3.1 Поиск приемлемого варианта

Как видно из таблицы 4, не выполняется условие кратности максимального момента и идет перегрев обмотки статора.

Таблица 4- Экспресс информация

Чтобы избавиться от штрафов, сначала сократим перегрев обмотки статора так, чтобы он не превышал допустимого значения. Для этого увеличим глубину паза H_п=0,09 м и уменьшим ширину паза В_п=0,012 м. Таким образом повысилось индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора и снизился пусковой ток. С другой стороны произведенная коррекция паза привела к увеличению ширины зубцов и уменьшению высоты спинки статора, поэтому индукция в зубцах снизилась, а в спинке возросла.

Выполненная коррекция помогла привести в норму показатель температуры статора (Таблица 5).

Затем скорректируем кратность максимального момента и кратность входного момента до значений, превышающих установленные границы. Одновременно сократим индукцию в спинке статора до допустимого значения. Этого можно добиться, сократив внутренний диаметр статора D_i=3.3 м (Таблица 6).

Таким образом приведены в норму все параметры и штрафы сведены к нулю.

3.2 Оптимизация электромагнитного ядра по минимуму приведенной стоимости

Выполнив поиск альтернативных вариантов, выбираем один из них при котором U_п=12 , а Z=216. При данных значениях U_п и Z снижается приведенная стоимость машины. Результат приведен в таблице 5.

Таблица 5- Экспресс информация

Следующим шагом увеличиваем внутренний диаметр статора, уменьшаем высоту паза статора и воздушный зазор, при этом увеличив ширину шины обмотки возбуждения. Этот шаг также несколько снижает приведенную стоимость двигателя (Таблица 6).

Таблица 6- Экспресс информация

Далее уменьшаем высоту проводника обмотки возбуждения и увеличиваем число стержней демпферной обмотки. Приведенная стоимость при этом также уменьшается (Таблица 7).

Таблица 7- Экспресс информация

Затем пробуем менять марки стали, из которой изготовлен сердечник статора, пришли к выводу, что наиболее экономично использовать сталь 3413 (Таблица 8).

Таблица 8- Экспресс информация

Приведенная стоимость снижена на 10%, дальнейшее изменение параметров к снижению стоимости не ведет, из этого следует вывод, что вариант, представленный в таблице 8, является оптимальным. Но при этом имеют место отклонения от норм по резервным показателям.

3.3 Оптимизация электромагнитного ядра по минимуму резервов

При оптимизации синхронного двигателя по минимуму приведенной стоимости возникло большое отклонение температуры обмотки возбуждения от заданных параметров. Малое значение температуры говорит о том, что был произведен неправильный выбор сечения проводника. Уменьшим ширину и высоту проводника обмотки возбуждения. Добавим число пазов статора, уменьшим длину сердечника статора и уменьшим число стержней демпферной обмотки (Таблица 9).

Таблица 9- Экспресс информация

Далее ещё уменьшим ширину и высоту проводника обмотки возбуждения, уменьшим воздушный зазор и высоту паза статора и меняем марку стали (берем 3413) - таблица 10

Таблица 10- Экспресс информация

Дальнейшие попытки изменить показатели двигателя приводят к значительным отклонениям технических требований заказчика от установленных величин. Поэтому данный вариант оптимизации по минимуму резервов является наиболее оптимальным (Таблица 10).