автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Корабельные системы электродвижения

КОРАБЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ

05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени > доктора технических наук

Санкт-Петербург 2006»

НИКИФОРОВ БОРИС ВЛАДИМИРОВИЧ

КОРАБЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ

05.09.03 — Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 2006

Работа выполнена на федеральном государственном унитарном предприятии Центральное конструкторское бюро морской техники «РУБИН» и в Южнороссийском государственном техническом университете (Новочеркасский политехнический институт)

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Бычков Михаил Григорьевич

доктор технических наук, профессор Дмитриев Борис Федорович

доктор технических наук, профессор Токарев Лев Николаевич

Ведущая организация Первый Центральный научно-исследовательский институт Министерства Обороны Российской Федерации

Защита состоится 30 октября 2006 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.228 03 при Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете по адресу: 190008, Санкт-Петербург, ул Лоцманская, 3.

Отзыв на автореферат в двух жземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 190008, Санкт-Петербург, ул. Лоцманская, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного морского технического университета.

Автореферат разослан

2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д т. н„ профессор

А П.Сеньков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Задача создания малошумной, надежной, экономичной, обеспечивающей высокую маневренность всережимной гребной энергетической установки (ГЭУ) для подводных лодок (ПЛ) неизбежно приводит к идее использования на них "электрического гребного вала", т.е. к системе полного электродвижения. Это позволяет исключить из состава установки наиболее виброактивный узел — зубчатую передачу, существенно сократить длину линии вала, упростить конструкцию главной турбины и обеспечить благоприятные условия для ее эксплуатации.

Не случайно проблема полного элекгродвижения ПЛ находится в поле зрения специалистов как у нас в стране, так и за рубежом. В 60-70-е годы XX века в нашей стране выполнен ряд серьезных исследований по этой проблеме. Исследования охватили как реально существующую элементную базу, так и элементную базу, создание которой ожидалось в обозримой перспективе: униполярные электрические машины с жидкометашшческим токосъемом, синхронные генераторы и двигатели со сверхпроводниковыми обмотками возбуждения, электрогидрореак-тивные движители (ЭГРД) и МГД-генераторы, термоэлектрические генераторы, вентильные каскадные и контрроторные двигатели, многостаторные двигатели и ряд других.

Технические решения, используемые в ЭЭС и электротехнических комплексах кораблей отечественного флота, всегда находились на уровне мировых стандартов, в чем несомненная заслуга ученых и специалистов ВМФ и промышленности, среди которых имена A.A. Азовцева, Г.Я. Альтшулера, Ю.Б. Бабанского, Д.В. Вилесова, А.И. Глебова, Г.А. Жемчугова, С.П.Каткова, Г.И. Китаенко, H.A. Лазаревского, К.В. Недялкова, И.А. Рябинина, Ю.В. Скачкова, Г.Ф. Супруна, Д.А. Скороходова, В.А. Терешонкова, Л.Н. Токарева, В.В.Шейниховича, П.И. Щербинина, Г.С. Ясакова и многих других.

Обобщая состояние проблемы электродвижения атомных подводных лодок (АПЛ) на конец 70-х и начало 80-х годов, можно отметить следующее:

• надежды на внедрение на АПЛ явления сверхпроводимости, источников прямого преобразования энергии, МГД-преобразователей, ЭГРД и униполярных машин оказались не реальными;

• создание мощных гребных элещюдвигателей (ГЭД) на базе контрроторных и многостаторных электрических машин было принципиально возможно, но нецелесообразно ввиду присущих им недостатков сугубо технологического (для первых) и энергетического (для вторых) характеров;

• применение асинхронных и синхронных двигателей в качестве главных ГЭД АПЛ технически представлялось возможным, но проблематичным в силу ограничений по частоте вращения гребного винта и массогабаритных характеристик (MTX) самих двигателей;

• ГЭД на базе вентильных двигателей большой мощности укладывались в массогабаритные ограничения, обеспечивали низкие частоты вращения гребного винта в режиме полного хода и широкий диапазон регулирования, но реализация сдерживалась возможностями силовой полупроводниковой техники.

К началу 80-х годов отечественным подводным кораблестроением накоплен опыт создания, а специалистами ВМФ опыт эксплуатации подводных лодок с атомной энергетикой. Анализ этого опыта приводил к следующим выводам:

• по уровню подводного шума, следовательно, и скрытности действия наши подводные лодки уступали АПЛ вероятного противника;

• повышение скрытности и, прежде всего, акустической скрытности отечественных АПЛ стало возможно путем комплексной программы снижения вибро-астивности всего оборудования, как мощных ГЭУ, так и вспомогательных, применением блочной компоновки, пересмотром подходов к проектированию и оценке эффективности самих ГЭУ.

Первые оценки эффективности ГЭУ с позиций системного подхода, опирающиеся на комплексные критерии типа "стоимость-эффективность", показали, что переход на полное электродвижение стал, не только возможен, но и перспективен.

Разработка полностью управляемых полупроводниковых приборов ГСВТ в сочетании с освоением производства высокоэнергетических постоянных магнитов и фантастическими успехами микроэлектроники активизировали исследования в области вентильных преобразователей энергии и сделали возможным создание мощных (\0-20MBm), экономичных (КПД = 0,9-0,95) и малошумных ГЭД на основе вентильных машин синхронного типа.

Поэтому, одним из перспективных направлений для систем электродвижения являются вентильные двигате ш на постоянных магнитах (ВДПМ), удовлетворяющие высоким требованиям по МГХ, эффективности, виброшумовым характеристикам (ВШХ), надежности. Они способны обеспечить требуемые режимы движения: пуск, ход, реверс, торможение во всем диапазоне скоростей с сохранением высокого КПД.

Другим перспективным направлением в области регулируемого »лектро-привода являются вентильные индукторные электроприводы (ВИП). В сравнении с синхронными двигателями с электромагнитным возбуждением или возбуждением от постоянных магнитов индукторные двигатели (ИД) конструктивно проще и надежнее, стоимость их ниже. По основным рабочим характеристикам вентильные индукторные двигатели (ВИД) не уступают высокоэффективным ВДПМ. Следует отметить высокую надежность силового инвертора ИД, обусловленную схемными решениями, исключающими возможность сквозных коротких замыканий в инверторе.

Построение современных корабельных СЭД невозможно без разработки расчетного обеспечения и экспериментальной базы для проведения натурных испытаний. Поэтому тема диссертационной работы, решающей проблемы создания корабельных СЭД, удовлетворяющих комплексу современных требований по ВШХ и энергетическим показателям, является актуальной.

Объекты исследований.

Корабельные СЭД на базе вентильных машин синхронного типа, а также средства их ¡лектропитания, автоматизации и управления.

Цель работы и задачи исследований.

Целью работы является разработка и исследование всережимной СЭД на базе бесконтактных ВИД для ПЛ.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач:

1. Анализ вариантов конструктивного выполнения ГЭУ на базе вентильных машин (ВДПМ и ВИД). Оценка их технических характеристик и перспектив использования в ГЭУ нового поколения.

2. Разработка методики функционального проектирования ГЭД на основе усовершенствованных имитационных моделей ВИД. Выработка рекомендаций по проектированию и применению В ИМ в качестве ГЭД.

3. Разработка конструкций ГЭД на базе ВИД, совершенствование алгоритмов управления и оптимизация конструктивных параметров с целью удовлетворения высоким требованиям по ВШХ и КПД.

4. Разработка новых подходов к построению и реализации СЭД с применением ВИМ.

5. Анализ и сравнительная оценка перспективных схем ЭЭС с ВИД.

6. Обоснование обобщенной структуры, разработка унифицированных конструкций силовых преобразователей и микропроцессорных систем управления СЭД различной мощности.

7. Разработка макетного образца индукторного ГЭД мощностью 500кВт и проведение его испытаний для определения технических характеристик и оценки перспектив использования в качестве ГЭД.

Методы исследований и достоверность полученных результатов.

В работе использовались теория электромеханического преобразования энергии и управления электротехническими системами, методы математического и физического моделирования. Анализ электромагнитных процессов и выходных характеристик гребного ВИД выполнен на основе комбинированного подхода, сочетающего теорию поля и теорию цепей. Расчет магнитных полей производится методом конечных элементов (МКЭ). В связи со сложным характером взаимных связей между электрическими и магнитными параметрами ВИМ исследование переходных процессов и расчет характеристик выполнены численно по методу мгновенных значений. В процессе работы использовались расчетно-эксперимен-тальные методы, исследование макетов в лабораториях и опытных образцов на натурных стендах.

Достоверность научных положений и выводов, сформулированных в диссертации, а также других результатов обеспечивается:

• применением фундаментальных законов теории электромагнитного поля и теории электрических и магнитных цепей, а также эффективных методов вычислительной математики;

• согласованием теоретических положений и результатов расчёта с данными экспериментальных исследований и результатами, полученными другими авторами;

• критическим обсуждением основных результатов работы с ведущими специалистами по теоретической электротехнике, электромеханике и электроприводу на международных, всероссийских и региональных научно-технических конференциях и семинарах;

• положительными результатами испытаний макетного образца СЭД на базе ВИМ-500.

Основные научные результаты и положения, выносимые на защиту:

1. Результаты анализа и оценки технических характеристик, а также выводы о перспективности использования в РЭУ нового поколения ГЭД на базе ВДПМ и ВИД.

2. Принципы построения ВИМ большой мощности, удовлетворяющих требованиям всережимных гребных установок с улучшенными МГХ и ВАХ

3. Результаты оптимизационных расчетов и рекомендации по выбору дискретных параметров, геометрических размеров и удельных показателей ВИД большой мощности, а также синтеза геометрии зубцовой зоны с низкими пульсациями момента.

4. Подход и методика предварительной оценки и обоснование технических решений по созданию систем управления тихоходных безредукторных гребных ВИП мощностью от 1,4 до 37МВт, обеспечивающих высокий уровень надежности работы и тактико-технические характеристики новых ПЛ.

5. Структура перспективной СЭД на базе ВИМ с основной сетью постоянного тока 1000В и статическими полупроводниковыми преобразователями, выполняющими двунаправленное преобразование электроэнергии для связи с сетями постоянного тока 200.. .3305 и переменного тока 380В.

6. Методы и алгоритмы управления СЭД, обеспечивающие ее всережим-ность работы

7. Математическая модель СЭД на основе ВИМ и результаты моделирования в различных режимах работы.

8. Макетный образец СЭД на базе ВИМ-500, структура и законы управления испытательного стенда, результаты натурных испытаний макетного образца.

Научная новизна.

1. Предложены новые конструктивные исполнения многофазных ВИМ большой мощности, удовлетворяющих требованиям гребных установок и обладающих улучшенными МГХ и ВАХ.

2. Разработаны методы и алгоритмы управления ВИП, обеспечивающие все-режимность работы СЭД.

3. На основе оптимизационных расчетов получены рекомендации по выбору дискретных параметров и геометрических размеров, позволяющие получить требуемые энергетические показатели и низкие пульсации момента ВИМ большой мощности.

4. Обоснованы технические решения по созданию систем управления тихоходных безредукторных гребных установок с ВИП мощностью от 1,4 до 37МВт, подтверждающие высокий уровень надежности работы и тактико-технические характеристики новых ПЛ.

5. Предложена структура перспективной СЭД на базе ВИМ с основной сетью постоянного тока 1000В и статическими полупроводниковыми преобразователями, обеспечивающими двунаправленное преобразование электроэнергии для связи с сетями постоянного тока 200.. .330/? и переменного тока 380В.

6. Математическая модель СЭД на базе ВИМ, позволяющая моделировать динамические режимы.

7. Структура и законы управления макетным образцом ВИМ-500, обеспечивающие всережимность работы СЭД, и их апробация в процессе натурных испытаний.

Практическая значимость работы и реализация.

1. Разработаны усовершенствованные алгоритмы и программное обеспечение для моделирования и проектирования В ИМ большой мощности для корабельных СЭД.

2. Выработаны рекомендации по оптимальному с точки зрения КПД и пульсаций момента выбору геометрии зубцовой зоны, размеров магнитной системы и параметров управления ВИД.

3. Разработаны структуры блоков управления для питания фазных обмоток В ИМ СЭД, снабженные фильтрами импульсных коммутационных перенапряжений (ИКП) и радиопомех.

4. Разработанная СЭД позволяет исключить из ЭЭС последовательно-параллельное переключение бортов, являющееся источником значительных ИКП.

5. Разработан и изготовлен макетный образец СЭД ВИП-500 для проведения испытаний для экспериментального подтверждения возможности и целесообразности использования ВИМ в СЭД нового поколения.

На основе теоретических положений, обоснованных в диссертации, выполнены и внедрены в практику следующие разработки:

1. На опытном производстве ФГУП ПКП «Ирис» и в кооперации с ЮРГТУ (НПИ), Сафоновским электромашиностроительным заводом (ОАО «СЭЗ»), ИБП РАН, ООО «НПП «Цикл+», НПФ «Вектор» изготовлены 2 опытных образца двигателей мощностью 500кВт и 14 силовых блоков общей мощностью \AMBm.

Разработки автора и изготовленные с их использованием ВИП для вспомогательных механизмов различного назначения и статические преобразователи мощностью от 1,1 до 32,5кВт, которые успешно эксплуатируются на ДЭПЛ "Лада", а также на кораблях индийских и китайских ВМС, создали условия для реализации СЭД на базе ВИД для ВМФ России, имеющей также высокий экспортный потенциал.

2. Создан компьютеризированный испытательный стенд для определения параметров привода, виброакустических и энергетических испытаний, отработки алгоритмов управления.

3. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре «Электропривод и автоматика» ЮРГТУ (НПИ) при подготовке инженеров по специальности «Электрооборудование и автоматика судов».

Апробация работы.

Результаты работы докладывалась и обсуждалась на:

- VI Международной научно-технической конференции в ЦНИИ СЭТ, С.Петербург, 12-15.05.98;

- Ш Международной конференции по электромеханике и электротехнологии (МКЭЭ-98), г. Клязьма, 14-18.09.98;

- Всероссийском электротехническом конгрессе с международным участием ВЭЛК-99, г. Суздаль, 1999;

- Заседании технического совета ЦКБ МТ "Рубин" 27.10.98;

- Third international symposium AES 2000 (All Electric Ship), Paris, 2627 10.2000;

- VII Международной научно-технической конференции в ЦНИИ СОТ, С-Петербург, 12-15.09.2000,

- XXII сессии семинара «Кибернетика электрических систем», г Новочеркасск, 25-27.09.2000.

- Научно-практической конференции "Транспортный электропривод 2001", Петродворец, 26-28.09.01;

- Межотраслевом научно-техническом семинаре "Силовая электроника в бортовых системах электроснабжения и электроприводах", г. Ростов-на-Дону, 2324.10.03;

- Семинарах в Военно-Морской академии имени адмирала Н.Г. Кузнецова в 2000, 2002, 2004 гг.

- Межотраслевом научно-техническом семинаре "Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов", г. Новочеркасск, 21 -22 мая 2005 г.

Работа обсуждена и получила одобрение на заседаниях объединенного совета факультета шектромеханики, мехатроники и технологических машин ЮРГТУ (НПИ) и НТС филиала ФГУП ПКП «Ирис», г. Новочеркасск, а также НТС ЦКБ МТ "РУБИН" в 2006 г.

Публикации. Основные научные результаты работы опубликованы в 68 научных работах, в том числе, в статьях журналов «Электричество», «Изв вузов. Электромеханика», «Судостроение» и др, патентах на изобретения и полезные модели, материалах научно-технических конференций и в сборниках научно-технических трудов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 311 страницах основного текста, содержит 189 рисунков и 28 таблиц. Список литературы включает 181 наименование.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность научно-технической проблемы создания СЭД на базе вентильных машин синхронного типа, сформулированы задачи, определены методы исследования, обоснованы научная новизна и практическая ценность полученных результатов. Изложены научные результаты и основные положения, выносимые на защиту. Описана структура диссертации, приведены данные по апробации и реализации результатов.

В первой главе освещена проблема полного электродвижения ГШ и поставлены задачи создания СЭД на базе вентильных машин синхронного типа. Приведены технические характеристики СЭД для ПЛ на разных этапах развития российского флота. Дан подробный обзор известных технических решений в области ГЭУ как у нас в стране, так и за рубежом.

Всестороннее исследование перспектив развития ЭЭС современных ПЛ позволяет констатировать, что наиболее ключевой являлась проблема создания ГЭД с повышенными требованиями в части эксплуатационных, массогабарит-ных, энергетических и виброакустичееких характеристик.

Приведены количественные данные сравнительного анализа регулируемых электроприводов малой и средней мощности, на основе которого установлено, что наилучшими показателями по глубине регулирования, В АХ и КПД обладают вентильные индукторные и синхронные с ПМ двигатели. Показана перспективность использования вентильных машин синхронного типа в качестве ГЭД.

Применительно к ПЛ регулируемые ВИМ впервые рассмотрены в кандидатской диссертации автора, выполненной под руководством Г.С. Ясакова. В настоящей работе решаются задачи построения СЭД на базе ВИМ, разработки новых конструкций вентильно-индукторных ГЭД, создания методики их функционального проектирования с использованием усовершенствованных имитационных моделей, исследования методов и алгоритмов управления СЭД, обеспечивающих всережимность её работы, создания макетного образца СЭД мощностью 500кВт и проведения его натурных испытаний.

В работе также ставятся задачи обобщения опыта разработки СЭД на базе В ДИМ и выбора направления его совершенствования.

Вторая глава посвящена созданию и внедрению на ДЭПЛ вентильного ГЭД мощностью 4,1 МВт (СЭД-4) на постоянных магнитах.

Вентильные синхронные машины с возбуждением от постоянных магнитов представляются достаточно перспективными для создания СЭД. Особенно в тех случаях, когда предъявляются повышенные требования по МГХ, ВАХ, надёжности. СЭД на основе В ДИМ позволяют обеспечивать все требуемые режимы движения лодки, 100 % регулирование, сохраняя высокий КПД, что является значительным достижением для ПЛ с ограниченным запасом энергии.

На основе проектных разработок изготовлены две синхронные машины. Одна машина предполагалась в качестве ГЭД, вторая в качестве нагрузочного устройства, спаренная на валу через штатную муфту с испытуемой, выполняющая роль нагрузки и работающая в генераторном режиме, отдавая энергию в сеть через выпрямительную схему.

Комплекс СЭД-4 может бьггь применён для работы на ПЛ, имеющих в качестве источников питания: аккумуляторную батарею, состоящую из двух групп соответствующей энергоёмкости, допускающих последовательное включение, и два генератора с выпрямителями мощностью 1250кВт. Основные технические характеристики СЭД-4 приведены в таблице 1.

Таблица 1 Основные технические характеристики СЭД-4 на базе ВДПМ

Наименование величин и их единицы измерения Значения

Максимальная мощность на валу, кВт Максимальная частота вращения, мин' Напряжение питания комплекса, В Ток при максимальной мощности, А КПД при максимальной частоте вращения Диапазон непрерывного регулирования частоты вращения, мин'1 Охлаждение водяное, расход м /ч 4100 200 185...330 1250 0,93 25...200 30

Функционально комплекс СЭД-4 состоит из гребного электродвигателя, системы электропитания и системы управления.

ГЭД представляет собой многофазный (18-ти фазный) многополюсный вентильный двигатель с системой возбуждения на основе постоянных магнитов из сплава ЫсШеВ. Ротор двигателя соединен с валопроводом через гибкую муфту

Система питания (рис.1) на базе автономного инвертора тока (АИТ) на тиристорах обеспечивает подключение комплекса к первичным источникам питания (ИП) при различных комбинациях их соединений и создание фазных токов двигателя с заданными амплитудами и формами, которые требуются для

данного режима работы. В основу электрической схемы комплекса положено шесть идентичных силовых каналов, каждый из которых питает группу из трёхфазных обмоток, соединённых в звезду. В каждом канале токи в фазах двигателя переключаются АИТ с искусственной коммутацией, управляемым в соответствии с сигналами датчика положения ротора (ДПР). Для обеспечения требуемой амплитуды тока в фазах и согласования противо-ЭДС двигателя с напряжением первичных источников питания в каналах предусмотрены преобразователи постоянного напряжения (ППН), повышающие или понижающие напряжение в зависимости от режима. Сглаживающий дроссель (ДС) придает АИТ свойства преобразователя тока. С помощью ДПР достигается замена щёточно-коллекторного узла на статический преобразователь.

Система управления (СУ) обрабатывает информацию, поступающую с ДПР и датчика частоты вращения (ДЧВ) и выдаёт управляющие импульсы на ППН и АИТ.

В результате эта СЭД установлена на современной ДЭПЛ (рис.2), что позволило в сравнении с предыдущим проектом исключить двигатель экономического хода, улучшить в целом массогабаритные показатели системы, повысить

тактико-технические характеристики ПЛ.

Проведенные испытания СОД-4 на стенде и ГШ показали ее работоспособность, однако в силу ненадежной работы отечественных тиристоров не удалось выйти на номинальную мощность 4,1 МВт. Для достижения номинальной мощности необходимо провести се доработку с целью повышения надежности работы статического преобразователя.

Рисунок 1 - Упрощенная функциональная схема питания СЭД

Рисунок 2 - Кормовая оконечность ДЭПЛ с С'ДД-4

В третьей главе проведено обоснование выбора ВИМ, как основы СЭД нового поколения.

Для ВИМ малой и средней мощности в настоящее время разработаны теория математического моделирования и методики оптимизационного проектирования, отработаны алгоритмы управления, решены проблемы, связанные с пульсациями момента и минимизацией ВШХ, накоплен большой опыт конструирования, практической реализации и успешной их апробации при эксплуатации. Поэтому есть все необходимые предпосылки для создания тяговых ВИП большой мощности, в том числе ГЭД.

В ВЭлНИИ (г. Новочеркасск) совместно с ЮРГТУ (НПИ) разработан тяговый ВИП для электропоезда. Испытаниями подтверждена его расчётная мощность 350кВт, а в кратковременных режимах доведена до А50кВт. Коэффициент полезного действия составил 0.93-0.96, а вращающий момент 3.8 кН • м. В 2004 году по проекту НПП «Эметрон» (г. Новочеркасск) в США построен индукторный электропривод мощностью 1 МВт, высокие расчетные характеристики которого также подтверждены испытаниями.

Опыт создания филиалом ПКП «Ирис» (г. Новочеркасск) ряда вспомогательных индукторных электроприводов мощностью 0,5-32,5кВт для заказа «Лада» показал реальность достижения самых высоких требований по ВШХ с сохранением высокого КПД во всем диапазоне мощностей. По массогабаритным показателям ВИД не уступает асинхронному двигателю (АД), синхронной машине с электромагнитным возбуждением. По энергетическим показателям ВИД, как регулируемый электропривод превосходит всех конкурентов. ВИД отличается конструктивной простотой и надежностью, что обеспечивает его высокие технологические показатели.

Система электропривода на основе ВИД в целом обладает повышенной надежностью, благодаря простоте самого двигателя и высокой надежности силовой схемы питания. Силовая схема отличается модульностью и, в отличие от схемы питания АД, в ней исключены токи короткого замыкания.

При сравнении с основными конкурентами - ВДПМ и АД эти достоинства являются определяющими. В частности технология создания ВДПМ и АД достаточно сложна и даже небольшие отклонения вызывают необратимый процесс выхода этих типов двигателей из строя. В случае ВИД отсутствуют дефекты, приводящие к потере работоспособности двигателя.

В главе описан принцип действия ВИД, функциональная схема которого приведена на рис.3, рассмотрены варианты его конструктивного исполнения. Приведено базовое математическое описание. Дан анализ развития индукторного электропривода и методов его исследования и проектирования.

Конструктивно гребной ВИД предлагается традиционного и дискового исполнения (рис.4). В работе рассмотрены их отличия, конструктивные особенности, достоинства и недостатки..

Рисунок 3 - Функциональная схема системы с ВИМ

При выборе числа фаз и, следовательно, значения фазного тока необходимо избегать параллельного включения полупроводниковых приборов, чтобы не снизить надежность и КПД системы. Поэтому, а также с целью минимизации пульсаций момента, ГЭД большой мощности целесообразно выполнять многофазными. Наиболее целесообразно модульное построение системы питания, т.е. когда схема питания двигателя состоит из одинаковых по схемному и конструктивному решению силовых каналов, каждый из которых имеет сравнительно небольшие мощность и фазные токи и питает определенную часть фаз ста-торной обмотки.

Обычное исполнение Дисковое исполнение

Рисунок 4 - Варианты исполнения индукторного двигателя для СЭД

Диапазон мощностей ВИП практически ничем не ограничен.

Четвёртая глава посвящена развитию методики компьютерного проектирования ГЭД на базе ВИМ и разработке алгоритмов управления с применением усовершенствованных имитационных моделей.

Отличие предложенных вариантов имитационных моделей (без учета насыщения ярма статора и ярма ротора, с учётом их насыщения, а также с исполь-шванием мгновенных индуктивных параметров) от известных состоит в применении неявного метода формул дифференцирования назад для решения обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих состояние электрических контуров обмоток, что обеспечивает возможность успешного сопряжения моде-

лей ВИД с моделями полупроводниковых преобразователей, обладающих свойствами «жёсткости», а также в алгоритме решения обратной задачи при расчёте токов фазных обмоток по известным потокосцеплениям. На основе анализа большого количества подходов к моделированию ВИМ и сравнения способов построения математических моделей сделан вывод о предпочтении совмещения полевых расчетов и цепного представления магнитной системы двигателя. При этом в схеме замещения зубцы статора и ротора вместе с зазором представляются в виде интегрального элемента, что позволяет выполнять расчет ВИМ с минимальными затратами вычислительных ресурсов.

Расчёт электромагнитного момента производится по формуле (1), в которой используется производная магнитной коэнергии по угловой координате.

Mr

i=i

да

U¿2 -const

m VSZi

I J u.

М о

dGsz(a,Usz)

sz~

da

dUsz (1)

где И^ - магнитная коэнергия на участке зубцового деленияу'-й фазы; -

число зубцов статора и ротора соответственно; т — число фаз; а — фазовый угол изменения величин (напряжения, тока и др.) обмотки статора; USZj - магнитное

напряжение, приложенное к участку у-й фазной зоны. Магнитная проводимость О^ (а, и&) , включающая зубец статора, воздушный зазор и зубец ротора, является

функцией угла а, определяющего взаимные положения статора и ротора и магнитного напряжения, приложенного к зубцовой зоне.

Модель ВИД на основе индуктивных параметров, кроме расчета мгновенных значений фазных токов и электромагнитного момента позволяет определять мгновенные значения индуктивностей и взаимных индуктивносгей фазных катушек.

Для сравнительной оценки моделей рассчитан ряд режимов для ИД мощностью 32,5кВт. Технические параметры и характеристики пятифазного ИД-32,5 с конфигурацией зубцов 10/8 для режима номинальной мощности следующие: напряжение питания - 2425, частота питания - 661 Гц, частота вращения - 5000об/мин, диапазон регулирования (0,1 1)о.е. Результаты расчёта при угле опережения подачи питания 51,4 эл. град., длительности импульса напряжения - 155,2 эл. град, и длительности паузы между положительным и отрицательным импульсами напряжения - 21,2 эл. град, по моделям без учета насыщения (№ 1), с учетом насыщения (№ 2) и на основе индуктивных параметров (№ 3) приведены в табл.2. Анализ результатов показывает, что в режимах слабого насыщения ярма статора и ярма ротора ВИД модели дают практически одинаковые результаты. Таблица 2_

Расчётные величины Модель № 1 Модель № 2 Модель № 3

Мощность Рг, кВт 32,8 32,4 32,5

Максимальное значение тока /„и,, А 125,3 124,3 125.2

Действующее значение тока I, А 65,3 64,7 64,8

Среднее значение момента М, Н*м 62,6 61,9 62,1

Пульсации момента ДА/, % 1.8 1.8 1.8

Дано также еравненне результатов моделирования е экспериментальными данными, которое подтверждает адекватность разработанных моделей

В главе приводятся также данные по моделированию макетного образца де-вятифазного индукторного ГЭД мощностью 500кВт, а также индукторного ГЭД мощностью 13Л/В/;; в двигательном и генераторном режимах работы.

Методика функционального проектирования ВИП с использованием имитационных моделей разработана в ЮРГТУ (НПИ) совместно с ЦКБ МТ «Рубин» и реализована в виде компьютерной лаборатории, позволяющей исследовать проектируемые ВИП в статических и динамических режимах, оптимизировать энергетические, массогабаритные и виброакустические показатели. Компьютерное проектирование уменьшает материальные затраты и сокращает время на этапах макетирования, эскизного и технического проектирования, его результаты отражаются непосредственно в рабочей и конструкторской документации.

В программном комплексе реализована процедура оптимизационных расчетов Варьируемые параметры и ограничения могут легко меняться в диалоговом режиме. К числу варьируемых параметров относятся следующие: число зубцов статора, число >убцов ротора, число полюсов статора, номинальная частота вращения ротора ВИД, внешний диаметр статора, длина магнитопровода, диаметр расточки статора, внутренний диаметр ротора, плотность тока в обмотке в номинальном режиме. Ограничиваемые параметры: максимальная масса двигателя, минимальный КПД, кратность момента, максимальный пусковой ток, максимальная длина двигателя.

Комплекс функционального проектирования применим при разработке ВИП большой мощности. Ниже приводятся рекомендации по проектированию индукторных ГЭД.

Главные размеры в целом определяют параметры и характеристики ВИД, однако их необходимо рассматривать совместно с другими параметрами, основными из которых являются номинальный момент и частота вращения ротора. Рекомендуемые значения \—1//т (рис.5) и удельной силы /\,л (рис 6) в функции номинальной частоты вращения характеризуют структуру зубцового слоя и его электромагнитную нагруженноеть и определяют главные размеры девятифазного ВИД Аналогичные зависимости для ВИД с другим числом фаз приведены в диссертации.

о

Рнсунок 5 - Области изменения /. = ](п) 9-фазного ВИМ большой мощности

?00 400 ЬОО ПРО премии

Рисунок 6 - Область изменения , -](п) 9-фщиого ВИМ большой мощности

С увеличением частоты вращения рекомендуется снижать удельные нагрузки, так как момент и масса двигателя уменьшаются. Поэтому доля двигателя в массе электропривода снижается и, соответственно, важность подкритериев меняется. Достижение высокого КПД становится главной задачей оптимизации при сохраняющейся практически постоянной массе двигателя.

Со снижением удельных нагрузок уменьшаются потери, прежде всего в стали. Выбор индукции в ярме статора и ротора во многом определяет потери в статоре и роторе, а также перегрузочную способность двигателя.

Диаметр расточки И и длина пакета по воздушному зазору 1В определяют КПД и МГХ. ВАХ также зависят от удельных нагрузок, и с их снижением, как правило, улучшаются.

Выявлено, что при проектировании ВИД с низкими пульсациями момента необходимо либо увеличивать число фаз, либо оптимизировать закон управления совместно с геометрией зубцовой зоны. Оценку уровня вибрации и шума двигателя можно производить по величине радиальных сил и коэффициенту пульсаций момента. Предложен способ расчета радиальных сил на основе энергетического подхода. При определении основных размеров ВИД целесообразно использование объединенного критерия оптимизации, включающего КПД и массу двигателя. Определено, что высокий КПД при различных нагрузках достигается снижением амплитуды и ширины импульса напряжения, а также угла опережения.

При проектировании ВИД выбор дискретных параметров (число зубцов на статоре и роторе, число полюсов статора) часто решается приближенно на основе опыта проектирования. Зависимости числа зубцов статора от номинальной частоты вращения двигателя показывают, что с уменьшением частоты увеличивается число полюсов и зубцов статора. Выбор числа зубцов статора и ротора 2г также существенно влияет на ВШХ. С увеличением числа параллельных ветвей - полюсов тяжения - увеличивается коэффициент деформации, что в свою очередь ведет к снижению вибрации и шума.

В ВИД, как и во всех электрических машинах, максимальный КПД достигается при равенстве потерь в стали и меди. Соотношение потерь определяется не только выбором геометрических размеров и дискретных параметров, но и параметрами питающего напряжения: длительность импульса, ширина оконечной паузы и, в значительной степени, угол опережения.

Наибольшее влияние на пульсацию момента оказывает геометрия зубцов статора и ротора. Со стороны набегания зубцов ротора на зубцы статора для уменьшения пульсации момента делается некоторое увеличение зазора (скос коронки). На рис.7 приведены зависимости коэффициента пульсаций от параметров скоса коронки зубцов ротора.

В главе приведены рекомендации по выбору углов опережения с целью увеличения КПД. Увеличение угла опережения до определенного момента снижает амплитуду потока и, как следствие, потери.

Ширина импульса и оконечная пауза в меньшей степени влияют на перераспределение потерь в двигателе, поэтому при проектировании их следует выбирать по результатам оптимизации КПД и пульсаций момента.

1та = 0 5 = 1 115 = 1 5

Гк> = 25

0 35

055

065

,о е

Рисунок 7 Изменение коэффициента пульсации от параметров скоса коронки

к„% - . -2 Б- , ,

Задача обеспечения низких пульсаций момента решается либо шачи-тельным увеличением фаз, либо оптимальным сочетанием геометрии $убцо-вой зоны и закона управления. На рис.8 приведена зависимость коэффициента пульсаций от угла опережения подачи напряжения на фазную обмотку.

Сложный характер функции оптимизации (имеет несколько минимумов) объясняется сложностью синтеза кривой момента на валу двигателя, состоящей из моментов отдельных фаз и зависящих от многих факторов.

Процесс поиска оптимальной геометрии зубцовой зоны и закона управления, определяющих низкий уровень пульсаций в сочетании с высоким КПД, применим для широкого диапазона мощностей ВИД

Для отвода тепла, выделяющегося при работе ВИМ, применяют различные способы охлаждения: 1) естественно-воздушное охлаждение с гладким корпусом двигателя; 2) естественно-воздушное охлаждение с оребренным корпусом; 3) принудительное охлаждение корпуса двигателя; 4) внутренняя вентиляция;5) водяное охлаждение корпуса; 6) непосредственное водяное охлаждение обмотки. Выбор охлаждения определяется тепловым расчетом. Однако при правильном проектировании выбор способа охлаждения можно связать с мощностью двигателя, удельной нагрузкой по моменту и спецификой применения двигателя. В частности, при расчетах ВИД температура окружающей среды принимается 45°С, температура частей двигателя, к которым возможно прикосновение человека, не более 70°С, а температура обмотки не более 150°С. Исходя из этого сформулированы рекомендуемые диапазоны изменения удельной силы для разных способов охлаждения.

Дисковое исполнение ВИД применимо только для высокомоментных двигателей, так как при этом образуются необходимые условия для размещения обмотки. Как правило, это ВИД средней и большой мощности. На рис 9 и 10 приведены швисимости способа охлаждения для ВИМ большой мощности обычного и дискового исполнений от изменения удельной силы.

Рисунок 8 Изменение коэффициента пульсации момента в ¡ависимости от угла опережения

N способа охлаждения

г-1

Руь Н/см2

/>, Н/см2

О 0,5 1 1,5 2 2,5 3 0 0.5 1 1,5 2 2,5 3

Рисунок 9. Зависимость способа охлаждения Рисунок 10. Зависимость способа охлаждения для ВИМ большой мощности обычного ис- для ВИМ средней мощности дискового испол-полнения нения

В дисковом двигателе условия отвода тепла через корпус менее благоприятны, чем в двигателе обычного исполнения. С ростом удельной силы становится проблематичным отвод тепла от обмотки, поэтому необходимо сначала вентили ровать обмотки двигателя, а в дальнейшем непосредственно снимать тепло с помощью водяного охлаждения. Тепло практически не передается на корпус двигателя, и охлаждать корпус водой не требуется. В целом с ростом мощности диапазоны изменения удельной силы и применяемые способы охлаждения остаются практически одинаковыми.

В таблице 3 приведены сравнительные данные ГЭД на базе двух типов электрических машин: ВДПМ (ГЭД-13 и ГЭД-4) и ВИД обычного и дискового (ДВИД) исполнений.

В главе рассмотрен вопрос применения прецизионных сплавов при создании ВИМ. Известно, что прецизионные магнитомягкие сплавы обладают высокими магнитными и механическими свойствами. Например, сплав 49КФ имеет индукцию насыщения 2,3 7л при напряженности магнитного поля 10000 А/м и высокую прочность ств=600 МПа. Для сравнения напряженность магнитного поля электротехнической стали 2413 при этой индукции составляет 329000 А/м, а прочность ав=120 МПа. Однако, стоимость сплава примерно в 40 раз дороже электротехнической стали. Применение прецизионных сплавов позволяет повысить предельные электромагнитные нагрузки в ВИМ (экспериментально достигнута удельная электромагнитная сила ^=7 Н/см2). Создание ВИД при жестких требованиях к МГХ возможно только на прецизионных сплавах.

Другой областью применения прецизионных сплавов могут быть индукторные генераторы. Это связано с тем, что одним из путей снижения МГХ и ВАХ корабельного электрооборудования является увеличение номинальной частоты вращения ротора, при этом вопрос прочности ротора становится одним из ключевых. В данном случае ротор генератора выполняется из прецизионного сплава, а статор из электротехнической стали.

В общем случае применение прецизионных сплавов позволит создавать двигатели с высоким КПД и уникальными ВШХ.

Наименование параметра Размерность Величина

Аналоги Предложенные в работе

Г >Д 1! ГУМ ДВПД 1 4 вид; ДЦ1Щ2 6 ШЩ-1 ДВНД 11 ДВНД 17

Номинальная мощность МВт 13 4,1 1,4 2 2,6 4.1 13 37

Номинальным момент UI ч 1125 147 328 19.2 123 197 1125 3300

Наружный диаметр 1Л1/ 4000 3000 3000 1600 2100 3000 4000 5000

Длина по корпусу IUI 4000 2600 2200 1900 2000 2600 4000 5000

Диаметр рогора IL1I 3400 2500 2780 985 1930 2490 3390 3870

Активная длина \LW 2000 750 600 1270 700 750 3500 4000

Чнию полюсов 32 24 80 32 80 80 80 80

Число фа! 18 18 21 9 21 21 21 21

Величина нч uynmom ta^upu \MI 5 5 3,7 2.5 1,5 4 4 4

I Голюсное деление pompa \Ш 334 327 182 193 137 195 235 267

Цысоы мл шил \ш 156 156 - - - - -

Величина юка падл 1 1570 1460 200 860 217 900 1290 2200

Масса постяниых mji-ни юн ni ■> т 0,4 - - - - - -

Масса ак-пшнои част т 72 14.3 20 8.2 7 10 64 82

Масса ПД т 150 42 40 16 14 30 135 170

Масса системы пиынпя и управлении т 48 12 4 5 6,5 10 40 100

Масса С Щ т 198 54 44 21 20 5 40 175 270

Данные габл.З свидетельствуют, что дисковый ВИД как часть СЭД морской техники, имеет благоприятные перспективы благодаря высокой надежности, высокому КПД в широком диапазоне частот вращения.

В пятой главе рассмотрены вопросы построения СЭД на базе ВИД. Сформулированы основные требования к ЭЭС ПЛ, важнейшей составной частью которой является СЭД. Выполнен сравнительный анализ схем единой ЭЭС с сетью постоянного или переменного тока.

Использование "электрического гребного вала" (СЭД) исключает наиболее виброактивный узел зубчатую передачу, что снижает виброактивность гребной установки. Такое решение позволяет оптимизировать частоту вращения и улучшить технические показатели работы турбины генератора, изменять частоту вращения гребного винта непосредственно ГЭД, полностью автоматизировать управление движением ПЛ в нормальных режимах и аварийных ситуациях и т д..

СЭД зависят от типа сети (постоянного или переменного тока). При разработке структурной схемы СЭД должны учитываться факторы, обеспечивающие наибольшую надежность и живучесть системы, выполнение всех определенных ТЗ режимов работы, максимальное дублирование составных частей ЭЭС (выход отдельных частей системы из строя не должен приводить к потере управляемости кораблем); необходимое качество электрической энергии.

В качестве альтернативы СЭД с ВДПМ 4,1 МВт для СЭД ДЭПЛ автором проработан ВИД аналогичного назначения. Предпочтение по результатам многочисленных расчетов отдано 21-фазному ИД с конфигурацией зубцовой зоны 42/40 и КПД двигателя 97,9%. Благодаря многофазности ЭД коэффициент пульсаций момента менее 1%. Предложена наряду с вариантом традиционного исполнения оригинальная конструкция дискового варианта - являющаяся реализацией ИД с аксиальным расположением основного потока.

ЕЭЭС с сетью постоянного тока применяется в случаях, когда основные источники питания или нагрузка требуют постоянного тока, например, ЕЭЭС ДЭПЛ. Главным ее отличием от традиционной схемы является включение регулятора напряжения и инвертора в цепь питания ГЭД.

На рис.11 перспективная схема комплекса электродвижения (КЭД) с сетью постоянного тока имеет два фидера постоянного тока 1 ООО/?, два фидера постоянного тока 200-3306 и два фидера переменного трехфазного тока напряжением 380 В. Фидеры связаны преобразователями с двунаправленным преобразованием электроэнергии.

Рисунок 11. Блок-схема КЭД

Блоки преобразования мощностью 500кВт - регуляторы постоянного напряжения, осуществляющие преобразование в обоих направлениях. Блоки преобразования мощностью 1000/сВ/я - трехфазные инверторы, которые в прямом направлении формируют синусоидальное напряжение, а в обратном работают как управляемые выпрямители. Обратимые преобразователи с высокой надежностью обеспечивают основные режимы питания потребителей от ЭЭС: от основных генера-

торных установок; от АБ; от береговой трехфазной сети переменного тока, от ди-¡ель-генератора

Сети переменного тока широко применяются благодаря легкой трансформации параметров электроэнергии. Предпочтение сетям переменного тока отдается также там, где преобладает трехфазная нагрузка асинхронные и синхронные двигатели. Однако для регулирования частоты вращения ГЭД необходимо изменение частоты питания и, как правило, наличие звена постоянного тока Поэтому при проектировании ЕЭЭС переменного тока с регулируемыми двигателями возникают проблемы, связанные с учетом влияния звена постоянного тока на пульсацию тока в энергосистеме.

В главе рассмотрены перспективные схемы ЭЭС с ВИД, главным отличием которых является наличие в каждом из фидеров нескольких параллельно включенных индукторных генераторов. Это позволяет объединить отдельные генераторы с турбиной и реактором в единый субблок. Особенностью схем является подключение внешней сети постоянного тока непосредственно к фидерам, что упрощает синхронизацию внешней и автономной сетей.

На перспективной ДЭПЛ максимально возможное количество потребителей электроэнергии должно получать ее непосредственно от основной силовой сети. Уменьшение потерь электроэнергии на преобразование питающего напряжения обеспечивается СЭД на базе ИМ, разработанной под руководством автора совместно в ПКП «ИРИС», ЦКБ МТ «Рубин» и ЮРГТУ (НПИ) В схеме система возбуждения с постоянными магнитами заменена полупроводниковым регулятором возбуждения, мощность которого составляет примерно 2% мощности генератора.

Схема СЭД (рис. 12) содержит генератор 1 индукторного типа с обмотками якоря и возбуждения постоянного тока, расположенными на статоре, используемый в качестве первичного источника питания. На валу генератора установлены роторы дополнительных однофазных генераторов 7 и 8 индукторного типа, на статорах которых также размещены обмотки якоря переменного тока и возбуждения постоянного тока. При этом генераторы через выпрямители 9 и 10 питают бортовые потребители. При необходимости регулирования выходных параметров генераторов их обмотки возбуждения подключаются к источнику постоянного тока через дополнительные полупроводниковые регуляторы 11 и 12.

8 Г 1

Рисунок 12 - СЭД с регулируемыми генераторами питания бортовых потребители

Для организации системы управления необходимо и достаточно знать диапазон и характер изменения управляющих и возмущающих во ¡действий, в качестве которых обычно выступают задания на частоту и направление вращения, гадание на ограничение развиваемого момента, момент нагрузки на валу двигателя. Кроме того, необходимы параметры эквивалентной схемы ¡амещения механической части. Применение концепции построения многоконтурных, гамкнутых обратными связями систем с подчиненным регулированием координат позволяет снизить чувствительность системы к возмущающим воздействиям и локализовать задачи синтеза регуляторов координат в пределах оптимизируемого контура. Такой подход позволяет в определенной степени абстрагироваться от особенностей конкретной системы и строить достаточно универсальные структуры, обеспечивающие основные требуемые функции, а специфику применения учитывать на этапе выбора конкретных параметров регуляторов с возможным введением дополнительных корректирующих связей.

По классификации режимов работы СЭД относится к четырехквадрантным электроприводам, работающим с переменной активной нагру ¡кой. Это обстоятельство приводит к необходимости организации работы ГЭД в генераторном режиме с рекуперацией электрической энергии в питающую сеть, а также несколько усложняет алгоритм коммутации фаз при переходе из одного квадранта механической характеристики в другой. Однако для ВИП эти вопросы уже решены как в теоретическом, так и в практическом плане, поэтому не могут вызвать принципиальных затруднений при реализации конкретных требований.

Для управления ВИД созданы блоки управления, состоящие из ОСЮС-преобразователя и выходного инвертора. Такой подход к построению силовой схемы позволяет сохранять неизменной форму фазных токов и обеспечивает низкие пульсации момента в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузки. Значительно большая, по сравнению со вспомогательными >лектроприво-дами, мощность СЭД приводит к возрастанию числа фаз, при этом конструктивно силовой преобразователь выполняется в виде нескольких шкафов. Управление многофазным преобразователем от одного микроконтроллера становится нерациональным по причине ограниченного числа специализированных дискретных выводов, технических сложностей обеспечения передачи дискретных управляющих сигналов на достаточно большие расстояния в условиях повышенного уровня электромагнитных помех, ограничений по процессорной мощности при организации на одном процессоре многозадачного режима реального времени с большим числом процедур одного и того же приоритета высокого уровня. Кроме того, при больших мощностях применение ОСЛЗС-преобразователя в силовом канале для стабилизации напряжения питания коммутатора фаз становится нерациональным по массо-габаритным и энергетическим показателям. В этом случае задачи управления ВИМ при значительных изменениях питающего напряжения, частоты вращения и нагрузки решаются за счет совершенствования используемых алгоритмов управления силовыми ключами коммутатора фаз.

Радикальным решением указанных проблем является переход к многопроцессорной распределенной трехуровневой системе управления, функциональная схема которой приведена на рис. 13.

Стойка управления фазой А - прою»«.™. Стойка управлевия фазой п

Рисунок 13 - Функциональная схема САУ СЭД

В качестве межуровневого канала связи системы управления выбрана коммуникационная сеть CAN. Функцией маршрутизатора, реализованного на двух PIC контроллерах, является разграничение доступа данных в сети. Для повышения помехозащищенности в качестве каналов управления и сигнализации, связывающих контроллер с силовой частью схемы и двигателем, используется оптоволоконная связь.

В качестве генераторов в ЕЭЭС постоянного тока предлагаются ИМ. Генераторы могут выполняться как с обмоткой возбуждения, так и без нее. В индукторном генераторе ротор представляет собой жесткую безобмоточную конструкцию, поэтому ротор легко балансируется. Простые сосредоточенные обмотки на статоре и отсутствие обмотки на роторе обеспечивают генератору повышенную надежность. Значительное число зубцов на статоре и роторе обуславливают высокую частоту генерируемого тока и, соответственно, отсутствие низких частот в вибрации и шуме. Достигнутые уровни проектирования обеспечивают генерацию практически гладкой кривой момента. Поэтому индукторные генераторы - наиболее перспективный вид электрических машин в корабельных ЭЭС, особенно с сетью постоянного тока.

Индукторные генераторы можно разделить по типу возбуждения: с независимым возбуждением и с самовозбуждением. Генераторы с независимым возбуждением имеют, как правило, несколько пакетов статора, между которыми распо-

ложена обмотка возбуждения, обеспечивающая генерацию электроэнергии без шектронного преобразователя. Однако вследствие ¡агрузки магнитопровода потоком возбуждения снижаются удельные показатели по моменту, но сравнению с генератором с самовозбуждением. Генераторы с самово адуждением ни конструктивно, ни принципами проектирования не отличаются от ВИД. Режим генерации проистекает из закона управления. Для выпрямления и стабилизации используется инвертор. Высокая жесткость ротора позволяет создавать высокооборотные генераторы большой мощности. Рассмотрено, как должна изменяться геометрия и основные механические показатели генератора мощностью 8МВт в диапазоне частот 4000-12000 об/мин, магнитопровод которого выполнен из сплава 49К2ФА .

Исследования показывают, что до 10000 об/мин прогиб вала не превышает 5%, что допустимо, а при частотах выше 10000 об/мин необходимо выполня ть 2500 секционирование генератора. При

сохранении неизменным диамет-2000 - f - — ра расточки мощность увеличива-

ется с увеличением длины пакета ; и внешнего диаметра,

looo - „- ' - 0м" На рис.14 видно, что с рос-

^^ | том частоты для обеспечения

500 " f- . прочности ротора необходимо

| уменьшать диаметр расточки ста-

4ооо бооо вооо юооо 12000 тора, но при этом будет расти

длина пакета.

Рисунок 14 - Зависимость основных reo- Иа стадци оценки будущих

метрических размеров генератора мощностью „ _

ÜMBm от номинальной частоты вращения массы " гаоаритов ГЭД и блоков

управления ценной являегся информация об уже изготовленных электроприводах. На основе ряда электроприводов для заказа «Лада» выделим удельные показатели по массе и габаритам двигателей и блоков управления. На рис 15 и 16 приведены зависимости удельных объема и массы ВИД на I кВт, из которых видно, что с ростом мощности удельные показатели снижаются, что свя-¡ано с уменьшением объемной и массовой доли материалов, из которых выполнен корпус двигателя и подшипниковые щиты.

Уу" тЧ1кгкВт

() к /кВт ~ |

0 5 10 15 20 25 Р\КВт О Ъ 1U П Л И\hBlll

Рисунок 15 "Зависимость удельного обьема Рисунок 16 Зависимость удельной массы ВИМ от мощности "шектропривода ВИМ от мощности шектроприводов

Объем занимаемый блоком управления ВИД зависит от качества электроэнергии на входе, мощности электропривода и способа охлаждения.

Шестая глава посвящена исследованию алгоритмов управления СЭД. Рассмотрены методы управления при регулировании напряжения, а также при неизменном напряжении в звене постоянного тока.

В результате серии вычислительных экспериментов выявлено, что критерии оптимизации - КПД и коэффициент пульсации момента взаимосвязаны. Стремление достижения высокого КПД приводит к увеличению пульсаций и наоборот. Поэтому целесообразно при оптимизации одного из них второй представлять в виде ограничения. Варьируемыми параметрами остаются параметры питающего напряжения: величина напряжения, угол опережения, длительность положительного импульса и значение оконечной паузы. Математическая модель рассчитывает мгновенные значения отдельных величин. Для повышения достоверности результатов производилась оптимизация из нескольких точек. Разброс функции цели составил не более 1%, варьируемых параметров — около 3%.

По описанной выше методике получена зависимость КПД для характеристики двигателя гребного винта мощностью 2МВт при условии выполнения ограничения - коэффициент пульсаций момента не выше 0,5% (рис.17). Видно, что высокий КПД сохраняется в диапазоне и —и/и„=0,2-н1, где п- текущая частота вращения, «„-номинальная частота вращения. При этом мощность на валу двигателя при п — 0,2 составляет 0,8% от номинальной. На рис.18 показаны зависимости угла опережения аоп=Лп ), длительности импульса напряжения Даимп= _/(«*) и величины оконечной паузы от частоты вращения Даок.п=^п ), обеспечивающие оптимальные КПД.

Рисунок 17 - Зависимость КПД от частоты Рисунок 18 - Зависимость напряжения звена по-вращения ВИД стоянного тока от частоты вращения ВИД

Однако применение в звене постоянного тока регулирующего DC/DC преобразователя требует дополнительных материальных затрат, усложняет конструкцию и несколько снижает теоретические показатели. Указанные недостатки так называемого «амплитудного» регулирования обостряются в мощных приводах. Альтернативным предлагается «фазовое» управление — изменение только временных параметров aon=fin ), ¿ю.ихт=/(п ) и Даок.п=ЛП") при неизменном напряжении. Критерии оптимизации: максимум КПД и минимум пульсаций сохраняются.

В качестве объекта исследования выбран дисковый двигатель мощностью 500кВт являющийся макетом ГЭД мощностью 2МВт. Для определения оптимального закона управления найдены области вариации временных параметров напряжения и показателей ВИД при работе на частотах вращения 100, 500, 1000об/мин. Для всех скоростей КПД имеет выраженный максимум. Поэтому оптимизация по этому критерию дает однозначный результат.

Области коэффициента пульсации имеют несколько минимумов По »тому при оптимизации возможно нахождение частного минимума. Однако все они имеют близкие значения Для определения оптимального управления проведена оптимизация КПД и коэффициента пульсации момента. С ростом частоты вращения коэффициент пульсаций снижается с сохранением высокого КПД.

Существуют случаи необходимости сохранения высокого КПД в широком диапазоне частот вращения при изменении напряжения на входе. Тогда целесообразно комбинированное управление при малых мощностях с подключением относительно маломощного регулятора напряжения, а при мощностях выше мощности регулятора - прямое управление временными параметрами напряжения на обмотках двигателя.

Рассмотрим данный способ управления на примере СЭД современной ДЭПЛ мощностью ЛЛМВт. По техническому заданию система должна обеспечивать в экономичном режиме КПД не менее 0,9, а в режиме максимальной мощности не менее 0,925. При этом напряжение на входе преобразователя может изменяться от 190 до 600В. Параллельно-последовательное соединение АБ скачкообразно меняет напряжение на входе. Эффективное управление во всем диапазоне частот производится изменением временных параметров н амплитуды напряжения. Однако создание регулятора напряжения на полную мощность увеличивает размеры блока управления и его стоимость примерно в два раза. Управлением только временными параметрами напряжения не добиться заданного КПД в экономичном режиме, так как в этом режиме мощность составляет менее 1% от номинала, а КПД только двигателя менее 0,8.

Решение получим посредством чопперного понизителя напряжения, обеспечивающего в экономичном режиме регулирование напряжения от 0 до напряжения сети. При этом КПД регулятора напряжения составит не менее 0,95, КПД двигателя не менее 0,96 и следовательно, общий КПД системы - 0,912, что удовлетворяет требованиям ТЗ.

При регулировании частоты вращения электрических машин часто применяют пропорционально-интегральный регулятор скорости. Однако, ггот способ управления двигателями средней мощности со значительным моментом инерции ротора и нагрузки не обеспечивает приемлемого времени разгона или реверса. Из-за большой инерционности ПИ-регулятору совместно с релейным интегратором выхода регулятора скорости не удается стабилизировать скорость и наблюдается колебательный процесс. Применение только ПИ-регулятора не даст шданную скорость 1000 об/мин, так как процесс разгона затягивается. Кроме того, в обоих случаях временные параметры напряжения для управления не используются. Для создания хорошей динамики разгона и оптимального управления в рабочем диапазоне частот двигателя необходимо искать новые способы регулирования с учетом осо-

бенностей двигателя и информации по проведению вычислительных экспериментов.

Для оптимального управления ВИД необходимо оптимизировать временные параметры и амплитуды напряжения для различных частот вращения. Полученные зависимости применяются при продолжительной работе двигателя в одном из режимов. Это повышает КПДэлектропривода при малых мощностях на 10%. При разгоне двигателя для улучшения динамики могут учитываться другие временные параметры и амплитуда напряжения.

Результаты оптимизации временных параметров применимы при регулировании частоты вращения. При этом предполагается структура управления, представленная на рис.19. На схеме: ПИРС - пропорционально-интегральный регулятор скорости; БОУК - блок определения углов коммутации; БК — блок коммутации; БОС — блок определения скорости. Регулятор осуществляет управление следующим образом. На вход ПИРС поступает разность скорости задания и измеренной скорости с БОС. По сигналу на выходе ПИРС в БОУК определяются углы коммутации, которые поступают в блок коммутации. БОУК содержит таблицу данных зависимости временных параметров от скорости вращения, определенную при предварительной оптимизации для рабочего диапазона. В случае поступления в БОУК сигнала больше максимального, углы коммутации экстраполируются.

При «фазовом» управлении удается достичь показателей, сравнимых с результатами «амплитудного» регулирования напряжения

Известно, что естественная характеристика ВИД - обратно квадратичная, т.е. при постоянстве относительных временных параметров и амплитуды напряжения с ростом скорости момент падает в квадрате от скорости. При расчете оптимальных углов для повышения динамики может задаваться характеристика, отличная от нагрузочной.

11п>т

Рисунок 19 - Блок-схема управления

Для сохранения результатов оптимизации скорость выхода ПИ-регулятора должна быть близкой к текущей, т.е. темп разгона и темп ПИ-регулятора должны

совпадать. Ниже приведен пример процесса динамического разгона ИД мощностью 500кВт с постоянным моментом, равным номинальному. Регулятор выводит максимальные углы при достижении максимальной скорости (рис.20).

«оп —

и

м.

Рисунок 20 - Динамический процесс разгона ВИМ до 1000 об/мин при постоянстве момента

Одним из аварийных режимов является резкий рост скорости при пропадании нагрузки. Очевидно, что необходимо моментально снизить момент на валу двигателя временным или аварийным отключением инверторов. Временное отключение инвертора снизит темп роста скорости и, если в течение «щанного времени нагрузка не восстановится, необходимо полностью выключить привод. Свидетельством наличия нагрузки может служить темп изменения скорости. Если скорость достигает некоторой предельной, возможно отключение регулятора напряжения и инвертора с выдачей сообщения об ошибках.

В главе рассмотрены также вопросы управления ВИМ в генераторном режиме при использовании имитационного моделирования

Моделирование процессов работы генератора в режиме стабилизации напряжения на выходе - достаточно сложная задача. Это связано с тем, что мощность примерно пропорциональна квадрату напряжения на выходе генератора. Кроме того, следует учитывать механическую характеристику источника механической энергии (дизель, турбина). При постоянстве временных параметров и нагрузки напряжение будет расти до выравнивания генерируемой и потребляемой мощности, если частота не зависит от момента на валу, момент приводной установки не ограничен и система не насыщается. Реально необходимо учитывать колебания частоты вращения, нагрузки, изменение потерь внутри генератора, насыщение и ряд других факторов. Поэтому выходное напряжение регулируется временами коммутации ключей инвертора. Представляется, что, просчитав диапазон изменения напряжения при постоянстве нагрузки, регулирование во »можно аналогично скорости двигателя

Выполнено моделирование компонентов и анализ процессов в корабельных перспективных ЭЭС на базе ВИД большой мощности (Л,\МВт). Произведен анализ устойчивости системы (рис.21) при воздействии различных возмущающих факторов путем моделирования различных режимов работы, в том числе разгон гребного ВИД до максимальной мощности при работе от АБ, работа гребного ВИД от двух включенных параллельно индукторных генераторов (разгон и снижение скорости, внешние воздействия), независимая работа двух генераторов параллельно на одну нагрузку, синхронизированная работа генераторов.

Рисунок 21 - Схема ЭЭС ДЭПЛ

Показано, что выбором параметров ПИ-регуляторов в системе управления генераторов и двигателя обеспечивается устойчивая работа системы, что даже такое сильное воздействие, как размыкание цепи одного из генераторов, не приводит к развалу системы.

Для исследования работы КЭД проведено моделирование работы гребного ВИД мощностью 13МВт при питании от двух индукторных генераторов мощностью 8 МВт. При этом особенно важно правильно выбрать коэффициенты регуляторов генераторов, ГЭД, анализатора нагрузки и регулятор равномерности загрузки генераторов.

Ответственным режимом является реверс ГЭД, при котором в сеть поступает энергия, количество которой зависит от момента торможения и запасенной механической энергии (рис.22).

Под руководством автора в Новочеркасском филиале ФГУП ПКП «ИРИС» разработана и освоена в производстве гамма электронных преобразователей для регулируемых асинхронных, вентильных и вентильно-индукторных электроприводов, состоящих из «интеллектуальных» модулей с унифицированным входом-выходом. Функционально законченными модулями для силового канала данных преобразователей являются преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор) или пульсирующий ток (коммутатор), импульсный преобразователь постоянного тока в постоянный, преобразователь переменного тока в постоянный (выпрямитель или активный фильтр).

и

Рисунок 22 Динамический процесс реверса гребного ВИД

В главе седьмой рассмотрены вопросы разработки макетного образца ВИД мощностью 500кВт (ВИМ-500) и проведения испытаний с целью подтверждения его технических характеристик расчетным и оценки перспектив использования в качестве ГЭД При разработке двигателя ВИД-500 использованы результаты теоретических исследований. Разработанный закон управления смоделирован на динамической модели. Этот же индукторный двигатель может служить макетом для подтверждения основных режимов работы в системах резервного движения и обеспечит при 750 об/мин мощность Ъ15кВт Основные технические характеристики ВИД-500 приведены в таблице 4. Чертеж и фотография приведены на рис.23а и б соответственно.

Таблица 4 - Основные технические характеристики ВИД-500

Параметры Значения

Номинальная мощность. кВт 500(375)

Номинальная частота вращения, об/чии 1000(750)

Диапазон регулирования, о е 1 0 1

Напряжение питания, В 700

КПД в режиме номинальной мощности 0 97

Охлаждение Воздушное естественное

Габаритные размеры, мм. не более 1100*1240х1600

Направление вращения реверс

Номинальная частота питания, Гц 267

а) 6)

Рисунок 23 - Вентильно-индукторный электродвигатель ВИД-500

Пакет статора 1 набран из листов электротехнической стали толщиной 0,35л»» и запрессован в корпус 2. От проворачивания шихтованный пакет удерживается шпонкой. Обмотка 3 выполнена отдельными катушками из медной шины, намотанной «на ребро». Каждая катушка через пазовую изоляцию надета на один зубец статора. Ротор 4 имеет специальные приспособления в осевом и радиальном направлениях для удобства сборки и транспортировки. Пакет ротора также набран из листов стали толщиной 0,35лш и напрессован на втулку ротора. От проворачивания шихтованный пакет ротора удерживается шпонкой. Вентилятор 5 выполнен сварным, отдельно отбалансирован, закреплен в осевом направлении запорным кольцом, от поворота - шпонкой. Два балансировочных диска 6 позволяют отбалансировать ротор путем перемещения конусных грузов. Корпус - сварной и имеет зазор между внешней и внутренней обечайками для прохождения воздуха охлаждения из внутренней полости двигателя наружу.

При построении силовой части преобразователя для ВИП-500 выбрана схема, аналогичная схеме вспомогательных электроприводов. Отличие состоит в применении модулей IGBT фирмы EUPEC. Питание каждой фазы производится от индивидуального преобразователя, собранного на элементах FZ3600R17KE3 на ток 3600А и напряжение 1700Ö. Взаимосвязь между преобразователями отдельных фаз и центральным контроллером осуществляется по CAN-интерфейсу.

Индуктивность фаз измерялась на частоте 50Гг/ при питании от однофазного автотрансформатора через дополнительный понижающий трансформатор. С помощью двухканального цифрового осциллографа регистрировались сигнал напряжения на фазе двигателя и сигнал с датчика тока, включенного в цепь питания фазы. Для дальнейшей обработки использовались действующие значения сигналов. На рис.24 приведены экспериментальные (сплошная линия) и расчетные (штриховая линия) зависимости индуктивности фазы А в функции углового положения ротора. Наибольшие отклонения между экспериментальными и расчетными кривыми наблюдаются при рассогласованном положении зубцов, но они не превышают 2,5% от максимального значения индуктивности.

Teta, град

Рисунок 24 - Экспериментальные (сплошная линия) и

расчетные (штриховая линия) швисимости индуктивности фазы А в функции углового положения ротора

ч?. Вс

I

Кривые намагничивания в согласованном и рассогласованном положениях зубцов дают во шожность оценить соответствие математической модели ВИД реальному объекту и являются основой для оценки предельных возможностей данного жземиляра по моменту, потерь в меди и

стали, а также приближенному расчету рабочих характеристик машины. На рис.25 приведены полученные экспериментально кривые намагничивания для фазы А. при питании ее от регулируемого источника синусоидального напряжения промышленной частоты.

Полученные кривые соответствуют линейному участку, только при (/-249В начинается слабое насыщение. Дальнейшее увеличение напряжения и тока было ограничено возможностями источника питания.

Получено также достаточно близкое совпадение экспериментальных и расчетных кривых V-^ и !?ш|„ , что свидетельствует об адекватности использованных при проектировании математических моделей реальному объекту. Можно утверждать и обратное. Заложенные в расчет данные номинального режима могут быть обеспечены при соответствующих управляющих воздействиях и надлежащей организации системы управления.

Для проведения испытаний ВИД-500 под нагрузкой использована аналогичная индукторная машина той же мощности. При частоте п — 200 об/мин получено на выходе 120/сВ/н, что соответствует 600л-Внг при номинальной частоте 1000 об/мин.

/

Рисунок 25 - Кривые намагничивания фазы А при различных значениях синусоидального питающего напряжения частотой 50 Гц

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Создание подводных лодок нового поколения с перспективными СЭД определяет необходимость создания методов автоматизированного проектирования ГЭД с применением имитационных моделей, выполнения комплексных исследований динамических режимов СЭД, решения вопросов энергосбережения и электромагнитной совместимости устройств в автономных электрических системах соизмеримой мощности.

Представленная диссертационная работа направлена на дальнейшее развитие теории, принципов построения и реализации локальных и комплексных математических и компьютерных моделей, позволяющих разрабатывать СЭД на базе индукторных машин.

В результате выполнения диссертационной работы получены новые научные результаты, предложены рекомендации и технические решения, позволяющие комплексно решить проблему проектирования, исследования, реализации и внедрения корабельных СЭД для ПЛ нового поколения с учётом обеспечения их боевой эффективности, живучести и стойкости к поражающим факторам. При решении этой научно-технической проблемы, имеющей важное народнохозяйственное и оборонное значение, получены следующие основные результаты и выводы:

1. Обзор публикаций позволяет сделать вывод о том, что в нашей стране и за рубежом ведутся интенсивные работы по созданию ВИП различного назначения, в том числе для обеспечения электродвижения кораблей.

2. Современный уровень развития силовой и управляющей электроники позволяет реализовать практически любое требуемое преобразование электрической энергии для питания мощных гребных СЭД с высокими энергетическими показателями ЭЭС в целом.

3. Сопоставительный анализ различных вариантов исполнения ГЭД для заказа в соответствии с БЛИЦ.61.028-2005 показал, что разработка и исследование малошумных ВИП с высоким КПД, улучшенными ВШХ и малыми габаритами является перспективным направлением. Предложены новые конструктивные исполнения многофазных ВИД большой мощности, удовлетворяющих требованиям гребных установок и обладающих улучшенными МГХ и ВАХ.

4. В результате сравнения различных конструктивных исполнений гребного ВИД предпочтение следует отдать двигателю обычного исполнения с водяным охлаждением, который удовлетворяет всем Требованиям БЛИЦ.61.028-2005.

5. Обоснованы технические решения по созданию систем управления тихоходных безредукторных гребных установок с ВИП мощностью от 1,4 до 37МВт, обеспечивающих высокий уровень надежности работы и тактико-технические характеристики новых ПЛ.

6. Предложена структура перспективной СЭД на базе ВИД с основной сетью постоянного тока 10005 и статическими полупроводниковыми преобразователями, обеспечивающими двунаправленное преобразование электроэнергии для связи с сетями постоянного тока 200.. .ЗЗОЯ и переменного тока 3805.

Разработаны методы и алгоритмы управления ВИП, обеспечивающие все-режимность её работы.

7. Высокий уровень унификации элементов системы предопределяет высокую ремонтопригодность силовых блоков СЭД

8. Испытания разработанного и изготовленного макетного образца ВИМ-500кВт подтверждают правильность выбранных конструктивных решений, методов проектирования и управления.

9. В совокупности результаты работы представляют теоретическое обобщение и решение важной научно-технической проблемы повышение технического уровня и эффективности работы корабельных электротехнических устройств и систем путем улучшен™ их технических характеристик и расширения функциональных возможностей. Внедрение предложенных методов проектирования, со»-данных устройств и систем позволило реализовать энергосберегающие технологии. снизить массогабаритные показатели, повысить качество, надежность и технический ресурс электротехнических комплексов ПЛ четвертого поколения, что вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса и обороноспособность страны.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Сетевые статические преобразователи автономных 'УЗС / А.Ф. Горовой, A.B. Ефимов, Б.В. Никифоров, Д.Ю. Шишкин // Кибернетика электроэнергетических систем: Материалы XVIII сессии семинара "Диагностика электрооборудования", Новочеркасск, 1996.

2. Перспективная судовая электроэнергетическая система / B.JI. Галка, Б.В. Никифоров, Б.А. Скворцов, B.C. Соколов // Проблемы повышения технического уровня электроэнергетических систем и электрооборудования кораблей, плавучих сооружений и транспортных средств: Тез. докл. 6-й Междунар. науч.-техн. конф./ ЦНИИСЭТ, С.-Пб., 1998. - С.27-28.

3. Перспективные разработки в области судовых шектроприводов и статических преобразователей / Б.В. Никифоров, В.Г. Шуляк. Л.Ф. Коломейцев, А.Ф. Горовой, Ю.В. Скачков, А.П. Прасолин // Проблемы повышения технического уровня электроэнергетических систем и электрооборудования кораблей, плавучих сооружений и транспортных средств: Тез. докл. 6-й Междунар. науч.-техн конф,/ ЦНИИСЭТ, С.-Пб., 1998. С. 37.

4. Никифоров Б.В., Прасолин А.П., Горовой А.Ф. Перспективы создания судовых ЭЭС на постоянном токе // Проблемы повышения технического уровня электроэнергетических систем и электрооборудования кораблей, плавучих сооружений и транспортных средств: Тез. докл. 6-й Междунар. науч.-техн. конф. / ЦНИИСЭТ. С -Пб , 1998 - С. 38.

5. Никифоров Б.В., Темирев А.П., Кирсанов А.Г. Математическое определение параметров судового электропривода с нелинейными цепями на постоянном токе методом контурных токов // Проблемы повышения технического уровня электроэнергетических систем и электрооборудования кораблей, плавучих сооружений и транспортных средств: Тез докл. 6-й Междунар. науч.-техн. конф. / ЦНИИСЭТ, С.-Пб., 1998. С 61.

6. Никифоров Б.В., Темирев А.П. Устройство для идентификации параметров схемы магнитной цепи судовых электроприводов с заданными геометрическими размерами // Проблемы повышения технического уровня электроэнергетических систем и электрооборудования кораблей, плавучих сооружений и транспортных средств: Тез. докл. 6-й Междунар. науч.-техн. конф. / ЦНИИ СЭТ, - С.-Пб., 1998. - С. 62.

7. Давыдов В. Н., Никифоров Б.В. Вентильный привод на основе синхронного реактивного двигателя с инвертором напряжения // Электромеханика и электротехнологии.: Тез. докл. 3-й междунар. конф. - Клязьма. 1998. - С.190.

8. Никифоров Б.В., Кормилицин Ю.Н., Шишкин Д.Ю. Развитие систем полного электродвижения ДЭПЛ // Судостроение - 1999. - № 1. — С. 34-37.

9. Никифоров Б.В., Русин А.И., Скачков Ю.В.. Российские аккумуляторы нового поколения для ДЭПЛ // Судостроение. -1999. № 4. - С. 33-34.

10. Никифоров Б.В. Развитие систем электропривода ПЛ // Судостроение-1999,- №5.-С.23-25.

11. Учет внешних полей в переходных режимах трансформаторов тока с сердечниками из магнитодиэлекгрика / Б.В. Никифоров, А.С Засыпкин, А.Г. Кирсанов, А.П. Темирев, В.Н. Давыдов // Изв. вузов. Электромеханика. - 1999. - № 1. - С. 22-27.

12. Никифоров Б.В., Давыдов В.Н. Концепция развития судовой ЭЭС на постоянном токе. - Тез. докл. Всероссийского электротехнического конгресса с международным участием ВЭЛК-99, - Суздаль. - 1999. - С.348.

13. Развитие электрических защит ДЭПЛ / Б.В. Никифоров, А.Ю. Каранда-шов, Д.Ю. Шишкин, A.B. Юрин // Судостроение. - 2000. - № 3. - С. 17-19.

14. Никифоров Б.В., Шишкин Д.Ю. Принципы построения ЭЭС перспективных ДЭПЛ // Судостроение. - 2000. - № 4. - С. 20-23.

15. Никифоров Б.В., Соколов B.C., Юрин A.B. Новые источники электроэнергии для неатомных подводных лодок // Судостроение. - 2000. - № 5. - С. 1417.

16. Никифоров Б.В., Темирев А.П. Коэффициент пульсации момента и его использование при проектировании вентильных индукторных электроприводов для корабельных насосов // Вопросы проектирования подводных лодок. - С.-Пб.: Вып. ЦКБ МТ "Рубин". - 2000. - № 12. - С. 144-156.

17. Никифоров Б.В., Темирев А.П., Матвеев A.B. Алгоритм токового моделирования для управления виброакустическими характеристиками индукторных приводов ПЛ // Вопросы проектирования подводных лодок. — С.-Пб.: Вып. ЦКБ МТ "Рубин". - 2000. - № 12. - С. 135-143.

18. Никифоров Б.В., Прасолин А.П. Концепция построения электроэнергетической системы АПЛ // Вопросы проектирования подводных лодок. - С.-Пб.: Вып. ЦКБ МТ "Рубин". - 2000. - № 12. - С. 26-33.

19. Никифоров Б.В., Темирев А.П., Шишкин Д.Ю. Экспериментальные исследования шума и вибрации в вентильно-индукторном двигателе // Вопросы проектирования подводных лодок. - С.-Пб.: Вып. ЦКБ МТ "Рубин". - 2000. - № 12. -С. 157-162.

20. Никифоров Б.В., Коломейцев Л.Ф. Вентильный индукторный двигатель для трамвая // Вопросы проектирования подводных лодок. — С.-Пб.: Вып. ЦКБ МТ "Рубин",-2000.-№ 12.-С. 163-168.

21. Никифоров Б.В., Темирев А П. Разработка методики расчета судовых индукторных двигателей // Вопросы проектирования подводных лодок. С.-ГТб.: Вып. ЦКБ МТ "Рубин". 2000. №12. С. 119-132.

22. Частотно регулируемые электроприводы на базе индукторных электродвигателей / Б.В. Никифоров, А.Г. Вольвич, В.И. Плис, Д.В. Стекольщиков // Вопросы проектирования подводных лодок. С.-Пб: Вып. ЦКБ МТ "Рубин". 2000. - № 12. С. 169-172.

23. Основные технические предпосылки для создания АПЛ с полным электродвижением / Никифоров Б.В., Киливеин О.Л., Прасолнн А.П., Соколов B.C.. Шишкин Д.Ю., Ясаков Г.С., Асмаловский Э.Ф. // Вопросы проектирования подводных лодок. С.-Пб.: Вып. ЦКБ МТ "Рубин". 2000. №12. С. 13-21.

24. Никифоров Б.В., Шишкин Д.Ю. Принципы построения ЭЭС перспективной ДЭПЛ // Вопросы проектирования подводных лодок. С.-Пб.: Вып. ЦКБ МТ "Рубин". - 2000. № 12. - С. 34-43.

25 Nikitorov В. & Sokolov V. Новые генераторы и источники энергии для подводных лодок. Third international symposium AES200 (All Electric Ship). Paris, 26-27 October 2000, p.p. 120-125.

26. Никифоров Б.В., Соколов B.C., Прасолин А.П. Перспективы создания электроэнергетических систем АПЛ на постоянном токе // Проблемы повышения технического уровня электроэнергетических систем и электрооборудования кораблей, плавучих сооружений и транспортных средств: Тез. докл. 7-й Междунар. науч.-техн. конф. / ЦНИИ СЭТ, С.-Пб., 2000. С 29-30

27. Обеспечение электрической защты оборудования ЭЭС перспективной ДЭПЛ / Б.В. Никифоров. А В. Юрин, АЛО. Карандашов, Д.Ю. Шишкин // Проблемы повышения технического уровня электроэнергетических систем и электрооборудования кораблей, плавучих сооружений и транспортных средств: Тез. докл. 7-й Междунар. науч.-техн. конф. / ЦНИИ СЭТ, С.-Пб., 2000. С. 31.

28. Кучинский В.Г., Никифоров Б.В., Шишкин Д Ю. Система электродвижения с постоянными магнитами // Проблемы повышения технического уровня электроэнергетических систем и электрооборудования кораблей, плавучих сооружений и транспортных средств: Тез. докл. 7-й Междунар. науч.-течн. конф. / ЦНИИ СЭТ, - С.-Пб , 2000. С. 40.

29. Никифоров Б.В., Темирев А.П., Шишкин Д.Ю. Регулируемый высокоэкономичный электропривод на базе вентильного индукторного электродвигателя // Проблемы повышения технического уровня электроэнергетических систем и электрооборудования кораблей, плавучих сооружений и транспортных средств: Тез. докл. 7-й Междунар. науч.-техн. конф. / ЦНИИ СЭТ, С.-Пб., 2000. С. 41.

30. Никифоров Б.В., Добрица Ю.А., Шишкин Д.Ю. Методика сощания ма-лошумящих агрегатов на основе индукторного двигателя // Кибернетика хлектро-энергетических систем: Материалы XXII сессии семинара "Диагностика шектро-оборудования", Новочеркасск, 25-27 сент.2000 г./ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2000 С. 113.

31. Перспективы применения магнитодиэлектриков в магнитной цепи электропривода / Б В. Никифоров, А П Темирев, Ю.А. Добрица, Н.Е. Добрица // Кибернетика электроэнергетических систем: Материалы XXII сессии семинара "Диагно-

стика электрооборудования", Новочеркасск, 25-27 сент. 2000 г./ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. — Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2000. - С. 113.

32. Никифоров Б.В. К вопросу о параметрах напряжения на ПЛ // Кибернетика электроэнергетических систем: Материалы ХХП сессии семинара "Диагностика электрооборудования", Новочеркасск, 25-27 сент. 2000 г./ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. — Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2000. - С. 112.

33. Никифоров Б.В. Применение системы электродвижения на подводных лодках // Электричество. - 2001. - № 8, - С. 19-22.

34. Никифоров Б.В., Соколов B.C., Прасолин А.П. Перспективы создания электроэнергетических систем АПЛ на постоянном токе. - Электрофорум, № 1, 2001.

35. Использование новых информационных технологий при создании сложного объекта подводного судостроения / Б.В. Никифоров, К.Ю. Игнатьев, П.А. Пироженко, Ю.И.Карпенко // Судостроение, 2001. № 4.

36. Развитие и промышленная реализация индукторных машин для водного и наземного транспорта / Б.В. Никифоров, В.П. Байков, В.А. Терешонков и др. // Транспортный электропривод: Тез. докл. научно-практической конференции, Пет-родворец, 26-28 сент. 2001. - С. 24.

37. Контроллеры МК11.3 для высокопроизводительных систем прямого цифрового управления двигателями/ Никифоров Б.В., Темирев А.П., Козаченко В.Ф. и др. //CHIP NEWS, -2002. -№ 4,- С.24- 30.

38. Новые источники электроэнергии для подводных аппаратов / Б.В. Никифоров, B.C. Соколов, Б.А. Соколов, С.А. Худяков // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология», 2002. - № 2. — С. 15-19.

39. Никифоров Б.В. Электроэнергетическая система дизель-электрических подводных лодок // Силовая электроника в бортовых системах электроснабжения и электроприводах: Материалы межотраслевого научно-технического семинара, г. Новочеркасск, 23-24 окт. 2003 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т - Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2004. - С.35-47.

40. Компьютерная лаборатория функционального проектирования вентиль-но-индукторных машин / Б.В. Никифоров, А.П. Темирев, К.С. Ляпидов, O.E. Ло-зицкий // Силовая электроника в бортовых системах электроснабжения и электроприводах: Материалы межотраслевого научно-технического семинара, г. Новочеркасск, 23-24 окт. 2003 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т - Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2004. - С.48-57.

41. Исследование индукторного двигателя мощностью 4,1МВт / Б.В. Никифоров, А.П. Темирев, В.Р. Апиков, O.E. Лозицкий // Силовая электроника в бортовых системах электроснабжения и электроприводах: Материалы межотраслевого научно-технического семинара, г. Новочеркасск, 23-24 окт. 2003 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т - Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2004. - С. 70-74.

42. Эффективность использования электроэнергии и энергосбережение средствами современного электропривода / Б.В. Никифоров, В.Р. Апиков, А.П. Темирев // Силовая электроника в бортовых системах электроснабжения и элек-

троприводах: Материалы межотраслевого научно-технического семинара, г. Новочеркасск, 23-24 окт. 2003 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2004. С. 74-80.

43. Преобразователь со стабилизацией тока по выходу и низким коэффициентом пульсаций тока / Б.В. Никифоров, O.E. Лозицкий, А.П. Темирев и др // Силовая электроника в бортовых системах электроснабжения и электроприводах: Материалы межотраслевого научно-технического семинара, г. Новочеркасск, 2324 окт 2003 г / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т Новочеркасск: Ред. журн. «Изв вузов. Электромеханика», 2004. С. 118-124.

44 Никифоров Б.В., Сеньков А А., Сеньков А.П. Вентильный электродвигатель с кольцевыми обмотками статора. Электро, №6, 2004. С. 19-22.

45. Энергосбережение средствами современного электропривода / Б В. Никифоров, В.Р. Апиков, А.П. Темирев и др // Электрическое питание, 2004. № 2. - С. 67-69.

46. Никифоров Б.В. Тернистый путь эволюции // Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов: Материалы межотраслевого научно-технического семинара, 21-22 мая 2005 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2006. С. 3-7.

47. Испытание вентильной пятифазной машины в генераторном режиме / Никифоров Б.В., Птах Г.К., А.П. Темирев, O.E. Лозицкий // Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов: Материалы межотраслевого научно-технического семинара, 21-22 мая 2005 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2006. С. 68-72.

48. Перспективная система электродвижения на базе индукторных машин / Б В. Никифоров, А.П. Прасолин, O.E. Лозицкий и др.// Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов: Материалы межотраслевого научно-технического семинара, 21-22 мая 2005 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т Новочеркасск: Ред. журн. «Изв вузов. Электромеханика», 2006. С. 89-93.

49. Создание конструкции альтернативного элекгронасоеного агрегата ЦН-319/ Г.М. Водяник, А В. Анисимов, Б.В. Никифоров и др. // Силовая ¡лектроника корабельных электротехнических комплексов: Материалы межотраслевого научно-технического семинара, 21-22 мая 2005 г. / Юж.-Рос гос. техн ун-т Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2006. С. 127-131

50. Создание макетного образца вентильно-индуктивного двигателя ВИД-500 / Б.В. Никифоров, А.П. Прасолин, O.E. Лозицкий, А.А Цветков // Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов: Материалы межотраслевого научно-технического семинара. 21-22 мая 2005 г / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2006. С. 138143.

51. Исследование вентильно-индукторного электропривода устройства посадки-выпуска УПВ-01 / Б.В. Никифоров, А.П. Темирев, О.Е Лозицкий, Д В. Батрак. Математическая обработка ВШХ // Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов: Материалы межотраслевого научно-технического семинара, 21-22 мая 2005 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов Электромеханика», 2006. С. 148-160.

52. Вентильно-индукторный двигатель в системах резервного электродвижения / Б.В. Никифоров, H.H. Рева, И.А. Квятковский, O.E. Лозицкий // Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов: Материалы межотраслевого научно-технического семинара, 21-22 мая 2005 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т-Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2006.-С. 178-181.

53. Методика проектирования гребного вентильно-индукторного электродвигателя / Б.В. Никифоров, А.П. Темирев, И.А. Квятковский, O.E. Лозицкий // Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов: Материалы межотраслевого научно-технического семинара, 21-22 мая 2005 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т — Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2006. — С. 241-246.

54. Методика проектирования ВИД с низкими пульсациями момента / Б.В. Никифоров, А.П. Темирев, И.А. Квятковский, O.E. Лозицкий // Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов: Материалы межотраслевого научно-технического семинара, 21-22 мая 2005 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т - Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2006. - С. 243-251.

55. Результаты экспериментального исследования индукторного регулируемого электропривода для машины холодильной морской винтовой МХМВ-01/ Б.В. Никифоров, O.E. Лозицкий, В.А. Луговец, В.А. Малунов // Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов: Материалы межотраслевого научно-технического семинара, 21-22 мая 2005 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т - Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика», 2006. - С. 360-365.

56. Электротехнические и радиоэлектронные системы дизель-электрических подводных лодок// B.C. Соколов, Б.В. Никифоров, A.B. Забурко и др./ Под ред. B.C. Соколова,- С.-Пб.: ФГУП ЦКБ МТ «Рубин», -2005. -97 с.

57. Никифоров Б.В., Пахомин С.А., Птах Г.К. Вентильные индукторные двигатели для тяговых электроприводов // Электричество, —2006.

58. Никифоров Б.В., Давыдов В.Н., Калюжный Ю.Ф. Асинхронный генератор в ЭЭС. - A.C. 332499 от 08.01.91.

59. Электроэнергетическая система подводной лодки с электрохимическим генератором / Б.В. Никифоров, Д.М. Рубальский, B.C. Соколов и др. - Патент № 2167783 от 27.05.01.

60. Энергетическая установка подводной лодки / Б.В. Никифоров, К.Ю. Игнатьев, Д.М. Рубальский и др. - Патент № 2181331 от 20.04.02.

61. Энергетическая установка подводного аппарата / Б.В. Никифоров, Ю.Н. Кормилицин, B.C. Соколов и др. - Патент № 2184408 от 27.06.02.

62. Энергетическая установка подводного аппарата / К.Ю. Игнатьев, Б.В. Никифоров, Д.М. Рубальский и др. - Патент № 2213394 от 27.09.03.

63. Индукторный двигатель / Б.В. Никифоров, Давыдов В.Н., Апиков В.Р. и др. - Патент N 2237338 от 27.09.04

64. Энергетическая установка подводной лодки / Б.В. Никифоров, B.C. Соколов, В.Н. Давыдов. - Патент № 2236984 от 27.09.04.

65. Энергетическая установка подводного аппарата / Б.В. Никифоров, Ю.П. Семенов, Б.А. Соколов и др. - Патент № 2230401 от 10.06.04.

66. Преобразователь постоянного напряжения / В.Н. Давыдов, Б.В. Никифоров, A.B. Юрин. Патент № 44894 от 27.03.05 (на полезную модель)

67.Преобразователь для питания электродвигателя / В.Н. Давыдов, Б В. Никифоров, A.B. Юрин и др. Патент № 44901 от 27,03.05 (на полезную модель).

68. Линейный электродвигатель / В.Н. Давыдов, Б.В. Никифоров, В Р. Апи-ков и др. Патент № 2275732 от 27.04.06.

- Получено 6 решений о выдаче патента.

Личный вклад. В работах, опубликованных в соавторстве, соискателю принадлежат. (1-4,11,16-24) постановка задачи исследований, разработка моделей и алгоритмов реализации; (5, 6,12,13) проведение расчетов и обобщение результатов; (8,9,14,15,25,28) обобщение результатов; (7,29-32,36,37,40-55) - проектирование электроприводов; (26,27,34,35,38,57-68) идеи технических решений, (56) глава учебного пособия.

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ КОРАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Состояние дел в области построения систем электродвижения ^ подводных лодок.

1.2 Обзор известных технических решений в области гребных ^ электрических установок.

1.3. Сравнительный анализ регулируемых электроприводов.

2 СЭД-4 НА БАЗЕ ВЕНТИЛЬНОЙ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ.

2.1 Основные технические характеристики и состав комплекса.

2.2 Конструктивное исполнение комплекса и принцип работы.

2.3 Система электропитания комплекса.

2.4 Система управления комплекса.

2.5 Сравнительная характеристика комплекса.

2.6 Практическая реализация и результаты испытаний. :

3 ВЕНТИЛЬНЫЙ ИНДУКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД - ОСНОВА

СЭД НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ.

3.1 Обоснование выбора вентильной индукторной машины для СЭД

3.2 Принцип действия ВИП и варианты конструкции.

3.3 Базовое математическое описание ВИП.

3.4 Ретроспективный анализ методов исследования р проектирования ВИП.

3.4.1 Современный этап развития систем с вентильно - индукторными ^ ^ ^ машинами: достижения, проблемы, перспективы.

3.5 Особенности построения гребных электродвигателей на базе многофазных ВИМ.

4 МЕТОДИКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО (КОМПЬЮТЕРНОГО) ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГЭД НА БАЗЕ ВИМ.

4.1 Математическое моделирование электромагнитных процессов

4.1.1 Расчёт характеристик намагничивания зубцовой зоны.

4.1.2 Варианты математических моделей ВИМ и алгоритмы их реализации.

4.1.2.1 Модель ВИМ без учёта насыщения ярма статора и ярма ротора.

4.1.2.2 Модель ВИМ с учётом насыщения ярма статора и ярма ротора.

4.1.2.3 Модель ВИМ на основе индуктивных параметров.

4.1.3 Сравнительная оценка математических моделей ВИД и проверка их адекватности.

4.1.4 Моделирование работы ВИМ-13 в двигательном режиме.

4.1.5 Моделирование работы ВИМ-13 в генераторном режиме.

4.2 Определение главных размеров и конфигурации магнитной системы ГЭД.

4.3 Оптимизация параметров ВИД и управляющих воздействий по критерию минимума пульсаций момента.

4.4 Выбор способа охлаждения.

4.5 Варианты ГЭД разной мощности

4.6 Применение прецизионных мапштомягких сплавов при создании ВИМ для морской техники.

5 ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОДВИЖЕНИЯ НА БАЗЕ ВИМ.

5.1 Постановка задачи построения СЭД.

5.2 Перспективные схемы единой электроэнергетической системы (ЭЭС)сВИМ.

5.2.1 Особенности ЭЭС на основе ВИМ.

5.2.2 Единая ЭЭС на базе ВИМ с сетью постоянного тока.

5.2.3 Единая ЭЭС на базе ВИМ с сетью переменного тока.

5.3 Реализация мощных силовых преобразователей для СЭД с ВИМ.

5.3.1 Схемотехника статических преобразователей для ВИП.

5.3.2 Выбор элементной базы силовых преобразователей.

5.3.3 Конструктивные решения силовой части.

5.4 Система управления СЭД с ВИМ.

5.4.1 Описание режимов работы СЭД в целом.

5.4.2 Анализ алгоритмов и структур систем управления ВИП.

5.4.3 Структурная схема микропроцессорной системы управления

5.4.4 Алгоритмы управления СЭД и их аппаратно-программная реализация.

5.4.5 Датчик положения ротора.

5.5 Исследование индукторных генераторов в единой ЭЭС.

6 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ СЭД НА БАЗЕ ВИМ

6.1 Методы управления ВИЛ.

6.1.1 Методы управления ВИЛ при регулировании напряжения в звене постоянного тока.

6.1.2 Методы управления ВИЛ при неизменном напряжении в звене постоянного тока.

6.1.3 Метод комбинированного управления ВИМ.

6.1.4 Адаптивные методы регулирования ВИМ.

6.1.4.1 Регулирование с использованием временных параметров напряжения.

6.1.4.2 Регулирование с использованием временных параметров напряжения при скачкообразном изменении амплитуды.

6.1.4.3 Определение характеристики задания.

6.1.4.4 Метод регулирования ВИМ в аварийных режимах.

6.2 Метод управления ВИМ в генераторном режиме.

6.2.1 Метод управления индукторным генератором при постоянстве нагрузки.

6.2.2 Метод управления индукторным генератором в переходных режимах.

6.3 Законы управления макетным образцом СЭД на базе ВИМ-500. 259 6.3.1. Оптимизация параметров фазового управления.

7. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА

МАКЕТНЫХ ОБРАЗЦОВ СЭД.

7.1 Анализ структур и законов управления испытательного стенда макетных образцов СЭД.

7.2 Функциональная схема испытательного стенда макетных образцов

7.3 Разработка макетного образца ВИМ

7.4 Преобразователь для питания мощных вентильно-индукторных электродвигателей.

7.5 Экспериментальное определение электромагнитных параметров ВИМ-500.

7.5.1 Зависимость индуктивности фаз в функции углового положения ротора.

7.5.2 Кривые намагничивания ВИМ-500 при различном соединении обмоток.

7.6 Экспериментальное исследование ВИМ-500 в рабочих режимах

7.6.1 Предварительная обработка осциллограмм.

7.6.2 Оценка энергетических показателей при номинальной нагрузке

7.6.3 Статические рабочие характеристики в режиме под держания постоянной скорости.

7.6.4 Сопоставление двигательного и генераторного режимов при взаимном нагружении ВИМ.

Электроэнергетическая система (ЭЭС), представляющая собой совокупность электротехнического оборудования, является важнейшей составной частью подводной лодки (ГШ), ее надежное функционирование обеспечивает большинство тактико-технических характеристик корабля, а также решение боевых задач [1].

ЭЭС является сложной многосвязной системой, электротехнические комплексы (ЭТК) которой обеспечивают генерирование, распределение и потребление электрической энергии заданного качества и в необходимом количестве для установленных на ПЛ комплексов электрооборудования, вооружения и других технических средств во всех режимах эксплуатации.

Задача создания малошумной, надежной, экономичной, обеспечивающей высокую маневренность всережимной гребной энергетической установки (ГЭУ) для подводных лодок неизбежно приводит к идее использования на них «электрического гребного вала», т.е. к системе полного электродвижения. Это позволяет исключить из состава установки наиболее виброактивный узел - зубчатую передачу, сократить длину линии вала, упростить конструкцию главной турбины и обеспечить благоприятные условия ее эксплуатации.

В 60 - 70-е годы XX века в нашей стране по проблеме электродвижения выполнен ряд серьезных исследований. Исследования охватили как реально существующую элементную базу [2], так и элементную базу, создание которой ожидалось в обозримой перспективе: униполярные электрические машины с жидкометаллическим токосъемом [3], синхронные генераторы и двигатели со сверхпроводниковыми обмотками возбуждения [4], электрогидроре-активные движители (ЭГРД) и МГД-генераторы [5], термоэлектрические генераторы, вентильные каскадные и контр-роторные двигатели, многостатор-ные двигатели и ряд других.

Технические решения в ЭЭС и ЭТК кораблей отечественного флота всегда находились на уровне мировых, в чем исключительная заслуга ученых и специалистов ВМФ и промышленности, среди которых имена A.A. Азовцева, Г.Я. Альтшулера, Ю.Б. Бабанского, Д.В. Вилесова, А.И. Глебова, Г.А. Жемчугова, С.П. Каткова, Г.И. Китаенко, H.A. Лазаревского, К.В. Недялкова, И.А. Рябинина, Ю.В. Скачкова, Г.Ф. Супруна, Д.А. Скороходова, В.А. Терешонкова, JI.H. Токарева, В.В.Шейниховича, П.И. Щербинина, Г.С. Ясакова и многих других.

Развитие корабельного электрооборудования направлено на повышение его надежности, живучести, снижение электро- и взрывопожароопасно-сти, увеличение срока службы, улучшение виброакустических характеристик (ВАХ). Проблема повышения эффективности функционирования ЭТК требует постоянного развития всех технических систем ПЛ, роста их энерговооруженности при ограниченных возможностях источников электропитания. Это обостряет проблемы экономии и рационального использования энергоресурсов автономных ЭЭС.

Электроэнергетические системы дизельных и дизель-электрических ПЛ (ДЭПЛ) создаются, как правило, на постоянном токе, что обусловлено использованием при подводном ходе такого источника электроэнергии, как аккумуляторная батарея (АБ). Исторически сложилось так, что вместо электростанции на ПЛ распространены подсистемы или секции правого и левого бортов. Особенностями таких систем являются развитая система электродвижения (СЭД) и меньшее по сравнению с надводными кораблями число потребителей и ступеней распределения. При использовании в ЭЭС подсистем переменного тока вследствие обязательного наличия АБ или другого источника постоянного тока возникает необходимость в электромашинных или статических обратимых преобразователях для связи этих подсистем.

В результате на ПЛ из-за большого количества разнородных потребителей и сетей переменного и постоянного тока организовано многократное преобразование электроэнергии. Общий КПД цепочки преобразования составляет не более 50.60%. Исходя из изложенного, на перспективной ПЛ максимально возможное количество потребителей электроэнергии должно получать ее непосредственно от основной силовой сети постоянного тока. В таком случае снижение потребления электроэнергии может составить до 25% от суммарной мощности, потребляемой в режиме экономического хода.

Обобщая состояние исследований по проблеме электродвижения атомных подводных лодок (АЛЛ) на начало 80-х годов, можно отметить следующее:

- надежды на внедрение на АЛЛ явления сверхпроводимости, источников прямого преобразования энергии, МГД-преобразователей, ЭГРД и униполярных машин оказались не реальными;

- создание мощных ГЭД на базе контрроторных и многостаторных электрических машин было принципиально возможно, но нецелесообразно ввиду присущих им недостатков сугубо технологического (для первых) и энергетического (для вторых) характеров;

- применение асинхронных и синхронных двигателей в качестве главных ГЭД АЛЛ было технически возможно, но проблематично в силу имеющихся ограничений по частоте вращения гребного винта и массогабаритных характеристик (MTX) самих двигателей;

- использование вентильных двигателей большой мощности в качестве ГЭД позволяло уложиться в массогабаритные ограничения, обеспечить достаточно низкие частоты вращения гребного винта в режиме полного хода и широкий диапазон регулирования, но ограничивалось возможностями силовой полупроводниковой техники.

К началу 80-х годов отечественным подводным кораблестроением накоплен опыт создания, а специалистами ВМФ - опыт эксплуатации ПЛ с атомной энергетикой. Анализ этого опыта приводил к следующим выводам:

- по уровню подводного шума, следовательно, и скрытности действия наши подводные лодки уступали АЛЛ вероятного противника;

- повышение скрытности и, прежде всего акустической, отечественных АЛЛ возможно только путем комплексной программы снижения виброактивности всего оборудования, как мощных ГЭУ, так и вспомогательных, использованием блочной компоновки и пересмотром подходов к проектированию и оценке эффективности самих ГЭУ.

Первые оценки эффективности ГЭУ с позиций системного подхода, и комплексных критериев типа «стоимость-эффективность» [9,10], показали, что переход на полное электродвижение возможен и перспективен.

Разработка полностью управляемых полупроводниковых приборов ЮВТ в сочетании с освоением производства высокоэнергетических постоянных магнитов и фантастическими успехами микроэлектроники кардинально продвинули исследования в области вентильных преобразователей энергии и сделали возможным создание мощных (10.20 МВт), экономичных (КПД=0,9.0,95) и малошумных ГЭД на базе вентильных машин синхронного типа и на их основе мощных СЭД переменного и постоянного тока.

Поэтому, одним из перспективных направлений для систем электродвижения являются вентильные синхронные машины с возбуждением на основе постоянных магнитов, которые удовлетворяют повышенным требованиям к массогабаритным параметрам, эффективности, виброшумовым характеристикам, надежности, электромагнитной совместимости. Они позволяют обеспечивать все требуемые режимы движения: пуск, ход, реверс, торможение во всем диапазоне скоростей, сохраняя при этом высокий КПД.

Другим перспективным направлением в области регулируемого электропривода являются вентилъно-индукторные электроприводы. В сравнении с вентильными синхронными двигателями с электромагнитным возбуждением или возбуждением от постоянных магнитов индукторные двигатели (ИД) конструктивно проще и надежнее, стоимость их существенно ниже. По основным рабочим характеристикам ИД не уступают высокоэффективным вентильным двигателям с постоянными магнитами. Отмечается повышенная надежность силового инвертора ИД, которая обусловлена схемными решениями, исключающими возможность сквозных коротких замыканий в инверторе.

Построение современных корабельных СЭД на базе вентильных машин синхронного типа невозможно без разработки расчетного обеспечения для проектирования и необходимой экспериментальной базы для натурных испытаний. Поэтому тема диссертационной работы, решающей проблемы создания корабельных СЭД, удовлетворяющих комплексу современных требований по ВАХ и энергетическим показателям, является актуальной.

Объекты исследований.

Корабельные СЭД на базе вентильных машин, а также средства их электропитания, автоматизации и управления.

Цель работы и задачи исследований.

Целью работы является разработка и исследование всережимной СЭД на базе бесконтактных вентильных индукторных двигателей для ПЛ.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач:

1. Анализ вариантов конструктивного выполнения ГЭУ на базе вентильных машин (синхронного с постоянными магнитами (ПМ) и индукторного ГЭД). Оценка их технических характеристик и перспектив использования в ГЭУ нового поколения.

2. Разработка методики функционального проектирования ГЭД на базе вентильно-индукторных машин (ВИМ) с использованием усовершенствованных имитационных моделей. Выработка рекомендаций по проектированию и применению ВИМ в качестве ГЭД.

3. Разработка конструкций ГЭД на базе ВИМ, совершенствование алгоритмов управления и оптимизация конструктивных параметров с целью удовлетворения высоким требованиям по ВШХ и КПД.

4. Разработка новых подходов к построению и реализации СЭД с ВИМ.

5. Анализ и сравнительная оценка перспективных схем ЭЭС с ВИМ.

6. Обоснование обобщенной структуры, разработка унифицированных конструкций силовых преобразователей и микропроцессорных систем управления СЭД различной мощности.

7. Разработка макетного образца индукторного ГЭД мощностью 500 кВт и проведение необходимых испытаний для определения его технических характеристик и оценки перспектив его использования в качестве ГЭД.

Использование микропроцессорных систем управления повышает эффективность, надежность и качество функционирования СЭД подводных лодок нового поколения.

Методы исследований.

В работе использовались теория электромеханического преобразования энергии и управления электротехническими системами, методы математического и физического моделирования. Анализ электромагнитных процессов и выходных характеристик ГЭД на базе ВИМ выполнен на основе комбинированного подхода, сочетающего теорию поля и теорию цепей. Для расчета магнитных полей применен метод конечных элементов (МКЭ). В связи со сложным характером взаимных связей между электрическими и магнитными параметрами исследование переходных процессов и расчет характеристик произведены численными методами на ЭВМ по методу мгновенных значений. В работе использовались расчетно-экспериментальные методы, исследование макетов в лабораториях и опытных образцов на натурных стендах.

Научная новизна.

1. Предложены новые конструктивные исполнения многофазных ВИМ большой мощности, удовлетворяющих требованиям гребных установок и обладающих улучшенными MTX и ВАХ.

2. Разработаны методы и алгоритмы управления ВИЛ, обеспечивающие всережимность работы СЭД.

3. На основе оптимизационных расчетов получены рекомендации по выбору дискретных параметров и геометрических размеров, позволяющие получить требуемые энергетические показатели, а также достичь низких пульсаций момента ВИМ большой мощности.

4. Обоснованы технические решения по созданию систем управления тихоходных безредукторных гребных ВИЛ мощностью от 1,4 до 37 МВт, обеспечивающих высокий уровень надежности работы и тактико-технические характеристики новых ПЛ.

5. Предложена структура перспективной СЭД на базе ВИМ с основной сетью постоянного тока 1000 В и статическими полупроводниковыми преобразователями, обеспечивающими двунаправленное преобразование электроэнергии для связи с сетями постоянного тока 200. .330 В и переменного тока 380 В.

6. Математическая модель СЭД на базе ВИМ, позволяющая выполнять моделирование динамических режимов.

7. Структура и законы управления макетным образцом ВИМ-500, обеспечивающие всережимность работы СЭД, и их апробация в процессе натурных испытаний.

Основные научные результаты и положения, выносимые на защиту;

1. Результаты анализа и оценки технических характеристик, а также выводы о перспективности использования в ГЭУ нового поколения ГЭД на базе синхронных машин с ПМ и индукторного типа.

2. Принципы построения ВИМ большой мощности, удовлетворяющих требованиям гребных установок и обладающих улучшенными MTX и ВАХ.

3. Результаты оптимизационных расчетов и рекомендации по выбору дискретных параметров, геометрических размеров и удельных показателей ВИМ большой мощности, а также синтеза геометрии зубцовой зоны с низкими пульсациями момента.

4. Подход и методика предварительной оценки и обоснование технических решений по созданию систем управления тихоходных безредукторных гребных ВИП мощностью от 1,4 до 37 МВт, подтверждающие высокую надежность работы и тактико-технические характеристики новых ПЛ.

5. Структура перспективной СЭД на базе ВИМ с основной сетью постоянного тока 1000 В и статическими полупроводниковыми преобразователями, обеспечивающими двунаправленное преобразование электроэнергии для связи с сетями постоянного тока 200.330 В и переменного тока 380 В.

6. Методы и алгоритмы управления СЭД, обеспечивающие всере-жимность её работы.

7. Математическая модель СЭД на базе ВИМ и результаты моделирования в различных режимах работы.

8. Макетный образец СЭД на базе ВИМ-500, структура и законы управления испытательного стенда, результаты натурных испытаний макетного образца.

Практическая значимость работы и реализация.

1. Разработаны усовершенствованные алгоритмы и программное обеспечение для моделирования и проектирования ВИМ большой мощности для корабельных СЭД.

2. Выработаны рекомендации по оптимальному с точки зрения КПД и пульсаций момента выбору геометрии зубцовой зоны, размеров магнитной системы и параметров управления ВИМ.

3. Разработаны структуры блоков управления для питания фазных обмоток ВИМ системы электродвижения, снабженные фильтрами импульсных коммутационных перенапряжений (ИКП) и радиопомех.

4. Разработанная СЭД позволяет исключить из состава энергосистемы последовательно-параллельное переключение бортов, являющееся основным источником ИКП.

5. Разработан и изготовлен макетный образец СЭД ВИП-500 для проведения испытаний для экспериментального обоснования возможности и целесообразности использования ВИМ в СЭД нового поколения.

На основе теоретических положений, обоснованных в диссертации, выполнены и внедрены в практику следующие разработки:

1. На опытном производстве ФГУП ПКП «ИРИС» и в кооперации с ЮРГТУ (НПИ), Сафоновским электромашиностроительным заводом (ОАО «СЭЗ»), ИБП РАН, ООО «НПП «Цикл+», НПФ «Вектор» изготовлены 2 опытных образца двигателей мощностью 500 кВт и 14 силовых блоков общей мощностью 14 МВт.

Разработки автора и изготовленные с их использованием ВИП для вспомогательных механизмов различного назначения и статические преобразователи мощностью от 1,1 до 32,5 кВт, которые успешно эксплуатируются на новой ДЭПЛ, а также на кораблях индийских и китайских ВМФ, создали условия для реализации СЭД на базе ВИМ для ВМФ России, имеющей также высокий экспортный потенциал.

2. Создан компьютеризированный испытательный стенд для определения параметров привода, виброакустических и энергетических испытаний, отработки алгоритмов управления.

3. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре «Электропривод и автоматика» ЮРГТУ (НПИ) при подготовке инженеров по специальности «Электрооборудование и автоматика судов».

Достоверность полученных автором результатов подтверждается:

- корректным применением принципов и методов математического моделирования;

- согласованностью теоретических положений и результатов расчета с данными, полученными при натурных экспериментах, а также с результатами расчетов других авторов, приведенными в литературе;

- сертификатами типа средств измерения военного назначения и соответствия требованиям технических условий, выданными 32 ЦНИИ МО РФ и ЦНИИ им. Крылова на продукцию, испытательное оборудование и методы испытаний;

Апробация работы.

Результаты работы докладывалась и обсуждалась на:

- VI Международной научно-технической конференции в ЦНИИ СЭТ, С.-Петербург, 12-15.05.98;

- III Международной конференции по электромеханике и электротехнологии (МКЭЭ-98), г. Клязьма, 14-18.09.98;

- Всероссийском электротехническом конгрессе с международным участием ВЭЛК-99, г. Суздаль, 1999;

- Заседании технического совета ЦКБ МТ «Рубин» 27.10.98;

- Third international symposium AES 2000 (Ail Electric Ship), Paris, 2627.10.2000;

- VII Международной научно-технической конференции в ЦНИИ СЭТ, С-Петербург, 12-15.09.2000;

- XXII сессии семинара «Кибернетика электрических систем», г. Новочеркасск, 25-27.09.2000;

- Научно-практической конференции «Транспортный электропривод 2001», Петродворец, 26-28.09.01;

- Межотраслевом научно-техническом семинаре «Силовая электроника в бортовых системах электроснабжения и электроприводах», г. Ростов-на-Дону, 23.10.03;

- Семинарах в Военно-Морской академии им. адмирала Н.Г. Кузнецова в ноябре 2000,2002 гг. и 07.12.04;

- Межотраслевом научно-техническом семинаре «Силовая электроника корабельных электротехнических комплексов», г. Новочеркасск, 21-22. 05.05.

Работа обсуждена и получила одобрение на заседаниях кафедры «Теоретических основ электротехники» ЮРГТУ (НПИ) и расширенном НТС ФГУП ПКП «ИРИС» (г. Новочеркасск) в 2006 г.

Публикации. Основные научные результаты работы опубликованы в 68 научных работах, в том числе: в статьях в журналах «Электричество», «Изв. вузов. Электромеханика», «Chip News», «Судостроение», «Электрическое питание», авторских свидетельствах и патентах на изобретения, запатентованных полезных моделях и программах, трудах научно-технических конференций и в сборниках научно-технических трудов.

выводы

1. Рассмотрены методы испытания электрических машин в различных режимах работы и структуры испытательного оборудования. Разработана функциональная схема испытательного стенда СЭД. Выбран вариант по методу взаимной нагрузки с параллельным подключением источника в качестве которого используется индукционный фазорегулятор и неуправляемый выпрямитель, что значительно снижает установленную мощность оборудования и затраты энергии на испытания.

2. Выполнено моделирование ВИМ-500 в двигательном и генераторном режимах. Произведены расчеты восемнадцати вариантов зубцовых зон статора и ротора, проведена оптимизация по MTX, КПД, пульсациям момента и выбран однопакетный вариант в девятифазном исполнении.

3. Разработаны и изготовлены два макетных образца ВИМ с традиционной конструкцией магнитной системы номинальной мощностью 500 кВт при частоте вращения 1000 об/мин для проверки расчётных методик и принятых конструктивных решений. Этот ИД может служить макетом для подтверждения основных режимов работы в системах резервного электродвижения и обеспечит при 750 об/мин мощность 375 кВт. Идентичность ВИМ и силовых преобразователей обеспечивает полную обратимость силовой схемы - любая машина испытывается в двигательном и в генераторном режимах.

4. Разработаны схемы замещения СЭД на базе ВИД, существенно упрощающие анализ статических режимов работы СЭД. Определены зависимости момента и тока в относительных единицах от отношения Х= cAJ сг, изменением которого регулируется взаимная нагрузка двигателя и генератора. Реализация полученных законов управления при взаимном нагружении ВИМ зависит от выбранной структуры СУ и управляющих воздействий. В простейшем варианте основным управляющим воздействием выбирается угол включения фазы при неизменности остальных интервалов формируемого напряжения фазы.

5. За основу выбраны схемотехнические и конструктивные решения преобразователя для ГЭД-13.

6. Сопоставление экспериментальных и расчетных параметров ВИМ-500 подтвердило адекватность использованной на этапе проектирования математической модели ВИМ. Наибольшие отклонения между экспериментальными и расчетными кривыми индуктивности фазы наблюдаются при рассогласованном положении зубцов, но они не превышают 2,5% от максимального значения индуктивности. Достаточно близкое совпадение экспериментальных и расчетных кривых ^тах и 4min свидетельствует о том, что заложенные в расчет данные номинального режима обеспечатся при должных управляющих воздействиях и надлежащей организации СУ.

7. Экспериментально обнаружено монотонное возрастание, а затем убывание значений максимумов индуктивности, что можно объяснить неравномерностью воздушного зазора, связанной с погрешностями изготовления и монтажа узлов ВИМ, однако эти отклонения не превышают 1,5% от среднего значения.

8. Предложена методика обработки экспериментальных осциллограмм напряжения и тока фазы для оценки стабильности работы СУ, получить оценки энергетических показателей ВИМ в различных режимах работы. Установлено, что для номинальной нагрузки при п = 200 об/мин КПД ВИД составляет 96,7%, что хорошо согласуется с расчетными данными (97%). При этом /Гэмп = 0,71, а% = 0,98.

9. Экспериментальные характеристики холостого хода и нагрузочные характеристики при Um ~ 170 В, п «200 об/мин показывают, что исследуемый электропривод устойчиво работает в диапазоне частот вращения 200.850 об/мин и диапазоне изменения нагрузки 10. 100% как в двигательном, так и в генераторном режиме. КПД электропривода с учетом потерь в преобразователе и в соединительных проводах находится на уровне 92% в диапазоне изменения нагрузки 40. 100% и снижается до 87% при уменьшении нагрузки до 10%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Создание ГШ нового поколения с перспективными СЭД и корабельных электротехнических комплексов, содержащих энергонасыщенные электромеханические и полупроводниковые преобразователи определяет необходимость выполнения комплексных исследований динамических процессов во взаимосвязанных системах различной физической природы, создания методов автоматизированного проектирования электрооборудования, решения вопросов энергосбережения и электромагнитной совместимости устройств в автономных ЭЭС соизмеримой мощности.

Представленная диссертационная работа направлена на дальнейшее развитие теории, принципов построения и реализации локальных и комплексных математических и компьютерных моделей, позволяющих на ранних стадиях создания новых корабельных СЭД выполнять вариантные исследования и проектирование схем и оборудования, оценивать влияние параметров и принятых технических решений на технико-экономические, эксплуатационные и оперативно-тактические показатели ПЛ.

В результате выполнения диссертационной работы получены новые научные результаты, предложены рекомендации и технические решения, позволяющие комплексно решить проблему проектирования, исследования, реализации и внедрения корабельных СЭД для ПЛ нового поколения с учётом обеспечения их боевой эффективности, живучести и стойкости к поражающим факторам. При решении этой научно-технической проблемы, имеющей важное народно-хозяйственное и оборонное значение, получены следующие основные результаты и выводы:

1. Обзор публикаций позволяет сделать вывод о том, что в нашей стране и за рубежом ведутся интенсивные работы по созданию ВИП различного назначения, в том числе для обеспечения электродвижения судов.

2. Сопоставительный анализ различных вариантов исполнения гребного двигателя для заказа в соответствии с БЛИЦ.61.028-2005 показал, что разработка и исследование малошумных ВИЛ с высоким КПД, улучшенными ВШХ и малыми габаритами является перспективным направлением.

Предложены новые конструктивные исполнения многофазных ВИД большой мощности, удовлетворяющих требованиям гребных установок и обладающих улучшенными MTX и ВАХ.

3. В результате сравнения различных конструктивных исполнений гребного ВИД предпочтение следует отдать двигателю обычного исполнения с водяным охлаждением, который удовлетворяет всем Требованиям ТЗ БЛИЦ.61.028-2005.

4. Обоснованы технические решения по созданию систем управления тихоходных безредукторных гребных ВИП мощностью от 1,4 до 37 МВт, обеспечивающих высокий уровень надежности работы и тактико-технические характеристики новых ПЛ.

5. Предложена структура перспективной СЭД на базе ВИМ с основной сетью постоянного тока 1000 В и статическими полупроводниковыми преобразователями, обеспечивающими двунаправленное преобразование электроэнергии для связи с сетями постоянного тока 200.330 В и переменного тока 380 В.

Разработаны методы и алгоритмы управления ВИП, обеспечивающие всережимность её работы.

6. Современный уровень развития силовой и управляющей электроники позволяет реализовать практически любое требуемое преобразование электрической энергии для обеспечения питания мощных гребных СЭД с обеспечением высоких энергетических показателей ЭЭС в целом.

7. Высокий уровень унификации элементов системы позволяет обеспечить высокую ремонтопригодность силовых блоков СЭД.

8. Испытания разработанного и изготовленного макетного образца ИД-500 кВт подтверждают правильность выбранных конструктивных решений, методов проектирования и управления.

9. В совокупности результаты работы представляют теоретическое обобщение и решение важной научно-технической проблемы - повышение технического уровня и эффективности работы корабельных СЭД улучшением их технических характеристик и расширением функциональных возможностей. Внедрение предложенных методов проектирования позволит реализовать энергосберегающие технологии, улучшить MTX, повысить качество, надёжность и технический ресурс корабельных СЭД ПЛ нового поколения, что вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса и обороноспособность страны.

1. Ясаков Г.С. Корабельные электроэнергетические системы. Часть 1. -С.-Пб.: Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова. 1999. - 640 с.

2. Малошумная гребная электрическая установка. Кораблестроение, 1967, №3-4.

3. Бертинов A.M., Алиевскии Б.Л. и др. Униполярные электрические машины с жидкометаллическим токосъемом. М., «Энергия», 1966.

4. Бертинов А.И. Магнитное поле сверхпроводниковой синхронной машины с экраном. М., «Энергетика и транспорт» №6,1971.

5. Азовуев A.A., Васильев Б.С., Лейкин B.C. Проектирование и использование модели подводной лодки с электромагнитным движителем. «Судостроение за рубежом» №1,1970.

6. Прогноз развития средств вооруженной борьбы на морских и океанских ТВД в основных странах НАТО до 1986 года. М.: ЦИВТИ МО СССР.-Вып.293, часть 1,1973.

7. Прогноз развития средств вооруженной борьбы на морских и океанских ТВД в основных странах НАТО до 1986 года. М.: ЦИВТИ МО СССР. -Вып.314,1974.

8. Загоскин Г. А. Исследование влияния характеристик ПТУ на боеспособность АПЛ и разработка методики комплексной количественной оценки эффективности этих установок (диссертационная работа). Л.: в/ч 27177,1974.

9. Исследование вопросов применения систем электродвижения на атомных подводных лодках (отчет по НИР-3608). Л.: BMA, 1976. (Р-0085307.)

10. Кучинский В.Г., Прасолин А.П., Шишкин Д.Ю. Системы электродвижения на основе вентильных двигателей. Электроэнергетические системы. Выпуск 12. ФГУП «ЦКБ МТ «Рубин». 2000. с. 44-53.

11. Богомолов B.C. Гребные электрические установки: теория и эксплуатация. Учебное пособие для вузов. Калининград: Калининградское кн. изд-во, 1998.-223 с.

12. Гребные электрические установки: Справочник/ Е.Б.Айзенштадт, Ю.М.Гилерович, Б.А.Горбунов, В.В.Сержантов. 2-е изд., перераб. и доп. -Л.: Судостроение, 1985.-304 с.

13. Рукавишников С.Б., Богомолов B.C. Гребные электрические установки неизменного тока. Калининград : Калининградское кн. изд-во, 1972. -36 с.

14. Полонский В.И., Хайкин А.Б. Электроходы и перспективы их развития. JL: Судпромгиз, 1960. - 550 с.

15. Хайкин А.Б. Современные и перспективные электроходы. J1.: Судостроение, 1969. - 400 с.

16. Хайкин А.Б., Васильев В.Н, Полонский В.И. Автоматизированные гребные электрические установки. М.: Транспорт, 1986. - 424 с.

17. Гребные электрические установки переменно-постоянного тока // Колтовой А.Ф., Левин А.М., Малишевский В.Е. и др. Л.: Судостроение, 1977.-248 с.

18. Сверхпроводящие машины и устройства: Пер. с англ. /Под ред. С.Фонера, Б.Шварца. -М.: Мир, 1977. 764 с.

19. Гилерович Ю.М., Смирнова H.H. Сверхпроводниковые электрические машины постоянного тока для судовых электроэнергетических систем. Судостроение за рубежом, 1987, № 11. - С. 17-31.

20. Зенкевич В.Б. и др. Сверхпроводники в судовой технике. Л.: Судостроение, 1971.-256 с.

21. Баранов А.П. Судовые системы электродвижения с генераторами прямого преобразования теплоты. Л.: Судостроение, 1991. - 232 с.

22. Максимов Ю.И. Новые источники и преобразователи электрической энергии на судах. -М.: Транспорт, 1988 174 с.

23. Ehrhart Р., Sozzi L. Технология MM и ее применение в судовых генераторах и двигателях. Developing Benefits for Maritime Applications, 29-30 sept. 1998, Session 5, Paper II.

24. Radaelli M., Sozzi L., Ehrhart P. Novel Technologies with PM-machines for ship Propulsion. -1 International Symposium and Exhibition Civil or Military All ElectricShip, Paris, March 1997.

25. Ericsen T., Hingorani N., Khersonsky Y Power Electronics and Future Marine Electrical Systems. -IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 42, No. 1,200в, PP. 155- 163.

26. Применение реактивных индукторных двигателей на перспективном ЭПС/ Щербаков В.Г., Колпахчьян Г.И., Хоменко Б.И. и др.// Электровозостроение: Сб. науч. тр. Т. 40, Новочеркасск:/Всерос. н.и. и проектно-констр. ин-т электровозостроения, 1998. - с. 45-57.

27. Колпахчьян Г.И., Захаров В.И. Электроприводы перспективного подвижного составаЛ Электровозостроение: Сб. науч. тр. Т. 45, Новочер-касск:/Всерос. н.и. и проектно-констр. ин-т электровозостроения, 2002. - с. 8292.

28. Ильинский Н.Ф. Перспективы применения вентильно-индукторного электропривода в современных технологиях// Электротехника. 1997. -№2. -С. 1-3.

29. Садовский Л. А., Виноградов В. Л. Электродвигатели с переменным магнитным сопротивлением для современного регулируемого ЭП //Электротехника. 2000. №2. С. 54 - 59.

30. Перспектива применения вентильно-индукторного привода для автоматизации вращательно-падающей системы бурового станка/ В.Н. Остриров, Ю.Т. Бурыкин, К.С. Жаров, А.Г. Курдюмов// Электротехника. 1997. - №2 -С.3-7.

31. Тяговый индукторный двигатель для электропоезда/ Захаров В.И, Пав-люков В.М., и др.// «Состояние и перспективы развития электроподвижного состава»: 2-я Международная научн.-техн. конф. Новочеркасск, 1997 - с. 183-184.

32. Захаров В.И., Сорин Л.Н., Щербаков В.Г. Индукторные двигатели для тягового электропривода электроподвижного состава.// Электровозостроение: Сб. науч. тр. Т.44, Новочеркасск:/Всерос. н.и. и проектно-констр. ин-т электровозостроения, 2002. - с. 24-31.

33. Пахомин С.А. Электротехнические системы с реактивными индукторными двигателями. Вопросы проектирования и управления: Дис. на соискание ученой степени докт. техн. наук. Новочеркасск, 2001. - 341 с.

34. Сорин Л.Н. Индукторные тяговые и вспомогательные электроприводы для перспективного ЭП С.// Электровозостроение: Сб. науч. тр. Т. 38, Новочеркасск:/Всерос. н.и. и проектно-констр. ин-т электровозостроения, 2002. с. 1724.

35. Глухенький Т.Г. Разработка и исследование бездатчиковых систем управления вентильно-индукторными электродвигателями: Дисс. . канд. техн. наук. Чебоксары, 2003. - 140 с.

36. Ehsani М, Fahimi В. Elimination of Position Sensors in Switched Reluctance Motor Drives: State of the Art and Future Trends. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 49, No. 1, February 2002.

37. Gallegos-Lopez G. A New Sensorless Low-cost Methods for Switched Reluctance Motor Drives // University of Glasgow SPEED Laboratory. - August 30,1997 (Обзор).

38. Saha S., Ochiai K., Kosaka Т., Matsui N. and Takeda Y. Developing sensorless approach for switched reluctance motors from a new analytical model / in Corf. Rec. IEEE-IAS Annu. Meeting, Vol. 1, 1999, PP. 525-532.

39. Visinka R. Бездатчиковое управление вентильно-индукторным двигателем с использованием устройства DSP6FS0\ фирмы Motorola. Привод и управление, 2001, № 6(10).

40. Mills R.D. Numerical solutions of the viscous flow equations for a class of closed flows. J. Roy. Aeronaut. Soc., 1965, v. 69, № 658, p. 714-718.

41. Лебедев Н.И., Гандшу B.M., Явдошак Я.И. Вентильные электрические машины. СПб.-М.: Наука, 1996. -с . 352.

42. Лебедев А.Н. Формирование тяговой механической характеристики вентильного двигателя с постоянными магнитами. //Электротехника. 1988-№2.-С.41-45.

43. Лебедев А.Н. Регулирование тягового вентильного двигателя с постоянными магнитами. М-: Информэлектро, 1986.

44. Лебедев Н.И. Электрические и конструктивные схемы мощных вентильных двигателей. Вентильные электродвигатели.- Л.: ВНИИэлектромаш, 1981.-С. 95-108.

45. Токарев Б.Ф. Электрические машины М.: Энергоатомиздат, 1990.

46. Бычков М. Г. Основы теории, управление и проектирование вентильно-индукторного электропривода: Дисс. на соискание ученой степени д-ра техн. на-ук.-М.: 1999.-354 с.

47. Byrne J. V, Lacy J. G. Electrodynamic System Comprising a Variable Reluctance Machine//British Patent No. 1321110,1973.

48. Byrne J. V. Tangential Forces Overlapped Pole Geometries Incorporating Ideally Saturable Materials//IEEE Trans. On Magnetics, Mag-8,1972, No. \.-p.9.

49. Byrne J. V, O'Dwyer J.B. Saturable Variable Reluctance Machine Simulation Using Expotential Function!I Proc. Of International Conference on Stepping Motors and Systems. Leeds. England. 1976, -P .11-16.

50. LawrensonP. and al. Variable-Speed SRM. IEEE Proc., Vol.Yll, NoA, July 1980.

51. Lawrenson P.J. et al. «Controlled-speed switched-reluctance motors: Present status andfuture potencial» Drives/Motors/Controls, 1982.

52. Lawrenson P. J. Brief Status Review of Switched Reluctance Drives. EPE Journal, Vol.2, No3, Oct. 1992,p. 133-144.

53. Miller T.J.E. Brushless Permament Magnet and Reluctance Motor Drives Oxford Science Press, 1989.

54. Miller T.J.E. Switched Reluctance Motors and Their Control. Oxford: Magna Physics Publishing and Clarendon Press, 1993. - 205 p.

55. Осидач Ю.В., Ткачук В.И. Особенности работы и выбора геометрических размеров вентильного реактивного двигателя в режиме самокоммутации// Вестник Львовского политехнического института. 1982.-№ 159. - С. 104-107.

56. Осидач Ю.В., Поличко В.В., Ткачук В.И. Математическая модель вентильного реактивного двигателя// Электромеханика. -1985. № 6. - С.43-48.

57. Гаинцев Ю.В. Новый экономичный регулируемый привод на основе управляемого реактивного двигателя// Регулируемые электродвигатели переменного тока: Материалы Всесоюз. науч.-техн. совещания. Владимир, ВНИПТИ-ЭМ, 1988-С. 72-86.

58. Жуловян В.В., Ким Т.Д., Панарин А.Н. Вентильный индукторный двигатель в системе электропривода. Автоматизированный электропривод/ Под общ. ред. Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова. М.: Энергоатомиздат, 1990. -С. 405-408.

59. Рубцов В.П. Анализ перспективности разработки и применения вен-тильно-индукторного элекгропривода.//Тез. докл. научно-технического семинара «Вентильно-индукторный электропривод проблемы развития и перспективы применения» - М.: МЭИ, 1996.

60. Ильинский Н.Ф. Вентильно-индукторные машины в современном электроприводе// Тез. докл. Научно-технического семинара «Вентильно-индукторный электропривод проблемы развития и перспективы применения» -М.: МЭИ. -1996.

61. Miller Т. J. Е. Optimal Design of Switched Reluctance Motors. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 49, No. 1, February 2002. -p.p. 15-27.

62. Фисенко В.Г., Попов A.H. Проектирование вентильных индукторных двигателей. М.: Издательство МЭИ, 2005. - 56 с.

63. Ширинский С.В. Анализ электрических цепей с электронными компонентами. М.: Издательство МЭИ, 2002. - 32 с.

64. Фисенко В.Г. Численные расчеты электромагнитных полей в электрических машинах на основе метода конечных элементов. М.: Издательство МЭИ, 2002. - 44 с.

65. Бычков М.Г. Элементы теории вентильно-индукторного электропривода// Электричество, 1997, № 8. С. 35-44.

66. Бут Д.А., Чернова Е.Н. Линейные вентильно-индукторные двигатели. Часть 1 // Электричество, 1999, № 12. С. 32-41.

67. Кузнецов В.А., Кузьмичев В.А. Вентильно-индукторные двигатели. М.: Издательство МЭИ, 2002.

68. Проектирование вентильно-индукторных машин общепромышленного назначения / Ильинский Н.Ф., Штайнбрунн Й., Прудникова Ю.И.и др. // Вестник МЭИ, 2004, № 1. С. 37 - 43..

69. Бычков М.Г. Анализ вентильно-индукторного электропривода с учетом локального насыщения магнитной системы // Электричество, 1998, №6. С. 50-53.

70. Голландцев Ю.А. Вентильные индукторно-реактивные двигатели. -СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2003. - 148 с.

71. Бычков М.Г. Алгоритм проектирования вентильно-индукторного привода и его компьютерная реализация. // Электротехника, 1997, № 2. -С. 11-12.

72. Птах Г.К. Развитие методов расчета электромагнитных процессов в электромеханических системах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Новочеркасск, 2003.

73. Дроздов П.А. Разработка новых алгоритмов управления вентильно-индукторных электроприводов: Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук.-М.: 2002.-120 с.

74. Анучин А.С. Разработка системы управления многофазного вентильно-индукторного привода с промежуточным регулируемым звеном постоянного тока / Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. Москва, 2004 г.

75. Крайнов Д.В. Вентильно-индукторный электропривод алгоритмы и микропроцессорные системы управления: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук Новочеркасск, 2001 г.

76. Киреев А.В. Разработка алгоритмов эффективного управления тяговым вентильно-индукторным электроприводом электропоезда: Дис. канд. техн. наук -Новочеркасск, 2004 г., 187 с.

77. Уткин С.Ю. Разработка электронных коммутаторов вентильно-индукторных электроприводов широкого применения: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. Москва, 2002 г.

78. Красовский А.Б., Бычков М.Г. Исследование пульсаций момента в вен-тильно-индукторном электроприводе.// Электричество. 2001, № 0, с. 33-43.

79. Пахомин С.А. О пульсациях электромагнитного момента в трехфазном индукторном двигателе.// Электромеханика. 2000, №3, с. 34-37.

80. Режимы работы тягового электропривода рудничного электровоза с трехфазным индукторным двигателем./ Л.Ф. Коломейцев, И.А. Прокопец, С.А. Пахомин, и др.// Изв. Вузов. Электромеханика. 2002, №2, с. 18-22.

81. Пахомин С.А., Киреев А.В. Пульсации момента тягового реактивного индукторного двигателя в режиме ограничения тока.//Изв. вузов. Электромеханика, 2004, №1, с.25-28

82. Реактивный индукторный двигатель с пониженным акустическим шумом / Патент 2202143, РФ, МПК Н02К 19/10. Общество с ограниченной ответственностью «Научно- производственное предприятие «Эметрон». Заявл. 01.08.2000

83. Постников С.Г. Разработка и исследование электропривода на базе индукторного двигателя с независимым возбуждением / Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. М.: 2002.

84. Коломейцев Л.Ф., Квятковский И.А., Пахомин С.А., Реднов Ф.А. Оптимизация реактивного индукторного двигателя с автономным электропитанием // Известия вузов. Электромеханика. -1999, №2. С. 12-15.

85. Гаинцев Ю.В. Еще раз о вентильно-индукторном электроприводе //Электротехника. -1998. -№ 6. -С.25-2 7.

86. Variable Reluctance Rotor Structures Their Influence on Torque Production/Rex M.Davis//IEEE Transactions on Industrial Electronics, 1992 April. -Vol. 39. -No. 2,-/7.168-174

87. A new energy optimizing control strategy for switched reluctance motors/ Kjaer P.C., Nielsen P., Andersen L., Blaabjerg FJ IEEE Transactions On Industry 1995.-Vol. 31.-No5. -/?. 1088-1095. .

88. Бут Д. А., Чернова E.H. Линейные вентильно-индукторные двигатели// Часть 1. Электричество. -1999. -№ 12. - С.32-42.

89. Бут ДА., Чернова Е.Н. Линейные вентильно-индукторные двигатели// Часть 2. Электричество. - 2000. -№ 1. - С.39-45.

90. Бут Д.А. Модификации вентильно-индукторных двигателей и особенности их расчетных моделей// Электричество. - 2000. -JV° 7. -С.34-44.

91. Чернова Е.Н. Приближенная математическая модель вентильно-индукторного двигателя. Тез. Докл. Конф. ЭКАО-99. -М.: Изд-во МЭИ, 1999.

92. Петрушин А.Д. Вентильно-индукторный привод: опыт разработки и внедрения// Приводная техника. 1998. - JVb 2. -С. 12-13.

93. Хашимов А.А., Петрушин А.Д. Энергосберегающие системы автоматизированного электропривода переменного тока. Тезисы докладов к первой международной конференции по автоматизированному электроприводу, г. Санкт-Петербург, 1995г.

94. Петрушин А.Д. Янов В.П., Смачный Ю.П. Применение метода Нью-тона-Рафсона для решения задач оптимального управления электроприво-дом//Сб. научн. тр.: Электровозостроение/ ВЭлНИИ, 1998. Т.39. -С. 182-188.

95. Петрушин А.Д., Янов В.П. Оптимизация режимов работы тягового вентильного индукторного двигателя// Изв. вузов. Электромеханика. -1999. -№ 3. -С. 33-38.

96. Analysis of a New Variable-Speed Singly Salient Reluctance Motor Utilizing Only Two Transistor Switches/Longya Xu, Thomas A.Lipo, Shekar C.Rao// IEEE Transactions on Industry Applications, 1990 March/April. -Vol. 26. -No 2. -P.229-236.

97. Cossar С., Miller T.J.E. Elekromagnetic Testing of Switched Reluctance Motors/International Conference on Electrical Machines, Manchester, 1992, September 15-17.

98. Кузнецов B.A., Садовский J1.A., Виноградов В.Л., Лопатин В.В. Особенности расчета индукторных двигателей для вентильного электропривода // Электротехника. -1998. -№6. -С. 35-43.

99. Кузнецов В.А., Матвеев А.В. К вопросу определения числа витков обмотки фазы вентильного индукторного двигателя// Электротехника. -2000. -№3.-С. 10-15.

100. ИЗ. Design considerations for the switched reluctance motor/ Radun A.VJ/ IEEE Transactions On Industry Applications, 1995.-Vol 31. -N 5. -P. 1079-1087.

101. Садовский Л.А., Черенков A.B. Разработка математической модели ВИЛ. -М.: МЭИ, -1997. -С.З(М0.

102. Бычков М.Г., Ильинский Н.Ф., Кисельникова А. В. Расчет механических характеристик ВИЛ. М.: МЭИ. -1997. -С. 16-29.

103. A Switched Reluctance Motor Model with Mutual Coupling and MultiPhase Excitation/ M.A.Preston, J.P.Lyons// IEEE Transactions on Magnetics, 1991 November. Vol. 27. -No. 6.-P.5423-5425.

104. Nonlinear Varying-Network Magnetic Circuit Analysis for Doubly Salient Permanent-Magnet Motors/Ming Cheng, KT.Chau, C.C.Chan, E.Zhou, X.Huang// IEEE Transactions on Magnetics, 2000 January. -Vol.36. -No.l. -P.339-348.

105. Switched Reluctance Motor Drive Systems Dynamic Performance Prediction and Experimental Verification/ A.A.Arkadan, B. W.KeilgasllIEEE Transactions on Energy Conversion, 1994March. -Vol. 1 .-No. 1 -P.36-44.

106. Switched Reluctance Motor Drive Systems Dynamic Performance Prediction under Internal and External Fault Condinitionsl A.A.Arkadan, B. W.Keilgas//IEEE Transactions on Energy Conversion, 1994 March.-Vol. 1. -No. 1 .-P .45-51.

107. Коломейцев Л.Ф., Ротыч P.B., Цыбулевский Ф.И. О параметрах электрических машин с зубчатым ротором// Изв.вузов. Электромеханика. -1970. -№7. -С. 771-774.

108. Коломейцев Л.Ф., Ротыч Р.В., Долгошеев А.Т. Расчет поля воздушного за-зора синхронных машин с учетом двухсторонней зубчатости// Изв.вузов. Электромеханика. -1974. -№ 1. -С. 48-51.

109. Радин В.И., Петраков М.Д., Коломейцев Л.Ф., Евсин Н.Ф. Расчет электромагнитных процессов в однофазном униполярном индукторном генераторе// Изв.вузов. Электромеханика. -1976. -№ 10. -С. 1095-1099.

110. Архипов А.Н., Евсин Н.Ф., Коломейцев Л.Ф., Петраков М.Д. Расчет электромагнитных процессов в трехфазном индукторном генераторе с классической зубцовой зонойII Изв.вузов. Электромеханика. -1984. -№ 3. -С. 29-35.

111. Птах Г.К., Евсин Н.Ф. Расчет электромагнитных процессов в однофазном одноименно-полюсном индукторном генераторе с учетом насыщения зуб-цовой зоны// Изв.вузов. Электромеханика. -1979. -№ 7. -С. 635-637.

112. Птах Г.К., Коломейцев Л.Ф., Евсин Н.Ф. Переходные характеристики зубцовой зоны однофазного индукторного генератора// Изв.вузов. Электромеханика. -1984. -№ 4. -С. 14-19.

113. Коломейцев Л.Ф., Пахомин С.А., Кононов Г.Н. Математическое моделирование переходных процессов в ОЛИД// Изв. вузов. Электромеханика. 1986. -№ 7. -С.34-40.

114. Коломейцев Л.Ф., Пахомин С.А. К определению токов в обмотках электромеханических преобразователей при математическом моделировании электромагнитных процессов// Изв. вузов. Электромеханика. -1987. -№ 6. -С.27-33.

115. Математическая модель для расчета электромагнитных процессов в многофазном управляемом реактивном индукторном двигателе/Л.Ф.Коломейцев, С.А.Пахомин, Д.В.Крайнов, В.Л.Коломейцев, Е.А.Слепков// Изв.вузов. Электромеханика. -1998. -№ 1. -С. 49-53.

116. Птах Г.К. Макромодель индукторной машины// Изв. вузов. Электромеханика. 2002. - № 6. - С. 3-8.

117. Птах Г.К., Рожков В.И., Линёв А. И. Расчёт электромагнитных процессов в системе тягового электропривода электроподвижного состава с разноимённо-полюсным индукторным двигателем // Изв. вузов. Электромеханика. -2003. -№ 4. С.57-60.

118. Птах Г.К., Плешков А.И., Линёв А. И. Методика описания магнитных свойств зубцовой зоны индукторных машин с сосредоточенными обмотками // Изв. вузов. Электромеханика. -2004. -№ 1. -С. 19- 24.

119. Птах Г.К. Развитие методов расчёта электромагнитных процессов в электромеханических системах с индукторными машинами / Монография / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. -Новочеркасск: Ред. журн. «Изв. Вузов. Электромеханика». 2003.-232 с.

120. Программа исследования плоскопараллельных полей методом конечных элементов./ Темирев А.П., Квятковский И.А., Лозицкий O.E., Цветков A.A.// Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2005612324 от 08.09.05,12 с.

121. Темирев А.П. Теория и практика разработки судовых систем электроснабжения и бортовых блоков управления электродвигателей. // Монография, Ростов н/Д: Изд-во Рост.ун-та, 2004,250 с.

122. Темирев А.П. Разработка и создание элементов интегрированных корабельных электротехнических систем. // Монография, Ростов н/Д: Изд-во Рост, ун-та, 2005,546 с.

123. Темирев А.П., Никифоров Б.В. Разработка методики расчета судовых индукторных электроприводов // Вопросы проектирования подводных лодок.

124. Вып. № 12. Электроэнергетические системы. Изд. ФГУП ЦКБ МТ «Рубин», с.119-134.

125. Программа расчета силовой части преобразователя для вентильно-индукторного двигателя./ Темирев А.П., Лозицкий O.E., Квятковский И.А., Цветков A.A.// Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2005612326 от 08.09.05,22 с.

126. Иванов-Смоленский A.B. Анализ магнитного поля контура в электрической машине с двухсторонней зубчатостью сердечников//Изв. АН СССР. Серия Энергетика и транспорт. -1976. -№ 4. -С. 37-51.

127. Иванов-Смоленский A.B. Метод проводимостей зубцовых контуров и его применение к электромагнитному расчету ненасыщенной электрической машины с двухсторонней зубчатостью сердечников// Электричество. -1976. -№ 9. -С. 18—28.

128. Универсальный метод расчета электромагнитных процессов в электрических машинах/ A.B. Иванов-Смоленский, Ю.В. Абрамкин, А.П. Власов, В.А. Кузнецов; Под ред. A.B. Иванова-Смоленского М.: Энергоатомиздат, 1986.-216 с.

129. Иванов-Смоленский A.B., Кузнецов В.А. Универсальный численный метод моделирования электромеханических преобразователей и сис-темЮлектричество. 2000. - № 7. С.24-33.

130. Никифоров Б.В., Шишкин Д.Ю. Принципы построения ЭЭС перспективных ДЭПЛ // Судостроение. 2000. № 4.

131. Богомолов B.C. Гребные электрические установки: теория и эксплуатация. Учебное пособие для вузов. Калининград: Калининградское кн. изд-во, 1998.-223 с.

132. Отчет о НИР «Современное состояние и перспективы развития электроэнергетических систем нового поколения для заказов 21» / Научный руководитель Ясаков Г.С. СПб.: - 2002.

133. Парфенов Ю.М. Надежность, живучесть и эффективность электроэнергетических систем кораблей. Л.: ВМА. - 1989.

134. Electronic Control of Switched Reluctance Machines / Edited by TJE Miller Oxford: Newnes, 2001.

135. Inderka R.B., De Doncker R.W. A High-Dynamic Direct Average Torque Control for Switched Reluctance Drives. IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 39, No. 4, July!August 2003, PP. 1040 -1045.

136. Красовский А.Б. Имитационные модели в теории и практике вен-тильно-индукторного электропривода: Дисс. докт. техн. наук. -М., 2004. -317 с.

137. Inderka R.B., De Doncker R.W. DITC—Direct Instantaneous Torque Control of Switched Reluctance Drives. IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 39,NoA, July/August2003.-PP. 1046-1051.

138. Bose B.K., Miller T.J.E, Szczesny P.M., Bicknell W.H. Microcomputer Control of Switched Reluctance Motor // IEEE Transactions on Industry Applications. Vol IA-22, No. 4. -July/August 1986.-PP. 708-715.

139. Blaabjerg F., Kjaer P.C., Rasmussen P.O., Christensen R., Hansen S., Kristojfersen J.R. Fast Digital Current Control in Switched Reluctance Motor Drive without Current Feedback Filters//EPE91, 1997, Vol. 3 .-PP. 625-630.

140. Reinert J., Inderka R., Menne M., De Doncker R. W. A Switched Reluctance Drive for Electric Vehicles with Optimized Efficiency in each Working Point. -EVS'98, Febr. 1998.

141. Бычков М.Г. Модули ШИМ в микроконтроллерах фирмы Motorola для систем управления электроприводом // Chip News. 1997. - № 11-12. -С. 41-45.

142. DiRenzo М. Т. Developing an SRM Drive System Using the TMS320F240 //Application report: SP&4420. Texas Instruments, March 1998.

143. Семенчук В.А. Разработка высокоэффективных микроконтроллерных модульных систем управления вентильно-индукторными двигателями и базового комплекта программного обеспечения: Дис. . канд. техн. наук. -М., 1998.-119 с.

144. Кононов Г.Н., Колпахчьян Г.И., Киреев А.В., Крайзман Б.Н. Испытание тягового индукторного двигателя в генераторном режиме.// Электровозостроение: Сб. научн. тр. / ОАО «Всерос. н.-и. и проектно-конструкт.

145. Ин-т электровозостроения» (ОАО «ВЭлНИИ»); Редкол.: Л.Н.Сорин (гл.ред.) и др. Новочеркасск, 2002. - Т.44. - с. 109-114.

146. Ильинский Н.Ф. Основы электропривода: Учеб. пособие для вузов. М.: Издательство МЭИ, 2003. - 224 с.

147. Котеленец Н.Ф., Кузнецов H.JI. Испытания и надежность электрических машин: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1988. - 232 с.

148. Электротехнический справочник: В 3 т. Т. 1. М.: Энергоатомиз-дат, 1985.-488 с.

149. Расчет магнитного поля в зубцовой зоне одноименно-полюсного индукторного генератора методом конечных элементов/ Ю.А. Бахвалов, Л.Ф.Коломейцев, Н.Ф. Евсин, Г.К. Птах // Изв. вузов. Электромеханика. -1979. -№6.-С. 524-527

150. Прецизионные сплавы. Справ. Изд. под ред. д-ра техн. наук, проф. В.В. Молотилова. -М.: Металлургия, 1983. 439 с.

151. Bimal Bose, Miller Т. Microcomputer Control ofSRM. Trans. IEEE Vol. LA-22. No. Uuly/Aug. 1986. pp. 708-715.

152. StatonD., Miller T. Torque Prediction Using the Flux-MMF Diagram in AC, DC and Reluctance Motors. IEEE Trans. Vol 32, 1,1996,180-189pp.