Цилиндрические электрические машины поступательного движения: генетический анализ и таксономическая структура класса
Определена область существования и структура видового состава цилиндрических электрических машин поступательного движения. Научно обоснован таксономический статус класса и определена ранговая структура основных систематических единиц. Осуществлен генетический анализ и исследованы свойства видов-двой...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Електротехніка і електромеханіка |
|---|---|
| Datum: | 2005 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
2005
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142581 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Цилиндрические электрические машины поступательного движения: генетический анализ и таксономическая структура класса / В.Ф. Шинкаренко, А.А. Августинович, О.С. Нестыкайло // Електротехніка і електромеханіка. — 2005. — № 3. — С. 56-60. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-142581 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Шинкаренко, В.Ф. Августинович, А.А. Нестыкайло, О.С. 2018-10-12T12:17:23Z 2018-10-12T12:17:23Z 2005 Цилиндрические электрические машины поступательного движения: генетический анализ и таксономическая структура класса / В.Ф. Шинкаренко, А.А. Августинович, О.С. Нестыкайло // Електротехніка і електромеханіка. — 2005. — № 3. — С. 56-60. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 2074-272X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142581 621.313 Определена область существования и структура видового состава цилиндрических электрических машин поступательного движения. Научно обоснован таксономический статус класса и определена ранговая структура основных систематических единиц. Осуществлен генетический анализ и исследованы свойства видов-двойников цилиндрических машин поступательного движения. Визначено область існування і структуру видового складу циліндричних електричних машин поступального руху. Науково обгрунтовано таксономічний статус класу і визначена рангова структура основних систематичних одиниць. Здійснено генетичний аналіз і досліджено властивості видів-двійників циліндричних машин поступального руху. The area of existence and the structure of progressive-motion cylindrical electric machines generic composition is determined. The taxonomic position of the class is scientifically substantiated and the hierarchical structure of the basic systematic blocks is found. A genetic analysis and research on properties of species twins of progressive-motion cylindrical electric machines are performed. ru Інститут технічних проблем магнетизму НАН України Електротехніка і електромеханіка Електричні машини та апарати Цилиндрические электрические машины поступательного движения: генетический анализ и таксономическая структура класса Progressive-motion cylindrical electric machines: genetic analysis and taxonomic structure of the class Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Цилиндрические электрические машины поступательного движения: генетический анализ и таксономическая структура класса |
| spellingShingle |
Цилиндрические электрические машины поступательного движения: генетический анализ и таксономическая структура класса Шинкаренко, В.Ф. Августинович, А.А. Нестыкайло, О.С. Електричні машини та апарати |
| title_short |
Цилиндрические электрические машины поступательного движения: генетический анализ и таксономическая структура класса |
| title_full |
Цилиндрические электрические машины поступательного движения: генетический анализ и таксономическая структура класса |
| title_fullStr |
Цилиндрические электрические машины поступательного движения: генетический анализ и таксономическая структура класса |
| title_full_unstemmed |
Цилиндрические электрические машины поступательного движения: генетический анализ и таксономическая структура класса |
| title_sort |
цилиндрические электрические машины поступательного движения: генетический анализ и таксономическая структура класса |
| author |
Шинкаренко, В.Ф. Августинович, А.А. Нестыкайло, О.С. |
| author_facet |
Шинкаренко, В.Ф. Августинович, А.А. Нестыкайло, О.С. |
| topic |
Електричні машини та апарати |
| topic_facet |
Електричні машини та апарати |
| publishDate |
2005 |
| language |
Russian |
| container_title |
Електротехніка і електромеханіка |
| publisher |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Progressive-motion cylindrical electric machines: genetic analysis and taxonomic structure of the class |
| description |
Определена область существования и структура видового состава цилиндрических электрических машин поступательного движения. Научно обоснован таксономический статус класса и определена ранговая структура основных систематических единиц. Осуществлен генетический анализ и исследованы свойства видов-двойников цилиндрических машин поступательного движения.
Визначено область існування і структуру видового складу циліндричних електричних машин поступального руху. Науково обгрунтовано таксономічний статус класу і визначена рангова структура основних систематичних одиниць. Здійснено генетичний аналіз і досліджено властивості видів-двійників циліндричних машин поступального руху.
The area of existence and the structure of progressive-motion cylindrical electric machines generic composition is determined. The taxonomic position of the class is scientifically substantiated and the hierarchical structure of the basic systematic blocks is found. A genetic analysis and research on properties of species twins of progressive-motion cylindrical electric machines are performed.
|
| issn |
2074-272X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142581 |
| citation_txt |
Цилиндрические электрические машины поступательного движения: генетический анализ и таксономическая структура класса / В.Ф. Шинкаренко, А.А. Августинович, О.С. Нестыкайло // Електротехніка і електромеханіка. — 2005. — № 3. — С. 56-60. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT šinkarenkovf cilindričeskieélektričeskiemašinypostupatelʹnogodviženiâgenetičeskiianalizitaksonomičeskaâstrukturaklassa AT avgustinovičaa cilindričeskieélektričeskiemašinypostupatelʹnogodviženiâgenetičeskiianalizitaksonomičeskaâstrukturaklassa AT nestykailoos cilindričeskieélektričeskiemašinypostupatelʹnogodviženiâgenetičeskiianalizitaksonomičeskaâstrukturaklassa AT šinkarenkovf progressivemotioncylindricalelectricmachinesgeneticanalysisandtaxonomicstructureoftheclass AT avgustinovičaa progressivemotioncylindricalelectricmachinesgeneticanalysisandtaxonomicstructureoftheclass AT nestykailoos progressivemotioncylindricalelectricmachinesgeneticanalysisandtaxonomicstructureoftheclass |
| first_indexed |
2025-11-27T04:30:19Z |
| last_indexed |
2025-11-27T04:30:19Z |
| _version_ |
1850800321553498112 |
| fulltext |
56 Електротехніка і Електромеханіка. 2005. №3
УДК 621.313
ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ: ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И
ТАКСОНОМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА КЛАССА
Шинкаренко В.Ф., д.т.н., проф., Августинович А.А., Нестыкайло О.С.
Украина, 03056, Киев – 56, пр-т Перемоги, 37, НТУУ "КПИ", корп. 20, кафедра электромеханики.
тел./факс (044) 241-76-38; Е-mail: ntuukafem@ua.fm
Визначено область існування і структуру видового складу циліндричних електричних машин поступального руху. На-
уково обгрунтовано таксономічний статус класу і визначена рангова структура основних систематичних одиниць.
Здійснено генетичний аналіз і досліджено властивості видів-двійників циліндричних машин поступального руху.
Определена область существования и структура видового состава цилиндрических электрических машин поступа-
тельного движения. Научно обоснован таксономический статус класса и определена ранговая структура основных
систематических единиц. Осуществлен генетический анализ и исследованы свойства видов-двойников цилиндричес-
ких машин поступательного движения.
ВВЕДЕНИЕ
Структурная эволюция электромеханических
преобразователей энергии (ЭМПЭ) сопровождается
постепенным увеличением численности их видов,
дивергентными процессами расширения внутривидо-
вого структурного разнообразия и прогрессирующим
увеличением объемов сопровождающей информации.
За весь предшествующий период развития струк-
турной электромеханики, наукой изучена лишь незна-
чительная часть структурного потенциала электроме-
ханических преобразователей энергии (ЭМПЭ), раз-
розненная информация о которых до настоящего вре-
мени не систематизирована и недоступна большинст-
ву специалистов. Структурное разнообразие создава-
емых человеком электромагнитных и электромехани-
ческих устройств постепенно приближается к разноо-
бразию биологических организмов. Поэтому даль-
нейшее развитие электромеханической науки невоз-
можно без создания научно обоснованной системати-
ки объектов, которая призвана не только упорядочить
информацию о существующем разнообразии элект-
ромеханических устройств, но и обеспечить возмож-
ность предсказания принципиально новых структур-
ных представителей этого прогрессирующего класса
преобразователей энергии.
Увеличение численности функциональных клас-
сов и отсутствие системных исследований о расши-
ряющемся видовом разнообразии ЭМПЭ, обуславли-
вают необходимость организации структурно-
системных исследований по отдельным структурно-
функциональным классам электрических машин
(ЭМ). Цель таких исследований состоит в определе-
нии четких границ и структуры произвольного функ-
ционального класса ЭМ, установлении уровня его
эволюционного развития, определения и системати-
зированного описания видов, а также выявления
скрытого структурного потенциала класса. Конечная
цель структурно-системных исследований состоит в
определени и систематизации всего многообразия
порождающих структур ЭМПЭ и создания Национа-
льного инновационного банка данных в области стру-
ктурной электромеханики [2].
Постановка системных задач такого уровня, ста-
ла возможной на основе результатов фундаменталь-
ных исследований, которые получены в последние
годы в области генетической и структурной электро-
механики [1].
Данная статья освещает результаты структурно-
системных исследований применительно к классу
цилиндрических электрических машин (ЦЭМ) посту-
пательного движения. В статье использованы терми-
ны и обозначения, общепринятые в генетической тео-
рии эволюции сложных систем, определения и пояс-
нения к которым приведены в работе [1].
ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Цилиндрические электрические машины посту-
пательного и возвратно-поступательного движения
относятся к хорошо изученному, развивающемуся
классу машин, области применения которых постоян-
но расширяются. Ввиду отсутствия установившейся
научной терминологии, в научно-технической литера-
туре структурные разновидности этого класса ЭМ
встречаются также под названием коаксиально-
линейных (Г.И. Квачев), трубчатых (С.А.Насар,
И.Болдеа), линейных машин цилиндрического типа
(М.М. Соколов, Л.К. Сорокин), машин возвратно-
поступательного перемещения с коротким бегуном
(О.Н. Веселовский, М.Н. Годкин) и др. Еще более об-
ширная терминологическая неопределенность имеет
место по отношению к названию подвижной части
таких машин (“бегун”, “ротор”, “шток”, “вторичный
элемент”, “якорь”, “вторичная часть”, “вторичный
орган”, “реактивный элемент” и др.).
Существующий уровень знаний о принципах
формообразования ЭМ основан на концепции сущес-
твования некоторой обобщенной структуры машины,
через которую можно объяснить все остальные. В
классической электромеханике в качестве обобщен-
ной формообразующей структуры, чаще всего расс-
матривается симметричная цилиндрическая ЭМ вра-
щательного движения, через которую предпринимаю-
тся попытки трактовать концепцию формообразова-
ния всех остальных пространственных разновиднос-
тей ЭМ, включая цилиндрические машины поступа-
Електротехніка і Електромеханіка. 2005. №3 57
тельного движения. Однако присущее этому классу
машин характерное сочетание таких индивидуальных
признаков как: цилиндрическая форма активных по-
верхностей и воздушного зазора (что свойственно
вращающимся машинам), поступательное движение
подвижной части (что указывает на их родство с пло-
скими ЭМ), отсутствие поперечных концевых эффек-
тов (что не свойственно ни машинам вращающегося
типа, ни плоским), стало камнем преткновения для
исследователей, пытающихся объяснить структурное
“родство” ЦЭМ поступательного движения с цилинд-
рической машиной традиционного исполнения.
Критически анализируя такие попытки Д.В. Све-
чарник отмечает [4]: “Существует группа линейных
машин, для которых трудно найти непосредственных
предшественников среди вращающихся машин. Это
так называемые линейные двигатели. Даже для цили-
ндрических асинхронных линейных машин попытка
создания этой конструкции из обычной вращающейся
асинхронной машины приводит к неслишком убеди-
тельным искусственным построениям типа: разрежем
по образующей, развернем в плоскость, а затем свер-
нем в трубку с осью, направленной вдоль плоскости
перпендикулярно образующей, и т.д. ...”.
Исходя из положений генетической теории струк-
турной организации и эволюции ЭМПЭ, структурный
потенциал и видовое разнообразие произвольного
функционального класса ЭМ определяется ограни-
ченным числом элементарных электромагнитных
структур, содержащих инвариантную часть наследст-
венной информации, удовлетворяющей целевой
функции класса. Множество порождающих электро-
магнитных структур, упорядочивается генетической
классификацией (ГК) первичных источников элек-
тромагнитного поля [1]. Местоположение элементар-
ных структур и их инвариантная информация, опре-
деляется соответствующим генетическим кодом. В
этом случае, задачи определения области существо-
вания произвольного структурно-функционального
класса ЭМ приобретают статус детерминированной
поисковой процедуры, а результаты их решения сос-
тавляют основу геномики и эволюционной система-
тики функционального разнообразия ЭМПЭ [2].
Наличие информации о границах и структуре фу-
нкциональных классов ЭМ открывает возможность
постановки задач направленного синтеза и анализа
процессов видообразования с возможностью иденти-
фикации генетических структур не только реальных,
но и неявных видов, т.е., видов, еще отсутствующих
на данном этапе эволюции.
ОБЛАСТЬ СУЩЕСТВОВАНИЯ КЛАССА
При определении области существования и
структуры основных систематических единиц функ-
ционального класса ЦЭМ поступательного движения,
будем исходить из следующих аксиоматических по-
ложений, вытекающих из системных принципов и
положений генетической теории эволюции ЭМ-
систем [1]:
- вид пространственного движения подвижной
части, для генетических (порождающих) структур
базового уровня, относится к генетически определен-
ным признакам парной электромагнитной хромосомы
(электромеханической пары);
- простые виды движения (вращательное, посту-
пательное и пространственно-концентрическое), реа-
лизуются гомологичными электромагнитными хромо-
сомами первого поколения (хромосомами-
репликаторами), местоположение и генетическая
структура которых ограничена границами первого
большого периода (П1) предметной области ГК;
- количественный состав, структура и свойства
порождающего множества электромагнитных хромо-
сом инвариантны по отношению к принципу дейст-
вия, уровню эволюции (структурному разнообразию,
сложности, техническому уровню, показателям каче-
ства) и функциональному назначению исследуемого
класса ЭМПЭ;
- структура порождающего хромосомного набора
первого поколения, однозначно определяет структуру
базовых видов произвольного функционального клас-
са ЭМ;
- набор гомологичных парных электромагнитных
хромосом базового уровня, определяющий структуру
видов в пределах произвольного малого периода, з
точки зрения геносистематики соответствует понятию
идеального рода (т.е., рода, содержащего системную
информацию о всех генетически родственных видах),
инвариантного к уровню его эволюции;
- структурные представители видов базового
уровня являются основой для синтеза и анализа видов
ЭМ более высокого уровня сложности (гибридных и
совмещеных, как на межродовом, так и на межсис-
темном уровнях).
Целевой функцией FЦ исследуемого класса ЦЭМ
является способность объектов класса, имеющих ци-
линдрические активные поверхности, реализовывать
поступательное движение подвижной части. Цилинд-
рическую форму активной поверхности, в данном
случае, следует рассматривать как функцию ограни-
чения, накладываемую на область существования
QЭМП машин поступательного движения. Как показано
в [3], разнообразие ЭМ поступательного движения с
твердотельной вторичной частью на генетическом
уровне представлено двумя геометрическими класса-
ми электромеханических пар
QЭМП = QЦЛ п ∪QПЛ ⊂ П1 , (1)
где QЦЛп, QПЛ - области существования ЭМ поступа-
тельного движения цилиндрической и плоской про-
странственных форм источников в пределах первого
большого периода П1.
Исходя из принципа сохранения генетической
информации источника поля, область существования
QЭМ некоторого класса объектов при заданной функ-
ции цели FЦ, в многомерном пространстве базовых
признаков ГК, определяется однозначно
QЭМ = (А1 , А2 , … , А п) ⊂ П1 ⊂ < РGS > ,
Аі ∈ Sі , і = n ,1 (2)
где А1 , А2 , …, Ап - порождающие электромагнитные
структуры, удовлетворяющие FЦ; п – число родитель-
ских хромосом, определяющих генотип класса QЭМ;
РGS – упорядоченное множество элементов предмет-
ной области ГК.
58 Електротехніка і Електромеханіка. 2005. №3
Для исследуемого класса ЦЭМ, область сущест-
вования QЦЛп будет ограничена границами первого
малого периода ГК, источники поля которого опреде-
ляют генофонд цилиндрических машин как поступа-
тельного, так и вращательного движения (<QЦЛп, QЦЛв
> ⊂ П1). Заданной FЦ и принятым ограничениям
удовлетворяет следующая совокупность источников
поля:
ЦЛ0.0х, Т00
ЦЛ 0.2у2, Т02
QЦЛ п = ⊂ (3)
ЦЛ 2.0х, ЦЛ 2.0х1, ЦЛ 2.0х3 Т20
ЦЛ2.2х, ЦЛ 2.2х1, ЦЛ 2.2х2 Т22
где, Т00, Т02, Т20, Т22 – соответствующие топологиче-
ски-эквивалентные ряды источников в структуре ГК.
Таким образом, область существования порождаю-
щих структур ЦЭМ поступательного движения, опре-
деляется хромосомным набором из 8 родительских
хромосом, представляющих генофонд базовых видов
и видов-близнецов (порождающие структуры базовых
видов выделены полужирным курсивом).
Отличительным признаком элементов порож-
дающего хромосомного набора, является аксиальная
ориентация волны поля, которая совпадает с направ-
лением оси симметрии обобщенного источника поля
(ЦЛ 0.0х,у). Этому требованию отвечают 7 х-
ориентированых и одна (изотоп ЦЛ 0.2у2) у-
ориентированная поверхности первичных источников
поля.
Обобщая результаты генетического анализа по-
рождающих структур, определяющих границы облас-
ти QЦЛп, можно отметить следующее:
- структурный потенциал исследуемого класса ЦЭМ
поступательного движения, на генетическом уровне,
определяется 8 электромагнитными парными хромо-
сомами с цилиндрическими пространственными фор-
мами и аксиальной ориентацией волны поля;
- по виду электромагнитной симметрии источника
поля, цилиндрические ЭМ поступательного движения
представлены во всех 4-х основных группах структу-
ры ГК: симметричных - ЦЛ0.0х; у-дисимметричных
(х-симметрия, у-асимметрия) – ЦЛ 0.2у2; х-
диссимметричных (х-асимметрия, у-симметрия) - ЦЛ
2.0х, ЦЛ 2.0х1, ЦЛ 2.0х3 ); асимметричных (ЦЛ 2.2х,
ЦЛ 2.2х1, ЦЛ 2.2х2 );
- по геометрическим признакам источников поля об-
ласть QЦЛп представлена двумя подклассами ЦЭМ с
разомкнутой (ЦЛ 0.2у2, ЦЛ 2.0х1, ЦЛ 2.2х, ЦЛ 2.2 х1,
ЦЛ 2.2х2) и замкнутой (ЦЛ 0.0х, ЦЛ 2.0х3, ЦЛ 2.0х)
пространственными формами топологически эквива-
лентных источников поля. Если структурные разновид-
ности ЦЭМ (с твердотельной вторичной частью), син-
тезированные на разомкнутых электромагнитных по-
верхностях, способны реализовывать как поступатель-
ное, так и возвратно-поступательное движение под-
вижной части, то потомство машин, полученное на
замкнутых поверхностях, может функционировать
только в режиме возвратно-поступательного движения.
Присутствие в хромосомном наборе электро-
магнитной хромосомы s02у∈Т02, указывает на наличие
структур ЦЭМ поступательного движения, которые в
электромагнитном отношении будут гомологичны
структурам вращающихся цилиндрических машин
традиционного типа, синтезированных на источнике
ЦЛ 0.2у .
Ближайшими структурными эквивалентами по-
рождающих источников поля, образующих область
QЦЛп, являются два равных по мощности подкласса
распределенных обмоток - кольцевого Qк и поверх-
ностного Qп видов:
Qк = (ЦЛ 0.0х, ЦЛ 2.0х, ЦЛ 2.0х1, ЦЛ 2.0х3 )
⊂ QЦЛп (4)
Qп = (ЦЛ 0.2у2, ЦЛ 2.2х, ЦЛ 2.2х1, ЦЛ 2.2х2)
⊂ QЦЛп (5)
Анализ пространственных форм порождающих
источников, представленных в Qк и Qп, показывает,
что часть из них обладает свойством электромагнит-
ной инверсии, т.е., их пространственная форма обра-
зует две активных поверхности со встречной ориен-
тацией бегущих волн поля. Электромагнитная инвер-
сия – топологическое свойство поверхностей замкну-
того типа. Поэтому область существования подкласса
однообмоточных ЦЭМ, обладающих свойством элек-
тромагнитной инверсии, ограничена хромосомным
набором из следующих 4-х родительских хромосом:
Q-1 = (ЦЛ 0.0х, ЦЛ 0.2у, ЦЛ 2.0х3, ЦЛ 2.2х2) (6)
Таким образом, рассматриваемый функциональ-
ный класс ЦЭМ представляет собой эволюциони-
рующую, генетически определенную конечную сово-
купность порождающих видов (включая, реально-
информационные и неявные), образующих структур-
ную целостность на основе разнообразия цилиндри-
ческих форм активных поверхностей, реализующих
поступательное движение подвижной части.
ТАКСОНОМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА КЛАССА
Наличие информации о разнообразии и числен-
ности порождающих видов с учетом их генетической
природы и непосредственной связи с структурой ГК,
позволяет определить ранговую структуру основных
систематических единиц исследуемого класса ЦЭМ
[1]. Указанную ранговую зависимость можно пред-
ставить последовательностью следующих системати-
ческих единиц
< S00 , S02 , S20 , S22 > ⊂ < GЦЛп >⊂ < GЦЛ > , (7)
где S00 , S02 , S20 , S22 - совокупности генетически род-
ственных видов, входящих в соответствующие груп-
пы периодической структуры ГК; GЦЛп – подрод ци-
линдрических ЭМ поступательного движения; GЦЛ –
род цилиндрических ЭМ. Представленная выражени-
ем (7), соподчиненная структура классов, родство
которых обусловлено принципом сохранения генети-
ческой информации первичного источника поля, ото-
бражает иерархию основных таксонов (“Вид” → “По-
дрод” → “Род”), которые составляют основу эволю-
ционной геносистематики ЭМПЭ.
Електротехніка і Електромеханіка. 2005. №3 59
Класс цилиндрических ЭМ - единственный род в
эволюционной систематике ЭМПЭ, таксономическая
структура которого представлена видами ЭМ как
вращательного, так и поступательного движения
(рис.1). В структуре идеального рода цилиндрических
ЭМ численность видов с поступательным движением,
составляет 50% от общей численности видов. Основ-
ной потенциал из 6 видов ЦЭМ поступательного дви-
жения (37,5%) сосредоточен в группах 2.0 и 2.2, соде-
ржащих источники с продольной асимметрией. Оста-
вшиеся виды (12,5%) поровну распределены в симме-
тричных группах 0.0 и 0.2.
0
5
10
15
20
0.0 0.2 2.0 2,2
Вращ. дв.
Пост.дв.
Группы
Рис.1. Распределение видов ЭМ вращательного и
поступательного движения в структуре идеального рода
цилиндрических электрических машин
Равномерное распределение числености видов
ЦЭМ вращательного и поступательного движений по
группам – результат проявления принципа парности
[1], который устанавливает геометрическое родство
порождающих источников поля и подтверждает гене-
тическую природу видов-двойников, имеющих место
в пределах произвольного рода ЭМ.
В ранговой последовательности таксонов (рис. 2)
статус класса ЦЭМ поступательного движения соот-
ветствует рангу подрода, структура которого опреде-
ляется 3 видами базового уровня (виделены полужир-
ным шрифтом) и 5 видами-близнецами.
Р О Д
П О Д Р О Д Ы
В И Д Ы
Рис.2. Ранговая структура основных систематических
единиц цилиндрических ЭМ поступательного движения
Представленная на рис.2 совокупность видов со-
ответствует понятию “идеального” подрода, структу-
ра которого инвариантна относительно уровня эво-
люции таксона ТЭ, принципа действия и функциона-
льной принадлежности ЭМ.
Инвариантность генетической информации – фу-
ндаментальное свойство базовых видов ЭМ-системы.
Эта закономерность означает, что количественный
состав и структура базовых видов генетически предо-
пределены периодической структурой ГК . Устойчи-
вость таксонов во времени – важнейший принцип в
эволюционной концепции геносистематики развива-
ющихся ЭМ-систем. Представленную на рис. 2 ран-
говую структуру таксонов можно рассматривать как
системную основу для описания видового разнообра-
зия ЦЭМ поступательного движения в эволюционной
систематике электрических машин.
О РОДСТВЕ ВИДОВ ЦЛ 0.2у и ЦЛ 2.0х
В соответствии с принципом неравномерности
эволюции видов [1], в структуре произвольного фун-
кционального класса ЭМПЭ можно выделить доми-
нирующий вид, который по мощности популяций и
структурно-функциональному потенциалу превосхо-
дит остальные родственные виды. Такими свойствами
в классе ЭМ вращательного движения обладает базо-
вый вид цилиндрических ЭМ ЦЛ 0.2у, а в классе
ЦЭМ поступательного движения – вид ЦЛ 2.0х.
Принадлежность базовых видов ЦЛ 0.2у и
ЦЛ 2.0х к одному роду, позволяет выявить их систе-
мные и индивидуальные генетические признаки и тем
самым установить природу их истинного родства.
Основные результаты такого сравнения можно обоб-
щить следующими положениями:
• Генеофонд сравниваемых видов определяется гео-
метрически и топологически родственными источни-
ками поля, удовлетворяющими принципу парности.
Это позволяет установить степень родства базовых
видов ЦЛ 0.2у и ЦЛ 2.0х, которая соответствует ста-
тусу видов-двойников [1];
• Различие в ориентируемости геометрически родст-
венных источников поля составляет их индивидуаль-
ное свойство, что обуславливает соответствующее
различие по виду реализуемого пространственного
движения в структурных представителях видов-
двойников;
• Симметрия цифровой части генетического кода
видов-двойников, относящихся к группам с электро-
магнитной диссимметрией 0.2 и 2.0, указывает на раз-
личие концевых эффектов (продольных и попере-
чных), обуславливающих существенное различие в
электромагнитных свойствах сравниваемых видов
ЦЭМ;
• Принадлежность порождающих источников поля к
различным группам электромагнитной симметрии
указывает на некорректность применения одной обо-
бщенной математической модели для анализа элект-
ромагнитных процессов в ЭМ-двойниках, принадле-
жащих к группам 0.2 и 2.0.
В соответствии с принципом парности, в структу-
ре идеального рода цилиндрических ЭМ, свойствами
видов-двойников (только для групп 0.0 и 2.2) будут
обладать и другие геометрически и электромагнитно
Цилиндрические ЭМ
ЭМ поступательного
движения
ЭМ вращательного
движения
ЦЛ 0.0х ЦЛ 2.0х ЦЛ 2.2х
ЦЛ 0.2у2 ЦЛ 2.0х1
ЦЛ 2.0х3
ЦЛ 2.2х1
ЦЛ 2.2х3
60 Електротехніка і Електромеханіка. 2005. №3
эквивалентные пары видов, имеющие симметричный
генетический код, но отличающихся видом простран-
ственного движения:
0.0 S0.0х ↔ S0.0у
0.2-2.0 S0.2у ↔ S2.0х, S0.2у1 ↔ S2.0х1,
S0.2у2 ↔ S2.0х2, S0.2у3 ↔ S2.0х3
2.2 S2.2х ↔ S2.2у, S2.2х1 ↔ S2.2у1,
QЦЛ =
S2.2х2 ↔ S2.2у2
(8)
Это означает, что каждому структурному пред-
ставителю цилиндрической ЭМ вращательного дви-
жения ставится в соответствие эквивалентная струк-
тура ЦЭМ поступательного движения.
Симметричное представительство 8 видов-
двойников в структуре идеального рода ЦЭМ по виду
пространственного движения – индивидуальный так-
сономический признак, присущий только роду цили-
ндрических ЭМПЭ, который определяет генофонд
класса.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные результаты исследования можно обоб-
щить следующими положениями:
1. Цилиндрические ЭМ поступательного дви-
жения представляют собой эволюционирующий
функциональный класс электромеханических преоб-
разователей энергии, имеющий собственную генети-
ческую природу и конечное число порождающих ви-
дов, структурные представители которых осуществ-
ляют электромеханическое преобразование энергии
при поступательном или возвратно-поступательном
движении активных частей, имеющих цилиндриче-
скую форму.
2. Определен таксономический статус класса
ЦЭМ поступательного движения, который соответству-
ет рангу подрода машин поступательного движения в
структуре рода цилиндрических электрических машин.
3. Определены границы видообразования под-
рода ЦЭМ, которые ограничены структурой первого
малого периода ГК и определяются хромосомным
набором из 8 парных электромагнитных хромосом
(электромеханических пар), цилиндрической про-
странственной формы с аксиальной ориентацией вол-
ны поля.
4. Впервые определены ранговая структура ос-
новных систематических единиц и структура видов
исследуемого класса ЦЭМ поступательного движе-
ния, образующая следующую иерархию таксонов:
“подрод”→ “базовые виды” (3 базовых вида и 5 ви-
дов-близнецов) → “подвиды”.
5. Осуществлен генетический анализ системных
и индивидуальных признаков видов, результаты кото-
рого позволили выделить инвариантную часть на-
следственной информации (электромагнитной, топо-
логической и геометрической), определяющей прин-
ципы структурообразования ЦЭМ поступательного
движения.
6. Научно обоснована генетическая природа об-
разования 8 пар видов-двойников в структурном раз-
нообразии ЦЭМ. На примере видов-двойников
ЦЛ 0.2у и ЦЛ 2.0х, доминирующих в эволюционном
развитии ЦЭМ вращательного и поступательного
движения, определены признаки межвидового родст-
ва и генетические различия, присущие каждому из
родственных видов ЭМ.
Полученные результаты исследования можно
рассматривать в качестве научно-методической осно-
вы для построения эволюционной систематики, соз-
дания генетического банка данных и разработки ин-
новационной стратегии управляемой структурной
эволюции цилиндрических ЭМ поступательного дви-
жения.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Шинкаренко В.Ф. Основи теорії еволюції електромеха-
нічних систем. – К.: Наукова думка, 2002. – 288с.
[2] Шинкаренко В.Ф. На пути к расшифровке генома элект-
ромеханических преобразователей энергии. // Техн. еле-
ктродинаміка. Темат. вип.: “Проблеми сучасної електро-
техніки”. Ч.3. - 2004. – С. 40 –47.
[3] Шинкаренко В.Ф., Августинович А.А. Генетический
анализ и систематика видов асинхронных машин посту-
пательного движения (род плоских) // Електротехніка і
електромеханіка, 2003 . - № 4. – С. 92 – 100.
[4] Свечарник Д.В. Линейный электропривод. – М.: Энер-
гия, 1979. – 152 с.
Поступила 05.04.2005
|