Итоговая проверка турбогенератора: от шага геометрии до границ вывода

Матрица доказательств

Для каждого этапа составьте запись: входы → программа → модель → решение → таблица → проверка → вывод. В данной реализации ранние геометрические этапы имеют проверочные файлы ANS, полученные при нулевых токах; они подтверждают сборку и сетку, но не рабочее поле или характеристику. Решённая позиция обязана ссылаться на точный FEM. Аналитический эталон имеет отдельное происхождение и не маскируется под эксперимент.

Минимальный итоговый комплект содержит протокол, обмоточную таблицу, B(H), уровни сетки, рабочую точку модели без дефекта, матрицу L\Delta, ХХ и КЗ, одну регулировочную и одну U-кривую, полный период, парный дефектный опыт и редуцированную динамику. Для каждого графика фиксируются единицы и неизменные входы.

Нормировки, которые стоит перепроверить

Все поля должны использовать одну систему: мм в геометрии, м в аналитических объёмных интегралах, действующие или амплитудные токи с явными множителями. Полный круг исключает секторный множитель, но не отменяет активную длину. Потокосцепление из FEMM уже относится к объявленной глубине.

Средние мощности сравниваются со средним моментом, напряжение фазы — с фазным током, ДПФ — с уникальными отсчётами периода, локальные производные — с фиксированной рабочей точкой. Для производных по углу нужны радианы.

1. При Pout=5000 Вт, I=10 А и R=0{,}2 Ом медные потери равны 60 Вт.

2. Ожидаемая преобразуемая мощность 5060 Вт; при 3000 об/мин модуль среднего момента 16,1065 Н·м.

Границы научного вывода

Публикации дают метод и сопоставимые определения. Учебная модель показывает воспроизводимый расчёт собственной геометрии; без полного набора входов статьи нельзя заявить воспроизведение её численного результата. Согласие с аналитическим примером проверяет формулы и нормировку, а не автоматически всю магнитную конструкцию.

Экспериментальная проверка FEMM на другом классе машин не подтверждает данную модель турбогенератора. Чётная гармоника не определяет дефект единственным образом; устойчивое качание редукции не доказывает устойчивость энергосистемы; сохранённое изображение поля не является снимком интерфейса FEMM. Снимки интерфейса FEMM выполняются отдельным согласованным проходом.

Работа 2004 г. о расчётно-экспериментальном тестировании имеет четырёх авторов — В. И. Милых, И. В. Поляков, Н. В. Полякова и Е. И. Штангеев — и рассматривает тяговый двигатель постоянного тока 413 кВт. Её экспериментальная опора полезна для методики проверки FEMM, но не является экспериментальной валидацией ни турбогенератора 340 МВт, ни данного учебного объекта.

Как расширять без потери воспроизводимости

Для реального прототипа потребуется новая адаптация с полными размерами, пазами, схемой охлаждения, экспериментальными B(H), обмоткой и торцевыми параметрами. Новые данные вводятся в отдельный вариант с происхождением, а исходная учебная версия остаётся доступной.

Перспективные ветви: вихретоковые потери ротора, динамическая цепь возбуждения, демпферы, сеть и AVR, тепловая модель, несколько дефектов и положения датчика. Каждая ветвь должна добавить определяемые параметры, проверку и обоснованное ограничение вывода; количество новых графиков само по себе не повышает качество модели.

Вывод интегрального баланса и правил прослеживаемости

Для итогового контроля используем периодический установившийся режим с постоянной скоростью, известным R и отсутствующими потерями стали. Сначала выполняем мгновенный энергетический баланс, затем усредняем по полному периоду.

Квитанция хранит точные входы и статусы. Переименование материала, смена глубины или тока делает новую входную модель; её численный результат нельзя подтвердить старым хешем.

Связь с программой. В итоговой проверке свяжите result.json и каждую таблицу с сохранённой моделью и программой. Независимо пересчитайте одну гармонику, один элемент L\Delta и баланс; полный 72-позиционный шаг 15 проверяет сокращённый цикл расчёта характеристик модели без дефекта.

1. Пассивная мгновенная электрическая мощность входит в машину, отдаваемая имеет противоположный знак. В генераторном режиме электромагнитная механическая мощность отрицательна по двигательному соглашению.

   p_{out}=-\sum_{a=A,B,C}u_ai_a,\qquad p_{em}=T_{em}\Omega_m

   (37.186)

2. В установившемся периоде магнитная энергия возвращается к исходной, поэтому средняя её производная равна нулю.

   \frac1T\int_0^T\frac{\mathrm dW}{\mathrm dt}\,\mathrm dt=\frac{W(T)-W(0)}T=0

   (37.187)

3. Отрицательная электромагнитная мощность преобразуется в электрическую отдачу и потери меди. Для синусоидальных действующих токов получаем 3RI².

   -\overline T_{em}\Omega_m=P_{out}+P_{Cu},\qquad P_{Cu}=3RI_{rms}^2

   (37.188)

4. Из фундаментальных фазоров получаем основную мощность. При гармониках полный временной баланс дополнительно содержит суммы вкладов одинаковых порядков.

   P_{1}=3\Re(U_1I_1^*),\qquad P_{total}=\sum_h3\Re(U_hI_h^*)

   (37.189)

5. Объявляем остаток и нормируем ненулевым масштабом. Сам остаток не имеет заранее заданного физического имени потерь.

   r_P=-\overline T_{em}\Omega_m-P_{out}-P_{Cu},\qquad\varepsilon_P=\frac{|r_P|}{\max(|P_{out}|,P_{scale})}

   (37.190)

6. Прослеживаемость — проверка тождества байтов входа и принадлежности результата. Хеш файла не доказывает физическую точность, но исключает незаметную подмену версии.

   h_{input}=\operatorname{SHA256}(\mathrm{bytes}_{input}),\qquad h_{reopened}=h_{input}

   (37.191)

Границы применимости. Совпадение хешей и баланса подтверждает согласованность вычислений, а не соответствие реальному турбогенератору без измерений.