3.4 Аналіз області існування
В таблиці 1 показана область існування досліджуваного класу де кожен з об’єктів цього класу був отриманий за допомогою принципу збереження генетичної інформації, в основі якої закладена визначена раніше цільова функція. Тобто ми можемо сказати, що в даному випадку маємо дві області існування окремих рядів:
Q1 (2ЦЛ 0.2у, 2КН 0.2у, 2ТП 0.2у, 2СФ 0.2у, 2ТЦ 0.2у);
Q2 (2ЦЛ 2.2у, 2КН 2.2у, 2ТП 2.2у, 2СФ 2.2у, 2ТЦ 2.2у).
Жирним шрифтом позначений код машини-прототипу, на основі якої і була сформульована цільова функція пошуку (2ТП 0.2 y). Вся область існування налічує дев’ять нових об’єктів.
В групах 0.0 і 2.0 об’єктів цього класу існувати не може через те, що в групі 0.0 обмотки повинні бути кільцеві (кінцеві ефекти відсутні), а в групі 2.0 – існують об’єкти тільки з поступальним рухом, так само як і не можуть існувати досліджувані машини у вигляді плоских машин.
4. Спрямований синтез і аналіз нових структур синхронної машини з дисковим ротором
Користуючись законом гомологічних рядів електромеханічних систем синтезуємо генетично споріднені об’єкти класу двостаторних електричних синхронних машин з розподіленою обмоткою, що були визначені в області існування завдяки методу просторових деформацій щодо структури-прототипу.
За допомогою спрямованого синтезу з одної машини можна отримати декілька нових, застосовуючи при цьому обраний метод.
Наведемо приклад, коли маючи, наприклад, одну структуру з циліндричним ПДП за допомогою метода деформації можна отримати іншу генетично-споріднену з конічним ПДП. Тобто рівномірно стиснувши (деформувавши) праву частину циліндричного ПДП по всій поверхні, отримємо конічний ПДП (рисунок 4).
Циліндричний ПДП Конічний ПДП
Рисунок 4 – приклад перетворення форми ПДП за методом деформації
Таким чином за допомогою метода деформації синтезуємо всі необхідні структури.
За допомогою просторових деформацій синхронної машини-прототипу тороїдального-плоского типу отримаємо синхронну циліндричну (див. рисунок 5). Вона може застосовуватися для різноманітних цілей, так як має вид стандартної циліндричної машини. Але вона має складну форму щодо вкладення обмотки в статор.
Рисунок 5 – синтезована структура синхронної машини з циліндричним ротором з явновновираженими магнітними полюсами.
Представник виду 2ЦЛ 0.2у
На рисунку 5 позначені наступні елементи:
1 – обмотка внутрішнього і зовнішнього статорів;
2 – статор;
3 – ротор з явно вираженими полюсами.
Результатом синтезу синхронної машини-прототипу тороїдального-плоского типу в конічну є рисунок 6. Різниця з попередньою машиною полягає в тому, що кут між віссю обертання ротора і одним з кінців магнітопроводу статора був збільшений. Така машина має менш розповсюджену конструкцію за попередню, однак має досить розширену плоску поверхню з протилежного кінця валу, яка може застосовуватися для закріплення машини.
Рисунок 6 – синтезована структура синхронної машини з циліндричним ротором з явновновираженими магнітними полюсами.
Представник виду 2КН 0.2у
На рисунку 6 позначені наступні елементи:
1 – обмотка внутрішнього і зовнішнього статорів;
2 – статор;
3 – ротор з явно вираженими полюсами.
На рисунку 7 зображено візуалізовану структуру синтезу прототипу тороїдального плоского виду в сферичний. Тут структура вже має опуклу шароподібну форму в порівнянні з попередніми плоскими. Має конструкцію мало розповсюдженої форми.
Рисунок 7 – синтезована структура синхронної машини з сферичним
ротором з явновновираженими магнітними полюсами.
Представник виду 2СФ 0.2у
На рисунку 7 позначені наступні елементи:
1 – обмотка внутрішнього і зовнішнього статорів;
2 – статор;
3 – ротор з явно вираженими полюсами
На рисунку 8 маємо перетворення синхронної машини-прототипу тороїдального плоского типу в тороїдальну циліндричну. Ця машина матиме такий генетичний код: 2 ТЦ 0.2 у. Слід звернутим увагу на те, що машина не має підшипників, а працює за допомогою магнітного підвісу.
Рисунок 8 – синтезована структура синхронної машини з тороїдально-циліндричним ротором з явновновираженими магнітними полюсами.
Представник виду 2СФ 0.2у
На рисунку 8 позначені наступні елементи:
1 – обмотка внутрішнього і зовнішнього статорів;
2 – статор;
3 – ротор з явно вираженими полюсами
Перетворення синхронної машини-прототипу тороїдального плоского типу в циліндричну з іншою геометричною симетрією відносно рисунка 2 маємо на рисунку 9. Статор отриманої машини є не циліндричний, а напівциліндричним, що говорить про асиметрію за напрямком розповсюдження хвилі поля.
Рисунок 9 – синтезована структура синхронної машини з циліндричним
ротором з явновновираженими магнітними полюсами.
Представник виду 2ЦЛ 2.2у
На рисунку 9 позначені наступні елементи:
1 – обмотка внутрішнього і зовнішнього статорів;
2 – статор;
3 – ротор з явно вираженими полюсами
Синтезована структура синхронної машини-прототипу тороїдального плоского типу в конічний на рисунку 10 відрізняється від попереднього зміною кута нахилу статора відносно осі, тобто має іншу геометричну симетрію. За напрямком розповсюдження хвилі поля вже відноситься до асиметричних джерел.
Рисунок 10 – синтезована структура синхронної машини з конічним ротором з явновновираженими магнітними полюсами. Представник виду 2КН 2.2у
На рисунку 10 позначені наступні елементи:
1 – обмотка внутрішнього і зовнішнього статорів;
2 – статор;
3 – ротор з явно вираженими полюсами
На рисунку 11 показана синтезована структура синхронної машини – прототипу тороїдно плоскої формиа але з іншою геометричною асиметрією, як за напрямком розповсюдження хвилі поля так і за ортогональним напрямком.
Рисунок 11 – синтезована структура синхронної машини з дисковим ротором з явновновираженими магнітними полюсами. Представник виду 2ТП 2.2у
На рисунку 11 позначені наступні елементи:
1 – обмотка внутрішнього і зовнішнього статорів;
2 – статор;
3 – ротор з явно вираженими полюсами
На рисунку 12 показано результат синтезу синхронної машини з дисковим ротором в сферичну з геометричною асиметрією як за напрямком розповсюдження хвилі поля так і за ортогональним напрямком
Рисунок 12 – синтезована структура синхронної машини з сферичним
ротором з явновновираженими магнітними полюсами.
Представник виду 2СФ 2.2у
На рисунку 12 позначені наступні елементи:
1 – обмотка внутрішнього і зовнішнього статорів;
2 – статор;
3 – ротор з явно вираженими полюсами
Перетворення
синхронної машини-прототипу тороїдального
плоского типу в тороїдально-циліндричну
з іншою геометричною симетрією відносно
рисунку 6 маємо на рисунку 13. Тут вже і
за напрямком хвилі поля і за ортогональним
напрямом маємо асиметричну структуру.
Рисунок 13 – синтезована структура синхронної машини з тороїдально-циліндричним ротором з явновновираженими магнітними полюсами.
Представник виду 2ТЦ 2.2у
На рисунку 13 позначені наступні елементи:
1 – обмотка внутрішнього і зовнішнього статорів;
2 – статор;
3 – ротор з явно вираженими полюсами