Электрические машины специального назначения

Информационная система iElectro предлагает серию электронных изданий, посвященных специальным электрическим машинам. Автор публикаций, ведущий специалист в области электромеханики  к.т.н. доцент Валентин Данилович Флора.
В.Д. Флора окончил Днепропетровский институт инженеров железнодорожного транспорта (ДИИТ). С 1958г. По 1961г. был мастером по ремонту электрических   машин. С 1961г. по 1971г. работал в ДИИТе ассистентом, а затем  доцентом. С 1971 по 2009 годы был доцентом в Запорожском техническом университете(ЗНТУ).

Представленные книги явились результатом работы автора в области специальных электрических машин с 1971 г. и обобщает его опыт чтения лекций по курсам «Тяговые электрические машины», «Основы электрической тяги», «Специальные электрические машины» в Запорожском политехническом институте.
Тяговые электрические машины – это большая группа электрических машин, которые применяются в городском электротранспорте (трамваи, троллейбусы, метро), железнодорожном (электровозы, електропоезда, тепловозы, дизель-поезда, шахтные и карьерные электровозы), напольном (электрокары, электропогрузчики, электроштабелёры, электротележки, электротягачи и др.), электромобилях, электросамолётах, мотор-колёсах больших грузовых автомобилей, подводных лодках, торпедах и т.д.

В книге по тяговым электрическим машинам приведены основные характеристики и свойства вращающихся тяговых двигателей постоянного и пульсирующего тока.
Рассмотрены требования, параметры, магнитные и другие характеристики, принципы регулирования режимов работы, эксплуатационные свойства и особенности токосъёма коллекторных тяговых двигателей. Приведены соотношения для расчётов потерь мощности, работы двигателей при импульсном питании и т.д. Отмечены влияния внешних факторов на работу коллекторных двигателей (механических возмущений, изменений температуры и т.д.).
Приведены особенности конструкции тяговых двигателей с явнополюсным статором, намечены некоторые направления усовершенствования конструкции и проектирования коллекторных машин постоянного тока.
Предлагается при проектировании электрических машин постоянного тока, и прежде всего тяговых двигателей, предварительно определять необходимый магнитный поток, исходя из эмпирических данных и опыта проектирования, для чего в книге приведена сравнительная таблица выполненных электрических машин постоянного тока с различными параметрами.
В частности дана схема, разработанной автором машины с универсальным возбуждением для получения любых характеристик тяговых двигателей постоянного тока с помощью последовательной и независимой обмоток возбуждения, питаемых от импульсных преобразователей.
При импульсном питании приведены соотношения для расчётов размахов пульсаций и средних величин скорости вращения, вращающего момента, магнитного потока.
Рассмотрен переходный процесс при импульсном регулировании тягового двигателя. Кроме того даны определения основных величин электромагнитных нагрузок, магнитные характеристики тяговых двигателей и т.д.
Рассмотрены бесколлекторные вентильные тяговые двигатели и электромагнитные процессы в них. В частности, рассмотрены асинхронные тяговые двигатели и частотное регулирование скорости их вращения.
Кроме вращающихся тяговых двигателей в книге рассмотрены бесколлекторные линейные электрические двигатели (асинхронные, синхронные, постоянного тока, вентильные).
Даны примеры использования линейных электрических машин, в том числе для высокоскоростного наземного транспорта.
Для асинхронных двигателей рассмотрены концевые, краевые и поверхностные эффекты, а также приведены конструкции обмоток линейных асинхронных двигателей и силы, действующие на них.
Даны характеристики систем подвешивания, тяги и торможения высокоскоростного наземного транспорта.
Охарактеризованы сверхпроводящие магниты экипажа и даны основные соотношения для определения силы тяги поезда.
Представляет интерес, разработанный автором линейный универсальный бесколлекторный тяговый двигатель постоянного тока с монополярным возбуждением, для которого не требуется выполнять дополнительные полюса, компенсационную обмотку, уравнительные соединения и т.д., в связи с отсутствием коллектора и токовых коммутаций. Для такого двигателя намечены перспективные варианты разработок.
В книге рассмотрены особенности расчётов нестационарных процессов во вращающихся электрических двигателях, влияние некоторых факторов на эти процессы, переходные электромагнитные процессы в асинхронных тяговых двигателях и методы исследования неустановившихся процессов.

В книге, посвященной электрическим машинам специальных конструкций, рассматриваются вопросы строения, теории, принципов действия, особенностей и характеристик электрических машин, имеющих специальное конструктивное исполнение. К таким машинам относятся: подвесы, специальные силовые электромагнитные генераторы, индукционные электродвигатели с разомкнутым магнитопроводом, делители постоянного напряжения, специальные типы генераторов постоянного тока, трансформаторы-выключатели и плавно регулируемые трансформаторы, многофункциональные трансформаторы для источников вторичного электропитания и др.

Последняя книга описывает специальные электрические машины автоматических устройств. Это большая группа электрических машин, которые применяются в автоматизированном электроприводе, в системах  автоматического регулирования и управления технологическими процессами производства, контроля качества, регулирования производительности устройств и т.д.
Специальные электрические машины могут питаться от одно-  или многофазных сетей переменного тока, источников постоянного тока, различных импульсных, полупроводниковых, электромагнитных или электромашинных преобразователей и т.д.
В книге приведены основные характеристики и свойства, а также варианты включения, питания и принципы действия основных разновидностей исполнительных двигателей, преобразователей числа фаз, микроэлектродвигателей, электрических машин с катящимся ротором, волновых электродвигателей, тахогенераторов, электрических машин синхронной передачи, поворотных трансформаторов. Дана общая характеристика и рассмотрены  перспективы развития таких электрических машин. Рассмотрены основные функции и применение расщепителей фаз, исполнительных двигателей, микроэлектродвигателей и других электрических машин автоматических устройств.
Приведены основные соотношения, характеризующие свойства электрических машин автоматических устройств. Рассмотрены основные требования к исполнительным двигателям и методы управления ими. Показаны преимущества и недостатки отдельных разновидностей исполнительных электродвигателей, способы и области их применения. Рассмотрены свойства и разновидности электрических машин с катящимся  ротором, тахогенераторов, сельсинов, поворотных трансформаторов.

Книги предназначены для студентов ВУЗов, которые изучают курсы «Специальные электрические машины», «Тяговые электрические машины», « Основы электрической тяги», и т.д. Она может быть полезной для преподавателей, аспирантов, научных работников, инженеров–исследователей и практиков, конструкторов, которые применяют и разрабатывают подобные электрические машины.

Главный редактор информационной системы iElectro
к.т.н., доцент Е.Г. Акимов