- Разработана универсальная математическая модель для выполнения проектных оптимизационных расчетов, учитывающая нелинейность магнитной цепи, возможность смещения якоря относительно сердечника в горизонтальной плоскости, влияние на один из 8-ми заданных критериев оптимальности соотношений геометрических размеров, материалов магнитопровода и обмотки 12-ти типов электромагнитов постоянного и переменного тока с заданными статическими параметрами и характеристиками. Она не ограничена по диапазону изменения соотношений геометрических размеров и позволяет дать количественную оценку каждому типу электромагнита при необходимости сравнения их друг с другом.
- Разработаны универсальные математические модели для выполнения проектных оптимизационных расчетов большинства известных типов электромагнитов постоянного и переменного тока с заданными динамическими параметрами и характеристиками.
- Отличительной особенностью данных моделей является учет вибрации якоря при включении, зависимости динамических характеристик от фазы включения (на переменном токе), возможность определения оптимального типа электромагнита, реализующего заданные динамические характеристики.
- Разработаны модифицированные математические модели на базе цепевых методов и теории подобия для выполнения поверочных электромагнитных и тепловых расчетов широкого класса электромагнитов, обеспечивающие расхождение с экспериментом не выше 10% на постоянном токе и 20% на переменном токе. Они учитывают нелинейность, увеличение силы притяжения за счет прохождения части магнитного потока сквозь тонкий лист (якорь), наличие технологических зазоров и уплотнений, возможность охлаждения якоря и внутренней боковой поверхности обмотки водой и т.д. Эквивалентные тепловые схемы построены в двух- и трехмерной постановке задачи.
- Предложен экспресс-метод на основе МКЭ для расчета параметров нестационарных магнитных полей и динамических характеристик электромагнитов, исследованы условия его сходимости. Он является "быстрым", учитывает наличие вихревых токов и гистерезиса в сплошных и шихтованных магнитопроводах.
- Разработаны модифицированные математические модели на основе МКЭ для моделирования стационарных и нестационарных температурных полей широкого класса электромагнитов, учитывающие их конструктивные особенности, зависимость от температуры параметров материалов, плотности источников тепла и т.д.
- Предложены оригинальные математические модели для расчета механических характеристик ЭМА, параметров токоведущего контура и оптимальных параметров щелевых дугогасительных камер с магнитным дутьем.
- Разработан обладающий новизной метод последовательного сужения исходного множества векторных оценок для решения дискретных задач векторной оптимизации - поиска и выбора конструкций и материалов основных узлов и общей компановки ЭМА. В отличие от известных методов многокритериальной оптимизации здесь путем ввода формализованной процедуры поэтапно выводятся из рассмотрения те или иные альтернативы, задаваемые исходным множеством альтернатив. Процедура не предусматривает задания какой-либо системы предпочтений, то есть результат носит объективный характер.
- Обобщена, систематизирована и дополнена (путем проведения численных экспериментов) информация, позволяющая сравнивать между собой различные конструкции и материалы коммутирующих контактов, способы и устройства гашения дуги, типы электромагнитных приводов и механизмов ЭМА.
- Процесс проектирования ЭМА представлен в виде ряда проектных работ. Предложены возможные последовательности их выполнения - маршруты проектирования, учитывающие взаимное влияние происходящих в ЭМА процессов разной природы, алгоритмы информационно-поисковых, расчетных и чертежных работ, структура, состав прикладного программного и других видов обеспечений САПР ЭМА.
- В виде таблиц, графиков и аппроксимирующих зависимостей предложены рекомендации по выбору оптимальных соотношений геометрических размеров, магнитных индукций (электромагнитов переменного тока) и других параметров широкого класса ЭМА в зависимости от критериев оптимальности, допустимой температуры нагрева, условий охлаждения, фазы включения и т.д.
1. Математическое моделирование и автоматизация проектирования тяговых электрических аппаратов / А.Г. Никитенко, В.Г. Щербаков, Б.Н. Лобов, Л.С. Лобанова; Под ред. А.Г. Никитенко, В.Г. Щербакова. М.: Высш. школа, 1995. – 610 с.
Публикации в ведущих научных изданиях
2. Никитенко А.Г., Наталевич К.В., Лобов Б.Н., и др. Экспериментальное исследование электрической дуги постоянного тока // Электротехническая промышленность. Сер. Аппараты низкого напряжения.- 1975.- №6(46).- С.2-6.
3. Лобов Б.Н., Мацупин Г.П., Палий В.Я. О влиянии геометрических соотношений на время трогания электромагнита переменного тока // Изв. Вузов Электромеханика.- 1976.- №1.- С.46-53.
4. Никитенко А.Г., Гринченков В.П., Палий В.Я., Лобов Б.Н. Моделирование на ЭВМ магнитной цепи электромагнита с ферромагнитным экраном // Электротехника.- 1976.- №8.- С.30-35.
5. Лобов Б.Н., Никитенко А.Г. Влияние геометрических соотношений на динамические характеристики электромагнита с внешним поворотным якорем // Электротехническая промышленность. Сер. Аппараты низкого напряжения.- 1977.- №1(59).- С.7-11.
6. Гринченков В.П., Палий В.Я., Никитенко А.Г., Лобов Б.Н. Математическое моделирование переходных характеристик электромагнитов с массивными магнитопроводами // Электротехника.-1977.- №2.- C.50-54.
7. Лобов Б.Н., Палий В.Я., Никитенко А.Г. Синтез динамики электромагнитов // Электротехническая промышленность. Сер. Аппараты низкого напряжения.- 1977.- №3(61).- С.9-11.
8. Никитенко А.Г., Наталевич К.В. , Лобов Б.Н. и др. Исследование гашения электрической дуги при отключении индуктивных цепей постоянного тока // Электротехническая промышленность. Сер. Аппараты низкого напряжения.- 1977.- №4(62).- С.6-7.
9. Никитенко А.Г., Гринченков В.П., Лобов Б.Н., Палий В.Я. Оптимизация параметров электромагнитов подвеса // Изв. вузов Электромеханика.- 1978.- №2.- С.1306-1310.
10. Палий В.Я., Никитенко А.Г., Лобов Б.Н. и др. Расчёт электромагнита системы магнитного подвеса высокоскоростного наземного транспорта (ВСНТ) // Изв. вузов Электромеханика.- 1978.- №7.- С.712-717.
11. Лобов Б.Н., Бахвалов Ю.А., Никитенко А.Г., Алексеева Г.А. Автоматизация проектирования электромагнитных механизмов постоянного тока // Изв. вузов Электромеханика.- 1979.- №4.- С.310-317.
12. Лобов Б.Н. Расчет стационарного температурного поля электромагнита П-образного типа постоянного тока // Изв. вузов Электромеханика.- 1979.- №6.- С.40-46.
13. Никитенко А.Г., Лобов Б.Н. Проектирование электромагнита с заданной тяговой характеристикой // Изв. вузов Электромеханика.- 1981.- №8.- С.899-903.
14. Никитенко А.Г., Лобов Б.Н., Артюхова И.И., Палий В.Я. О влиянии геометрических размеров на динамические показатели электромагнита клапанного типа // Изв.вузов Электромеханика.- 1981.- №11.- С.1214-1221.
15. Никитенко А.Г., Могилевский Г.В., Лобов Б.Н. Расчет динамики включения электромагнита постоянного тока // Изв.вузов Электромеханика.-1982.- №1.- С.48-51.
16. Никитенко А.Г., Палий В.Я., Лобов Б.Н., Гринченков В.П. Алгоритм расчета стабилизирующих сил электромагнитного подвеса // Изв. вузов Электромеханика.- 1984.- №7.- С.50-54.
17. Никитенко А.Г., Лобов Б.Н., Гринченков В.П., Тындик В.В. Информационно-измери-тельный стенд для комплексного исследования электромагнитных систем // Изв. вузов Электромеханика.- 1985.- №4.- С.81-84.
18. Лобов Б.Н., Никитенко А.Г. Модуль автоматизированного расчета механических характеристик электромагнитных аппаратов // Изв. вузов Электромеханика.-1987.-№8.- С.80-83.
19. Лобов Б.Н., Никитенко А.Г. Модуль автоматизированного расчета параметров дугогасительного устройства электрических аппаратов // Изв. вузов Электромеханика.- 1988.- №5.- С.79-83.
20. Лобов Б.Н., Никитенко А.Г. Пакет программ автоматизированного проектирования токоведущей цепи электромагнитного аппарата // Изв. вузов Электромеханика.- 1988.- №6.- С.94-99.
21. Никитенко А.Г., Краснов Е.Н., Лобов Б.Н., Гринченков В.П. Оптимизация геометрии электромагнитных захватов корпусосборочных устройств // Изв. вузов Электромеханика.- 1990.- №9.- С.66-70.
22. Никитенко А.Г., Краснов Е.Н., Гринченков В.П., Лобов Б.Н. Расчет силовых характеристик электромагнитных захватов корпусосборочных устройств // Изв. вузов Электромеханика.- 1991.- №3.- С.100-104.
23. Никитенко А.Г., Лобов Б.Н., Гринченков В.П. и др. Синтез характеристик и анализ энергетических соотношений электромагнитных механизмов переменного тока // Изв. вузов Электромеханика.- 1991.- №11.- С.63-67.
24. Щучинский С.Х., Лобов Б.Н., Никитенко А.Г. Об оптимальном проектировании электромагнитов переменного тока// Изв. вузов Электромеханика.- 1993.- №2.- С.73-79
25. Лобов Б.Н., Никитенко А.Г., Краснов Е.Н., Гринченков В.П. Оптимизация электромагнитных захватов броневого типа // Изв. вузов Электромеханика.- 1993.- №3.- С.48-51.
26. Никитенко А.Г., Ковалёв О.Ф., Лобов Б.Н., Щучинский С.Х. Расчет стационарного температурного поля электромагнитного привода методом конечных элементов // Изв. вузов Электромеханика.- 1993.- №4.- С.69-77.
27. Лобов Б.Н., Никитенко А.Г. Системы автоматизированного проектирования электромагнитных аппаратов // Изв. вузов Электромеханика.- 1994.- №3.- С.14-18.
28. Ковалёв О.Ф., Лобов Б.Н., Краснов Е.Н. Расчет нестационарного температурного поля электромагнитных захватов методом конечных элементов// Изв. вузов Электромеханика.- 1995.- №1-2.- С.24-29.
29. Бахвалов Ю.А., Никитенко А.Г., Лобов Б.Н., Щербаков В.Г. Численное моделирование магнитного поля и силовых взаимодействий электромагнитного захвата корпусосборочных устройств комбинированным методом // Электротехника. - 1997.- №10.-С.37-40.
30. Лобов Б.Н. Оптимизация электромагнитов переменного тока с втяжным якорем и стопом // Изв. вузов Электромеханика. – 2002.- №2.- С.41-45.
31. Лобов Б.Н. Выбор конструкции электромагнитного привода// Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.-2003.-Спец.вып.: Проблемы мехатроники-2003.-С.16-20.
32. Лобов Б.Н., Палий В.Я. Выбор конструкции и материала контактов при проектировании электромагнитных аппаратов //Труды Академии электротехнических наук Чувашской республики.- 2003.- №4/2003.- C.44-49.
33. Лобов Б.Н., Белокопытов С.Л., Ким Р.А. Метод равнозначных критериев и его применение для выбора конструкции дугогасительного устройства // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.-2004.-№1.-С.32-36.
34. Лобов Б.Н., Палий В.Я., Мацупин Г.П. Устройство форсированного включения электромагнитного привода// Изв. вузов Электромеханика. – 2004.- №1.- С.67.
35. Лобов Б.Н., Мацупин Г.П. Выбор кинематической схемы при проектировании электромагнитных аппаратов // Изв. вузов Электромеханика.- 2004.- №3.- С.39-43.
36. Белокопытов С.Л., Лобов Б.Н., Тушканов Н.Б., Деревянкина Н.А. Методика рационального выбора варианта построения электрического аппарата по многим критериям// Изв. вузов Проблемы энергетики.- 2005.- №3-4.- С.55-61.
37. Лобов Б.Н., Плахотин О.Б. Оптимизация электромагнитного механизма по статическим и динамическим показателям качества //Изв. вузов Электромеханика.- 2006.- №1.- С.33-37.
38. Лобов Б.Н., Ковалёв О.Ф., Подберёзная И.Б. Влияние вихревых токов на потери в шихтованных и сплошных магнитопроводах электромагнитов переменного тока// Изв. Вузов Сев.-Кав. регион Технические науки. - 2006. - №2. - С.32-39.
39. Подберёзная И.Б., Лобов Б.Н., Ковалёв О.Ф. Экспресс-метод анализа электромагнитных полей в нестационарных режимах // Изв. вузов Электромеханика.- 2007.- №2.- С.7-9.
40. Лобов Б.Н. Алгоритм расчёта параметров зоны короткозамкнутого витка электромагнита переменного тока // Изв. вузов Электромеханика.- 2010.- №1.- С.77-79.
41. Лобов Б.Н. Формализация выбора способов гашения дуги в низковольтных электрических аппаратах // Изв. Вузов Сев.-Кав. регион Технические науки.- 2010.- №1.- С.64-66.
42. Лобов Б.Н. Алгоритм параметрического синтеза электромагнитов // Изв. вузов Сев.-Кав. регион Технические науки.- 2010.- №2.- С.53-58.
43. Лобов Б.Н. Системный подход к проектированию электромагнитного аппарата // Изв. вузов Электромеханика.- 2010.- №2.- С.19-22.
Материалы и тезисы докладов Международных и Российских конференций
44. Безус В.А., Гринченков В.П., Никитенко А.Г., Лобов Б.Н. Исследование квазидинамических процессов в электромагнитах подвеса // Итоги и перспективы создания высокоскоростного наземного транспорта: тез. докл. Второй Всесоюз.науч.техн. конф.-М.,1980.-С.16-17.
45. Лобов Б.Н.,Палий В.Я., Гринченков В.П.,Никитенко А.Г. Подсистема САПР электромагнитов подвеса// Итоги и перспективы создания высокоскоростного наземного транспорта: тез. докл. Второй Всесоюз.науч.техн. конф.-М.,1980.-С.34-35.
46. Никитенко А.Г., Лобов Б.Н., Гринченков В.П. Расчет электромагнитных полей в электрических аппаратах // Состояние и перспективы развития электровоз. в стране: тез.докл. 5 Всесоюз.науч.-техн. конф.-М.,1981.-С.67.
47. Лобов Б.Н., Никитенко А.Г. Система автоматизированного проектирования электромагнитных аппаратов постоянного тока // Автоматизация проектирования электрических устройств и систем. Тез. докл. Всесоюз. семинара. Истра. 1984. С.47-51.
48. Никитенко А.Г., Лобов Б.Н., Бахвалов Ю.А., Лобанова Л.С., Гетманский А.А. Система автоматизированного проектирования электромагнитной аппаратуры электровозов// Состояние и перспективы развития электровоз. в стране: тез.докл. 6 Всесоюз.науч.-техн. конф.-М.,1987.-С.72
49. Никитенко А.Г., Гринченков В.П., Гревцов В.Н., Лобов Б.Н. Синтез характеристик и анализ геометрических соотношений электромагнитных механизмов переменного тока. XXY International Wissenchaft Kolloquium. Ilmenau, BKD, 1990.- S.29-31.
50. Никитенко А.Г., Краснов Е.Н., Гринченков В.П., Лобов В.Н. The research and design optimum elektromagnetic grips. Исследование и разработка оптимальных электромагнитных устройств. // 40 years of electrical enginiering education in Craiova. The international conference on applied and theoretical electrotechnics, 21-23 November, 1991 / Craiova, Romania, 1991.- B. 24.
51. Лобов Б.Н. Система автоматизированного проектирования тяговых аппаратов на базе персонального компьютера // Состояние и перспективы развития локомотивостроения. Тез. докл. Международной науч.-техн. конф. Новочеркасск. 1994. С. 89.
52. Лобов Б.Н., Никитенко А.Г., Лобанова Л.С. Оптимальное проектирование тяговых электромагнитных аппаратов по заданным динамическим характеристикам // Состояние и перспективы развития локомотивостроения. Тез. докл. Международной науч.-техн. конф. Новочеркасск. 1994. С. 90.
53. Лобов Б.Н., Никитенко А.Г. Система автоматизированного проектирования электромагнитных аппаратов // Эффективность информационных технологий обучения в высшей школе: тез. докл. Межвуз. науч.-практ.конф.- Новороссийск,1994.-С.64-65.
54. Лобов Б.Н. Учебная система автоматизированного проектирования электромагнитных аппаратов (САПР ЭА) // Компьютеризация учебного процесса по электротехн. дисциплинам: тез.докл. 3-ей межвуз. науч.-метод.конф.-Астрахань,1995.-С.145-146.
55. Лобова Т.В., Ткачев А.Н., Лобов Б.Н. Учет вихревых токов в шихтованных магнитопроводах электромагнитов переменного тока // Сб. ст. и крат. сообщ. по материалам науч.-техн. конф. студ. и аспир. НГТУ, г. Новочеркасск, 10-25 апр. 1996 г. / Новочерк. гос. техн. ун-т. - Новочеркасск: НГТУ, 1996. - С.67-68.
56. Никитенко А.Г., Лобов Б.Н., Сохадзе Г.В. О синтезе динамики электромагнитов с использованием схем замещения магнитной цепи // Теория цепей и сигналов (ТЦиС-96) : тез.докл. 3-й Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием, г. Таганрог, 11-15 сент. 1996г. / Новочеркасск: Ред.журн. Изв.Вузов.Электромеханика, 1996.-С.88.
57. Бахвалов Ю.А., Никитенко А.Г., Лобов Б.Н. Численное моделирование плоскопараллельного магнитного поля электромагнитных систем оборудования электроподвижного состава. //Состояние и перспективы развития электроподвижного состава. Тез. докл 2-ой Междунар. конф. Новочеркасск, 1997. С.114-115.
58. Лобова Т.В., Ткачев А.Н., Лобов Б.Н. Учет вихревых токов при моделировании переходных режимов работы транспортного электрооборудования электровозов // Состояние и перспективы развития электроподвижного состава: тез.докл. 2-ой Междунар. конф .- Новочеркасск, 1997.- С.110-111.
59. Лобов Б.Н., Палий В.Я. Алгоритм расчета процессов в выключателе бытового освещения // Моделирование. Теория, методы и средства: материалы. междунар. науч.-практ. конф. , г. Новочеркасск, 5 апреля 2002г.:В 4ч./Юж.-Рос.гос.техн.ун-т.-Новочеркасск: ООО НПО “ТЕМП”,2002.-Ч.4.-С.4-6.
60. Лобов Б.Н., Палий В.Я., Лобанова Л.С., Мацупин Г.П. Формализация выбора конструкции электромагнитного аппарата // Состояние и перспективы развития электроподвижного состава: тез. докл. IV Междунар. науч.-техн. конф., г. Новочеркасск, 17-19 июня 2003г. / ОАО НПО “НЭВЗ”. - Новочеркасск, 2003 . - С.283-285.
61. Лобов Б.Н., Белокопытов С.Л. Методика рационального выбора варианта построения электрического аппарата по многим критериям // Электрооборудование, электроснабжение, электросбережение: материалы науч.-техн. конф., г.Ижевск 24-28 мая 2004г.: науч.-техн. форум с междунар. участием “Высокие технологии-2004”.-Ижевск: Изд-во Ижгту,2004.- С.76-82
Другие издания
62. Лобов Б.Н., Никитенко А.Г., Бахвалов Ю.А. Разработка САПР электромагнитной аппаратуры электровозов // Электровозостроение: Сб. трудов. / ВЭлНИИ. Новочеркасск, 1978, Т.19. С.32-35.
63. Лобов Б.Н., Бахвалов Ю.А., Никитенко А.Г., Алексеева Г.А. Пакет прикладных программ для автоматизированного проектирования электромагнитных механизмов / Автоматизация проектирования в электротехнике и энергетике: Сб. науч. тр. / ИЭИ. Иваново, 1978,С.86-94.
64. Лобов Б.Н., Дубов В.В., Никитенко А.Г. и др. Экспериментальное определение усилия левитации электромагнита подвеса // Электровозостроение. Высокоскоростной наземный транспорт: Сб. трудов. / ВЭлНИИ. Новочеркасск, 1979, Т.19. С.43-49.
65. Никитенко А.Г., Лобов Б.Н., Палий В.Я., Гринченков В.П. Алгоритм и программа оптимального проектирования П-образного электромагнита // Теория и расчеты электрических машин и аппаратов: Межвуз. сб. науч. трудов./ ИЭИ. Иваново, 1979.- С.91-98.
66. Никитенко А.Г., Лобов Б.Н. О выборе расчетного значения индукции в рабочем зазоре при проектировании электромагнитов постоянного тока. Сб. науч.тр. Электрические машины и аппараты. Чебоксары, 1980. С.52-57.
67. Никитенко А.Г., Лобов Б.Н., Бахвалов Ю.А. Разработка системы автоматизированного проектирования электромагнитной аппаратуры электровозов // Электровозостроение: Сб. трудов. / ВЭлНИИ. Новочеркасск, 1988, Т.29. С.88-94.
68. Лобов Б.Н., Щучинский С.Х., Золоев В.Б. Алгоритм теплового расчета электромагнита переменного тока. Сб. науч. тр. Уплотнения трубопроводной арматуры. ЦКБА. С.Петербург , 1991. С.32-39.
69. Лобов Б.Н., Никитенко А.Г. Система автоматизированного проектирования тяговых электромагнитных аппаратов (САПР ТЭА) на базе персонального компьютера // Электровозостроение: Сб. науч. тр. / ВЭлНИИ. Новочеркасск, 1995, Т.35. С.82-89.
70. Никитенко А.Г., Лобов Б.Н. Учебная система автоматизированного проектирования электромагнитных аппаратов (САПР ЭА): Сертификат ассоциации разработчиков и пользователей компьютерных обучающих программ №24/95/ Выдан 14.09.1995.
71. Лобов Б.Н., Тимакова И.Р. Выбор конструкции электромагнита: Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2003611795. Выдано РОСПАТЕНТОМ 28.07.2003
72. Лобов Б.Н. Выбор способа гашения дуги при проектировании электрических аппаратов // Электрика.- 2004.- №1.
73. Патент на изобретение №2277288. Российская федерация МКИ Н02Р1/00.Устройство форсированного включения электромагнитного привода постоянного тока от сети трёхфазного переменного тока / Лобов Б.Н., Мацупин Г.П., Палий В.Я.- Опубл. 27.05.2006. Бюл. №15.
74. Патент на изобретение №2277734. Российская федерация МКИ Н01F7/18.Устройство питания электромагнитного привода постоянного тока от источника переменного тока / Лобов Б.Н., Мацупин Г.П., Палий В.Я.- Опубл. 27.01.2006. Бюл. №15.
75. Патент на изобретение №2246774. Российская федерация МКИ Н01Н7/03. Электромагнит с задержкой времени при срабатывании / Лобов Б.Н., Мацупин Г.П., Палий В.Я.- Опубл. 20.02.2005. Бюл. №5.
76. Лобов Б.Н., Мацупин Г.П., Плахотин О.Б. Выбор схем форсированного питания электромагнитов // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электровозостроения. -2006.- №3(52).–С.102-110.
77. Лобов Б.Н., Медведев В.В, Плахотин О.Б. Оптимизация магнитной системы тягового контактора МК-201// Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электровозостроения. -2006. - №1(50). -С.229-235.
78. Лобов Б.Н., Лобанова Л.С. Метод оптимизации технических решений при проектировании тяговых электрических аппаратов // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электровозостроения. – 2007. - №2(54). - С.137-143.