено його представників, всього налічується 5 об'єктів виду 3ЦЛ 0.2у. . Один з представників було вибрано, як прототип для подальших досліджень та удосконалень.



2. Генетична програма структуроутворення досліджуваного класу електричних машин

2.1 Визначення макрогенетичної програми функціонального класу машин з поперечним потоком

Виходячи з інформаційного аналізу відомих проектів і досягнення технічного рівня до складу цільової функції пошуку F_Ц внесемо наступні суттєві ознаки:

1. Наявність однієї магнітоелектричної системи збудження. Е₁

2. магнітна система представлена постійним магнітом Рм;

3. наявність ротора у вигляді цільного циліндра - постійним магнітом;

4. наявність спільної осі обертання В;

5. наявність конкурентоспроможних ознак К_max.

З врахуванням суттєвих ознак цільову функцію пошуку можна представити вектором

F_Ц=[ Е₁, Рм, В, К_max ] сR⁴

Для коректування визначення області існування накладемо наступні обмеження:

1. Пошук здійснюємо в межах першого великого періоду що містить інформацію щодо структурного потенціалу машин з поперечним потоком.

2. Пошук обмежується джерелами поля базового рівня та джерелами ізотопами.

3. На даному етапі пошуку не розглядаються структури більш високого рівня складності (гібриди, генетично модифіковані, складні).

З врахуванням зазначених обмежень область існування визначається кінцевою множиною батьківських електромагнітних хромосом в структурі генетичної класифікації що задовольняє цільовій функції пошуку.

Таблиця 2.1

Макрогенетична програма видової різноманітності машин з поперечним потоком

Група	Підгрупа	Види
		ЦЛ	КН	ТП	ПЛ	СФ	ТЦ
0.2	у	ЦЛ0.2у	КН0.2у	ТП0.2у	ПЛ0.2у	СФ0.2у	ТЦ0.2у
2.2	у	ЦЛ2.2у	КН2.2у	ТП2.2у	ПЛ2.2у	СФ2.2у	ТЦ2.2у
Кількість Видів в межах відповідного Роду	2 Види	2 Види	2 Види	2 Види	2 Види	2 Види
Кількість Видів в межах функціонального класу	12 видів

Беручи до уваги обмеження на область пошуку та керуючись методами спрямованого синтезу, а саме методом вивертання фігури на виворіт та методом просторових деформацій, було виділено 5 породжувальних структур, які задовольняють цільову функцію.

Системний аналіз генетичної програми функціонального класу машин з поперечним потоком дозволяє узагальнити наступні його властивості:

1) Елементний базис досліджуваного класу визначається 14 хромосомами, що допускають реалізацію заданої цільової функції F_Ц;

2) Генетично допустима різноманітність видів обмежена 2 Видами двигунів циліндричного виконання, 2 Видами двигунів конічної просторової форми, 2 Видами двигунів тороїдно-плоскої просторової форми, 2 Видами двигунів сферичної просторової форми, 2 Видами двигунів плоскої просторової форми, 2 Видами двигунів тороїдно-циліндричної просторової форми;

3) Видовий склад досліджуваного класу представлений 14 Видами базового рівня:



N_S0 = (ЦЛ0.2у, КН0.2у, ПЛ0.2у, ТП0.2у, СФ0.2у, ТЦ0.2у, ЦЛ 2.2у,КН2.2у, ПЛ2.2у, ТП2.2у, СФ2.2у, ТЦ2.2у) (2.1)

4) Виходячи з аналізу групових властивостей, досліджуваний клас двигунів визначається наступними 2 гомологічними рядами:

NH = (Н02у,Н22у),

де: Н02у = (ЦЛ0.2у, КН0.2у, ПЛ0.2у, ТП0.2у, СФ0.2у, ТЦ0.2у); (2.2)

Н22у = (ЦЛ 2.2у; КН 2.2у; ПЛ 2.2у; ТП 2.2у; СФ 2.2у; ТЦ 2.2у) (2.3)

5) За електромагнітними властивостями Видова різноманітність класу містить наступні 2 підкласи двигунів, що відрізняються структурою і електромагнітною симетрією обмоток:

NЕМ = (S02; S22) (2.4)

де: S02 = (ЦЛ0.2у; КН0.2у; ПЛ0.2у; ТП0.2у; СФ0.2у; ТЦ0.2у) (2.5)

S22 = (ЦЛ2.2у; КН2.2у; ПЛ2.2у; ТП2.2у; СФ2.2у; ТЦ2.2у;) (2.6)

Кожному з підкласів на об'єктному рівні ставляться у відповідність конкретні топологічні класи обмоток:

- електромагнітно симетричних за поздовжнім напрямом і асиметричних за поперечним, поверхневого типу (S₀₂);

- електромагнітно асиметричних, поверхневого типу (S₂₂).

2.2 Визначення мікрогенетичної програми домінуючого виду ЦЛ0.2у

«Генерація структурних варіантів електромеханічних систем в задачах генетичного синтезу здійснюється за допомогою генетичних операторів. Аналіз хромосомних наборів відомих класів, електромеханічних перетворювачів енергії, електричних апаратів та електротехнічних пристроях свідчить, що в задачах генетичного синтезу структур найбільш використовуються оператори реплікації, схрещування, кросинговеру та інверсії.

Оператор реплікації моделює процедуру розмноження вихідної структури із зберіганням відповідної сукупності її генетичних ознак. На хромосомному рівні при здійсненні процедури реплікації роль вихідної структури виконують хромосоми-реплікатори . Відповідно заданій кількості елементів, в результаті реплікації первинного джерела поля виходить дві, три або більшу кількість ідентичних джерел, відносна орієнтація яких у просторовій структурі електромагнітної хромосоми конкретизується за допомогою відповідних симетричних перетворень (паралельного перенесення, повороту, дзеркального відображення її комбінації).

Оператор схрещування один з найбільш поширених генетичних операторів в задачах генетичного синтезу, який моделює механізми структуроутворення електромеханічних систем зі змішаною генетичною інформацією . Під схрещуванням розуміють процедуру структуроутворення (ускладнення ) з використанням двох або декількох геометрично - родинних первинних джерел поля з різною геометричною інформацією, первинних джерел. Процедури схрещування застосовуються як на рівні синтезу споріднених хромосом, так і хромосом поля, які відрізняються генетичною інформацією.

Оператор інверсії створює один з найбільш поширених механізмів генетичних мутацій в електромеханічних системах. Інверсні структури зустрічаються на різних етапах генетичного розвитку електромеханічних систем від структур елементарних провідників і елементів обмоток до просторових структурам на рівні електромеханічного перетворення енергії. Поняття інверсії безпосередньо пов'язано зі структурною будовою складного об'єкта і заданим просторовим розміщенням (орієнтацією) його складових частин. В основі інверсії лежить відповідний вид симетрії.

Симетрична природа інверсії перевизначає дві можливі різновиди в електромагнітних структурах - просторовий і електромагнітний.

Просторова інверсія обумовлена зміною порядку просторового розміщення (орієнтації) частин (елементів) на зворотну по відношенню до певних інваріантних структур. Роль таких інваріантів, як правило, виконують елементи просторової симетрії електромеханічної структури.

Поняття електромагнітна інверсія пов'язана з відносною зміною просторової орієнтації відповідних електромагнітних величин. Електромагнітна інверсія виникає як на рівні хромосомних композицій (хромосомна інверсія), так і функціонально певних електромеханічних систем і режимів їх функціонування ( структурна, параметрична або функціональна інверсія). Генетичні оператори інверсії в задачах спрямованого синтезу моделюються відповідними геометричними перетвореннями відносного просторового повороту, або застосування процедури вивертання фігури ззовні.

Кросинговер - генетичний оператор, який моделює обмін окремих ділянок електромагнітних генів на хромосомному і об'єктному рівнях розвитку електромагнітної структури. Необхідними умовами реалізації цього механізму є наявність хоча б пари хромосом, які наділені дискретними генетичними ділянками, між якими можливий обмін генетичною інформацією. Дискретність хромосомного набору може бути обумовлена різницею в активному або індуктивному опорах окремих ділянках обмоток, родом або напрямком струму, порядком і чергуванням фаз, та ін. Як правило, процедура кросинговеру використовується в комбінації з іншими генетичними операторами (схрещування, реплікації і інверсії).

Мутація - це генетичний оператор, який моделює зміна в структурі електромагнітних хромосом, що не враховуються генетичними операторами реплікації, схрещування і кросинговеру. Оскільки генетична інформація породжують джерел поля безпосередньо пов'язана зі структурними ознаками електромеханічних перетворювачів енергії, мутації дозволяють отримати нові властивості електромагнітної структури, які можуть успадковуватися в наступних поколіннях. Подвійна природа генетичного коду структур показує, що генетичні мутації можуть виникати як наслідок комбінованих змін просторової структури ( просторової мутації) і як результат можливих змін просторової орієнтації контурів замикання магнітного потоку або електромагнітної хвилі поля (електромагнітні мутації).

Знання принципів структуроутворення електричних машин (ЕМ) на мікрорівні дає підстави для постановки задачі спрямованого синтезу їх структурної різноманітності в межах популяцій домінуючого виду класу . Ідентифікація і аналіз генетичної інформації обраної структури-прототипу дозволяє визначити межі генетичного моделювання структур ЕМ на внутрішньовидовому рівні. Основу методології мікрогенетичного аналізу визначає детермінований взаємозв'язок між структурою універсальних генетичних кодів і внутрішньою структурою видів ЕМ-систем.

Генетична програма видової різноманітності машин з поперечним потоком визначаємо за результатами генетичного моделювання. Синтез моделі здійснювався з використанням генетичної інформації і сукупності генетичних операторів реплікації, схрещування.



Рисунок 2.1 Генетична модель структуроутворення машини з поперечним потоком виду ЦЛ 0.2у

Таблиця 2.2

Аналіз генетичної програми досліджуваного класу ЕМ

Шифр хромосом	Структурна формула	Статус хромосом
S0	ЦЛ 0.2у	Батьківська
S01	ЦЛ 0.2у2	Парна хромосома
S20	fr	Реплікована
S45	ЦЛ 0.2 у2: fr: fм	Мутована

Рівень генетичної складності заданої ЕМ-системи S_EM, можна подати структурною формулою:



S₄₅: [ЦЛ 0.2у₂: f_r: f_м]



3. Постановка задачі синтезу та спрямований синтез нових структур машин з поперечним потоком

3.1 Постановка задачі синтезу та формулювання цільової функції

Функцію генетичних програм в генетично організованих системах виконують їх хромосомні набори, які містять необхідну спадкову інформацію, з можливістю її адаптації до змін зовнішнього середовища. Генетична програма довільного функціонального класу ЕМ-систем міститься у вигляді сукупності батьківських електромагнітних хромосом, які задовольняють цільовій функції відповідного функціонального класу. Наявність інформації, яка міститься в генетичній програмі відкриває можливість здійснення системного аналізу структурного потенціалу класу, з можливістю реалізації функції структурного передбачення.

Процедура визначення генетичної програми на видовому рівні реалізується через область існування первинних джерел електромагнітного поля в періодичній структурі ГК, яка виконує функцію глобальної генетичної програми видоутворення як відомих, так і потенційно можливих класів ЕМПЕ.

Відповідно до принципу збереження генетичної інформації, генетична програма містить інформацію про генетично допустимий Видовий склад досліджуваного функціонального класу ЕМПЕ. В загальному випадку, структуру Q_ЕМ, можна представити двома підкласами:

Q_ЕМ = Q_R + Q_I, (3.1)

де Q_R - підобласть існування реально-інформаційних Видів;

Q_I - підобласть існування неявних Видів (ще відсутніх на даний час еволюції класу).

Структура Видового складу підобласті Q_R, визначається за результатами ідентифікації генетичних кодів і визначення Видової приналежності відомих структурних представників досліджуваного класу ЕМПЕ, визначених за даними інформаційно-патентого пошуку. За наявності інформації щодо Q_ЕМ та Q_R, за виразом (3.1) однозначно визначається кількісний склад неявних Видів Q_I, структурні представники яких ще відсутні в технічній еволюції класу. Наявність інформації щодо кількісного і генетичного складу неявних Видів Q_I, визначає сутність структурного передбачення, результати якого в подальшому використовуються в задачах спрямованого синтезу нових різновидів ЕМПЕ.

Відповідно до положень теорії генетичної еволюції ЕМ-систем, область існування визначається через структуру геному відповідного функціонального класу ЕМ-об'єктів. В термінах під геномом розуміється генетично визначений набір батьківських (парних) електромагнітних хромосом, що визначає видову різноманітність ( якісний і кількісний склад) досліджуваного таксономічного або функціонального класу.

Розглянемо структуру геному функціонального класу машин з поперечним потоком. Для даного класу структура геному визначається у вигляді кінцевої множини батьківських електромагнітних хромосом, яка узагальнюється поняттям області існування (Q_ДІ). Область існування визначається на елементному базисі періодичної структури генетичної класифікації відповідно до заданої цільової функції досліджуваного класу.

Задачею синтезу є: за визначеним домінуючим ЕМ-об'єктом визначити всіх інших топологічно і електромагнітно споріднених структурних представників, функціонального класу “Машин з поперечним потоком”.

Методологічний аспект цього загальносистемного закону полягає в наступному: знаючи склад генетичної і набутої в процесі еволюції інформації довільного ЕМ-об'єкта s_ai (як представника відповідного гомологічного ряду , можна передбачити і синтезувати всі інші генетично визначені структури цього ряду (незалежно від того, існують ці об'єкти реально, чи ні) з аналогічним технічним рівнем, тобто

s_ai H_j G_j, i = 1, n; j = 1,m (3.2)

де: п - загальна кількість ЕМ-об'єктів основного гомологічного ряду H_j; G_j - група в структурі ГК; m - кількість синтезованих гомологічних рядів (з врахуванням рядів паралельного типу).

Приналежність гомологічного ряду H_j до відповідної групи в періодичній структурі ГК і генетична визначеність об'єктів в структурі ряду, забезпечує спрямованість процедури синтезу. Роль вихідного (відомого) об'єкта в задачі синтезу виконує відповідна структура-прототип.

3.2 Спрямований синтез та візуалізація нових різновидів машин з поперечним потоком

Використовуючи методи спрямованого синтезу вперше синтезовано нові структури класу машин з поперечним потоком.

Рис. 3.1 Синтезована циліндрична (3ЦЛ 2.2у) машина з поперечним потоком

Позначення:

1- ротор;

2- заднє залізо;

3- поперечний магніт;

4- поверхня кріплення;

5- кільцевий елемент статора;

6- корпус.

Переваги даної синтезованої структури з генетичним кодом 3ЦЛ 2.2у:

1. Зменшення масогабаритних показників.

Рис. 3.2 Синтезована конічна (3КН 0.2у) машина з поперечним потоком

Позначення:

1- ротор;

2- заднє залізо;

3- поперечний магніт;

4- поверхня кріплення;

5- кільцевий елемент статора;

6- корпус.

Переваги даної синтезованої структури з генетичним кодом 3КН 0.2у:

1.Підвищення ЕМ - моменту.

Недоліками машини є:

1.Підвищена складність конструкції.

Рис. 3.2 Синтезована конічна (3КН 2.2у) машина з поперечним потоком

Позначення:

1- ротор;

2- заднє залізо;

3- поперечний магніт;

4- поверхня кріплення;

5- кільцевий елемент статора;

6- корпус.

Переваги даної синтезованої структури з генетичним кодом 3КН 0.2у:

1.Підвищення ЕМ - моменту.

2. Зменшення масогабаритних показників.

Недоліками машини є:

1.Підвищена складність конструкції.

Рис. 3.2 Синтезована тороїдальна (3ТЦ 0.2у) машина з поперечним потоком

Позначення:

1- ротор;

2- заднє залізо;

3- поперечний магніт;

4- поверхня кріплення;

5- кільцевий елемент статора;

6- корпус.

Недоліки:

1. Складність конструкції.



Рис. 3.2 Синтезована тороїдальна (3ТЦ 2.2у) машина з поперечним потоком

Позначення:

1- ротор;

2- заднє залізо;

3- поперечний магніт;

4- поверхня кріплення;

5- кільцевий елемент статора;

6- корпус.

Переваги:

1. Менші масо-габаритні показники.

Недоліки:

1. Складність конструкції.



3.3 Рангова структура основних таксономічних одиниць

Рангова структура геносистематики є узагальненням результатів визначення систематичних одиниць досліджуваного класу і подається в графічній формі. Наявність кореляції між структурою ГК, універсальним генетичним кодом, принципами збереження та систематичними одиницями дозволяє визначити рангову структуру основних систематичних одиниць клас машин з поперечним потоком.(рис.3.5)

Рисунок 3.5 рангова структура систематики класу машин з поперечним потоком

Рангова структура представлена лише видами з обертовим просторовим рухом. Клас машин з поперечним потоком складається з 6 родів та представлений 12 видами. Кожен рід представлений 2 видами по координаті у.



3.4 Генетичний банк даних синтезованих структур

Результати синтезу доцільно зберігати у вигляді систематизованих генетичних банків даних (ГБД) - високоінтелектуальних інформаційних систем, які містять систематичну інформацію щодо генетично допустимої структурної різноманітності певних класів ЕМ-систем, доповнену необхідною супроводжувальною інформацією (таблиця 3.1).[6]

Табл.3.1

Генетичний банк синтезованих структур машин з поперечним потоком

Код хромосоми	Структура двигуна	Варіант реалізації структури	Ступінь новизни
ЦЛ2.2у	Синтезована структура циліндричної машини з поперечним потоком		Аналоги не виявлені
КН0.2у	Синтезована структура машини з конічною активною поверхнею		Аналоги не виявлені
КН2.2у	Синтезована структура машини з конічною активною поверхнею		Аналоги не виявлені
ТЦ0.2у	Синтезована структура машини з тороїдальною активною поверхнею		Аналоги не виявлені
ТЦ2.2у	Синтезована структура машини з тороїдальною активною поверхнею		Аналоги не виявлені



Висновки

За завданням курсової роботи було вперше здійснено структурне передбачення та синтез нових структурних різновидів певного класу, а саме класу машин з поперечним потоком.

1. Вперше було визначено генетичну програму видової різноманітності машин з поперечним потоком. Вперше було синтезовано нові структури які становлять інноваційний потенціал, та візуалізовано 5 структур машин з поперечним потоком таких родів як ЦЛ, КН та ТЦ.

2. Аналізуючи мікроеволюцію можна зробити висновок, що більш досліджуваними напрями вдосконалення були підвищення ефективності роботи та зменшення електричних втрат.



Список використаної літератури

1. Шинкренко В. Ф. Основи теорії еволюції електромеханічних систем. К.: Наукова думка, 2002. 275 с.

2. Генетична класифікація первинних джерел електромагнітного поля: Навчальний посібник для студентів електромеханічних спеціальностей / Укл. Шинкаренко В.Ф. Августинович А.А. К.: Політехніка, 2005. 3-4 с.

3. Шинкаренко В.Ф. Словник із структурної і генетичної електромеханіки / В.Ф. Шинкаренко, А.А. Шиманська. К.: НТУУ «КПІ», 2015. 110-119 с.

4. Шинкаренко В.Ф. Генетичне передбачення - системна основа новітніх інформаційних технологій в університетській освіті. Зб. матеріалів XVI міжнар. наук. - практ. конф. «Відновлювана енергетика та енергоефективність у ХХІ столітті» / В.Ф. Шинкаренко В.Ф., А.А. Ши-манська, В.В. Котлярова. К.: ІВЕ НАНУ, 2015. С. 131 - 134.

5. Структурне передбачення і спрямований синтез нових різновидів електричних машин.: метод. рекомендації до викон. курсової роботи інноваційного спрямування для студ. напряму підготовки 6.050702 «Електромеханіка» / Уклад.: В.Ф. Шинкаренко, А.А. Шиманська, В.В. Котлярова. К.: НТУУ «КПІ», 2013. 128 - 132 с.

6. Шинкаренко В.Ф. Геометричне моделювання і структурний синтез спеціальних електричних машин та систем на їх основі. Методичні вказівки до виконання курсового проектування з використанням когнітивної методології пошуку проектних рішень. Київ, НТУУ «КПІ», 1996. 48 с.

7. Патент RU № 2 407 135 C2 /БЕСКОНТАКТНАЯ РЕДУКТОРНАЯ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА./ Чернухин Владимир Михайлович.

8. Горюнов А. И. Метод структурного и параметрического синтеза и анализа энергоустановок [Текст] / А. И. Горюнов, Р. Р. Ямалиев, Д. А. Ахмедзянов // Молодой ученый. 2011. №2. Т.1. С. 16-19.

Размещено на Allbest.ru