Применение принципов объектно-ориентированного проектирования в разработке электрических машин

Abstract

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