Актуальність теми визначається тим, що на сьогоднішній день наукові дослідження зі створення нових зразків магнітних підшипників, а також способів математичного опису динамічних процесів, що відбуваються в таких складних електромагнітомеханічних системах, з метою адекватного вибору параметрів магнітних підшипників (МП), які забезпечують необхідні динамічні характеристики всієї роторної машини, є дуже нагальними, тому що існуючі методи і підходи до моделювання і аналізу динаміки роторів в МП мають цілу низку недоліків.
Метою роботи є вирішення науково-прикладної проблеми зі створення нового загального способу математичного опису динамічної поведінки роторів в системах з магнітними підшипниками різних типів, який відрізняється узагальненістю підходу і повнотою урахування нелінійного взаємозв’язку процесів, котрі відбуваються в такій системі – електричних, магнітних і механічних, що дозволяє домогтися можливості адекватного моделювання та пошуку різних динамічних явищ і режимів роботи для знаходження раціональних або оптимальних варіантів конструкцій роторних машин зі зниженою віброактивністю і підвищеною надійністю, а також верифікація цього способу і практичне його використання.
Об’єктом досліджень є динамічні процеси у багатовимірних взаємозалежних мехатронних роторних системах з урахуванням різних факторів, що роблять істотний вплив на їх вібраційний стан та стійкість руху конструктивних елементів.
Предметом досліджень є лінійні і нелінійні явища роторної динаміки в системах з магнітними підшипниками різних типів з урахуванням взаємозв’язку електричних, магнітних і механічних стаціонарних і нестаціонарних процесів.
При вирішенні поставлених задач застосовувалися аналітичні методи теоретичної механіки, теорії коливань, математичного аналізу, теорії автоматичного управління, теорії стійкості, електротехніки, теорії оптимізації, а також числові методи і методи експериментальних досліджень.
Теоретична значущість роботи полягає у вирішенні важливої науково-прикладної проблеми зі створення концептуально нового узагальненого способу математичного опису динамічної поведінки роторів в системах та машинах з пасивними і активними магнітними підшипниками (ПМП і АМП) з метою адекватного розрахункового відтворення лінійних та нелінійних явищ роторної динаміки та оцінки стійкості руху ротора на різних режимах.
Новизна наукових результатів обумовлена наявністю в роботі нового узагальненого способу математичного опису динамічної поведінки роторів в пасивних і активних магнітних підшипниках, підходів до визначення їх параметрів, результатів розрахункових та експериментальних досліджень по встановленню характеристик як самих магнітних підшипників, так і роторної динаміки з їх повноцінним урахуванням, опису нового типу пасивного магнітного підшипника з керованою жорсткістю та реалізованого завдяки йому способу відстроювання від резонансних режимів в роторних системах з комбінованими пасивно-активними повними магнітними підвісами.
Практичне значення отриманих результатів полягає у тому, що застосування у вітчизняній промисловості розроблених способів, методик, алгоритмів і засобів, серед яких – концепція та спосіб побудови аналітичних моделей для опису динаміки роторів в пасивних і активних магнітних підшипниках, спосіб аналізу електромагнітних кіл АМП, методика скінченноелементного розрахунку силових і жорсткісних характеристик МП, комп’ютерні та програмні засоби для розрахунку параметрів МП і роторної динаміки, новий вид ПМП з керованою жорсткістю та спосіб проходження резонансних режимів при розгоні і зупині роторів в пасивно-активних магнітних підвісах, дозволяє підвищити достовірність розрахункового визначення параметрів роторів, магнітних підшипників і систем управління АМП. Результати наукових досліджень впроваджено в практику ПАТ «Сумське НВО», а також наукову діяльність і навчальний процес Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут».
