Основные характеристики асинхронных двигателей, разработанных

в период с 1893 по 1990 г. Число полюсов 2р=4, частота вращения n =1500 об/мин.

Получение новых знаний о процессе электромеханического преобразования энергии, появление новых электротехнических материалов и технологических процессов, оптимизационные расчеты позволили постепенно, переходя от одной к другой модели, совершенствовать самый распространенный в мире электродвигатель. При этом каких-либо принципиальных изменений в асинхронной машине не происходило. Во всех, без исключения, моделях использовались шихтованные пакеты статора и ротора из электротехнической стали. В пазах статора уложена трехфазная обмотка, а пазы ротора залиты алюминиевым сплавом.

Тем не менее, масса асинхронного двигателя современной серии 4А в 3,5 раза меньше массы аналогичного по моменту (мощности) асинхронного двигателя, выпущенного 80 лет тому назад. На рис.3 представлена ретроспективная зависимость удельной мощности q=P/G на валу асинхронного двигателя. Она в полной мере по форме соответствует логистической кривой, представленной в [9] и описываемой выражением

К = L / () (1)

Где: L, a, b, b - постоянные коэффициенты.

Анализ такой зависимости позволяет сделать ряд важных обобщений и выводов:

1. Ретроспективная зависимость показателей качества ТС одного и того же поколения изменяется в соответствии с логистической кривой с явно выраженным участком насыщения. Аналогичные зависимости получены и для других показателей качества самых различных ТС.

2. Наибольшие практические результаты достигаются на начальном этапе развития поколения ТС и, напротив, даже очень серьезные усилия не приносят ощутимых результатов, если наступил период "насыщения" показателей качества. ТС, находящиеся в таком периоде развития, относят к классу широко разработанных объектов.

3. Необходимость разработки нового поколения ТС, вообще, возникает в тот момент, когда появляется потребность резкого увеличения какого-либо показателя качества ТС, относящегося к классу широко разработанных объектов.

Новые поколения ТC появляются значительно реже, чем новые модели. Как правило, новые поколения систем с неизменным принципом действия появляются тогда, когда создаются принципиально новые структурные единицы в такой системе. Появление новых полупроводниковых преобразователей энергии на базе транзисторов и тиристоров позволило создать новое поколение электродвигателей, которым стал вентильный электродвигатель, прототипом которого был коллекторный электродвигатель. Функции щеточно-коллекторного узла коллекторного двигателя заключаются в определении относительного положения якоря и индуктора, при которых необходимо подключать к источнику ту или иную комбинацию секций обмотки якоря, и выполнению операции подключения.

В вентильном электродвигателе эти функции выполняет полупроводниковый преобразователь электрической энергии, управляемый от специального бесконтактного датчика положения ротора. Такой двигатель является аналогом коллекторного двигателя, т.е. имеет прекрасные энергетические показатели и регулировочные характеристики. При этом в сравнении с коллекторным двигателем он является полностью бесконтактным, а, следовательно, имеющим высокие показатели в части ресурса и надежности. Первые разработки таких двигателей с использованием в качестве переключающих элементов транзисторов и тиристоров появились в конце 50-х - начале 60-х годов. В настоящее время эти электродвигатели получили широкое применение в технике записи и воспроизведения звука и информации, в качестве высокоточного привода станков, в авиации, космосе, т.е. там, где требуются характеристики коллекторных двигателей, но по условиям применения работа их щёточно-коллекторного узла затруднена.

1.7. Иерархия задач при выборе новых ПКР

В общем случае, можно выделить 6 типов иерархических соподчиненных задач выбора или изобретения новых ПКР:

· Изобретение новой актуальной потребности.

· Генерация списка потребительских качеств.

· Создание функциональной структуры.

· Выбор принципа действия.

· Разработка технического решения и технологии его изготовления.

· Проектирование и расчет размеров и соотношений изделия.

Сложность и значимость решения каждой последующей задачи, с точки зрения победы в конкурентной борьбе, стремительно снижается. Действительно, сложнее всего выдумать новую потребность. Но тот, кто смог это сделать, тот становится бесспорным лидером ( см. Домашнее задание ).