Раздел 2
Общие методы, Гипотезы И задачи
Цель этого раздела - обоснование основной рабочей гипотезы, выбор конкретных
задач и методов их решения для экспериментальной проверки и анализа.
2.1. Общие методы решения проблем
Приняты такие определения терминов проблема и задача. Проблема - это осознанное
несоответствие между желаемым и действительным; между тем, что есть, и тем, что
нужно. Задача - это часть проблемы с более точно сформулированными условиями и
целью. Будем считать, что проблема еще не решалась и может быть решена
неоднозначно - разными методами и с разными результатами, а задача – имеет один
ответ.
Будем различать: общий подход и общий научный метод решения любых научных
проблем; конкретные методы - для изучения определенных объектов, явлений,
процессов; методики - для оценки характеристик и показателей конкретных
изделий.
Системно-целевой подход [8] предполагает такие принципы:
- сначала возникает проблема, осознание цели, необходимости ее достижения,
противоречия между тем, что есть и тем, что нужно;
- априорно признают сложность, системность проблемы - зависимость
рассматриваемого объекта от большого числа факторов (переменных, которые
возможно, взаимосвязаны);
- признают объективность существования объекта и проблемы и возможность их
изучения и решения в словесной, вероятностной или детерминированной форме.
Общий научный метод [8] состоит из таких этапов:
- анализ априорной (до эксперимента) информации по литературным источникам или
экспертным опросам;
- синтез и формулирование рабочей гипотезы в виде словесной или (и)
математической модели;
- планирование, подготовка и проведение эксперимента;
- анализ результатов, оценка коэффициентов модели и сравнение их с рабочей
гипотезой;
- синтез выводов;
- принятие решения о прекращении или продолжении изучения.
Как видно по перечню этапов, обычным процессом исследования является
последовательное движение по виткам спирали со сходными состояниями на каждом
витке: анализ - синтез - эксперимент - анализ - синтез - принятие решения.
Общий научный метод может применяться индивидуально, научной группой и целыми
коллективами. Примерно так думает и действует каждый, обученный логике человек.
Эксперимент может быть сложным и дорогим, на сложных изделиях или физических
моделях, на ЭВМ или простейшим - мысленным. При осознанном применении, метод
позволяет каждому ученому более целесообразно планировать работу, видеть
перспективу и решать проблемы.
Этапы общего научного метода по форме сходны с этапами статистического
экспериментирования и анализа результатов.
Автор настоящей работы применял системно-целевой подход и общий научный метод
для всех задач, которые выявлялись и выполнялись последовательно - по мере
оценки и проверки априорной информации из экспертных опросов и литературных
источников. Определенные в заглавии диссертации и в этом разделе цели
достигнуты, в какой-то мере, в случайном порядке, многократным экспериментом,
расчетным и мысленным анализом и синтезом, проверкой правдоподобных сочетаний
формул и алгоритмов. В начале работы цель была сформулирована так – нужно
улучшить методику расчета надежности обмоток. И только в конце работы была
сформулирована в полном виде основная рабочая гипотеза о процессе отказа,
которая (после ее проверки) позволила создать новую методику для оценки
надежности. Диссертация изложена по требованиям инструкции ВАК"а - как будто
сразу стала ясной основная гипотеза, определено основное направление, а потом,
для упорядоченного решения, изложены задачи и их решения.
2.2. Гипотезы, цели и задачи исследований
Цели, задачи и методы их решения можно определить, если обоснована и
сформулирована общая рабочая гипотеза.
2.2.1. Обоснование общей гипотезы
Для обоснования общей рабочей гипотезы о процессе коммутационных отказов нужно:
оценить опасность коммутационных явлений для витковой изоляции и найти
изученный аналог для процесса отказа.
Опасность коммутационных явлений для витковой изоляции. Опыт эксплуатации
многократно доказывает, что отказы АД в большинстве случаев происходит в
обмотках, которые часто коммутируют.
В обеих концепциях и моделях, упомянутых в 1-м разделе, принято, что отказы
происходят из-за больших амплитуд КП с большой крутизной фронта. У доцента
кафедры электромеханики КПИ Реуцкого Н.А. [27], сохранилось около 2000 лучших
из 20000 просмотренных осциллограмм КП. На них не было крутых фронтов, когда
амплитуды КП были большими. Крутые фронты были только при напряжениях 300-600В
в пилообразной части КП. Волновые напряжения порядка 1 кВ наблюдали только при
коммутации малых токов коммутирующими аппаратами с завышенной разрывной
способностью. По сообщениям многих специалистов перенапряжения в сетях 380/220В
не превышают 3,5 – кратных значений.
Теоретический анализ не подтверждает опасности амплитуд перенапряжений для
витковой изоляции, если крутизна фронта небольшая. Для корпусной и межфазной
изоляции АД и для линейных проводов сети 2..3-киловольтное волновое
перенапряжение всегда создает серьезную опасность пробоя и отказа. Но такое
волновое перенапряжение не может пробить дефект витковой изоляции - сквозную
трещину. Это происходит потому, что длительность фронта такого перенапряжения
на входе в обмотку более 10-ти мкс и движется этот фронт вдоль обмотки со
скоростью v=80...90 м/мкс. Такая волна укладывается на длине L= vt =80*10=800
м. Так как длина фазы у АД с номинальным напряжением 380/220 В составляет от
100 до 20 м, то только 8...40-я часть этого фронта падает на фазу обмотки. А на
одну катушку падает еще в 3..5 раз меньше. Поэтому напряжение между витк
- Київ+380960830922