автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Линейные двигатели постоянного тока для электропривода аппаратов вспомогательного кровообращения

УРАЛЬСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО 'РАСКОГО ЩШТЕЗШЧЕШЯ

ЛИНЗЙйЕ ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА АППАРАТОВ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ

Специальность С5.СЭ.01 - Электрические гаоткы

Автореферат диссертации па соискание ученой степени кандидата технических наук

ИНСТИТУТ им.С.М.КИРОВА

На правах рукописи

Свердловск 1991

)

) '

Работа выполнена на кафедре "Электромеханика и нетрадиционная энергетика" Куйбышевского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института им. В Л .Куйбышева.

Научный руководитель - Заслуженный деятель науки к техники ГК-С?, доктор технических наук, профессор Скороспешкик А.П.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Вейнгер А»'.'.., г.Свердловск, - кандидат технических наук, доцент Бегалов Б .А., г.Свердловск.

Ведущее предприятие - НПО "РОТОР", гХосква

Защита диссертации состоится а^-уЪ^ЛЯ 1991 г.

в 10.00 часов в аудитории 5-405 на заседании специализированного совета Д 063.14.05 при Уральска.? ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им.С.!/,.Кирова.

С диссертацией ыоошо ознакомиться в библиотеке института.

Ваш отзыв по данной работе в одном экземпляре, подписанный и заверенный гербовой печатью, просим направить по адресу: 620002, г.Сверддовск, К-2, УШ им.С.г.:.Кирова, ученсягу совета-рю совета, тел.: 44-84-16.

Автореферат разослан

/О1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета, Д 063.14.05 ,

д шэо.i4.ua 1 у

д.т.н., профессор А .Т .ПЛАСТУН

Актуальность работа. 3 реализации ключевой политической я хозяйственной задачи ускорения научно-технического прогросса важное место отводится разработке и внедрению новейшей техник^ и технологии. Качественно нового уровня машинных узлов з механизмов с прямолинейным движением рабочих органов можно достичь, используя в конструкциях привод на базе лин'ейных двигателей постоянного тока (ЛДПТ). Обладая в сравнении с приводами на основе вращательных машин рядом преимуществ, исключаются кинематические звенья передачи энергии к рабочему элементу устройства, повидается надежность, простота конструкции и технология

ность двигателей, приводы с ДШТ перспективны .для применения в системах активной знброзлшпты и автоматического регулирования, промышленной робототехнике, электроприводах аппаратов искусственного сердца (ИС) и вспомогательного кровообращения (АБК), предназначенных для временной помощи естественному серд-пу при некоторых патологических изменениях в нем.

3 езязи с этим в развитии электроприводов подобного класса имеют первостепенное значение поиск, разработка и исследования новых конструкций ЛД1Т с целью создания машин, обладающих лучшей свойствами и меньшей массой. Если при этом учесть, что выполнение комплексной медико-технической проблемы разработки АЗК и электропривода к ним является ваяны?,1, своевременны.« и социально не обходи;,нал этапш современной науки, то становится очевидны/,, что решение перечисленных вопросов является актуальной задачей.

Цель и задачи работы. Целью работы является разработка конструкций, методик расчетов, параметрическая оптимизация и исследование магнитного поля, параметров и динамических характеристик линейных двигателей постоянного тока для электропривода аппаратов вспомогательного кровообращения. -

£ля достинения указанной цели необходимо решить следующие задачи:-

- анализ пневмо- и гидродинамических процессов в нагрузке и формулирование требований к ДЩГ;

- определение альтернативных конструктивных схем линейных-двигателей, способных выполнять заданные функции, и разработка методик их расчетов;

- оптимизация и сравнительный анализ рассматриваемых конструкций с целью зыбора наиболее рационального варианта;

- анализ магнитного поля и определение параметров базового ЛДПТ;

- совместный анализ электромеханических процессов двигателя и. нестационарных пневмо- и гидродинамических 'процессов в на - '

грузке;

- экспериментальные исследования электропривода на базе ЛдДТ на стендах, имитирующих нагрузку, в частности, сердечно-сосудистую систему организма, для проверки основных теоретических положений работы.

Методы исследований. Поставленные задачи решены аналитическими, численными и экспериментальными методами. При составлении программ использован алгоритмический язык ю°Т?АН. Экспериментальные исследования проведены на специально разработанных стендах.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана математическая модель нестационарных пневмо- и гидродинамических колебательных процессов в рабочих простран ствах привода искусственного желудочка (ШС), используемая для вычислительного эксперимента с целью определения технических требований к ЛДПТ;

- созданы математические модели униполярных и биполярных линейных двигателей.с удлиненным якорем, включающие электромаг ватный, тепловой я прочностной расчеты, пригодные для одтими зации на ЗШ;

- разработана математическая модель электромеханических цроцес сов цилиндрического биполярного ДЩГ.

Практическая ценность:

- разработаны рекомендации яо выбору электромагнитных нагрузок основных размеров, методики и алгоритмы расчетов для автоматизированного проектирования ЛДПТ на ЭШ ;

- созданы программы для- расчета оптимальных по массе активных алеюнтов линейных двигателей;

- предложены оригинальные конструкции ДЩТ, подтвержденные а.с

- созданы установки для испытаний, в которых нагрузка имеет известные законы изменения противодействующих сил, и гидродинамический стенд, имитирующий сердечно-сосудистую систему организма;

- результаты работы использовались при создании ЛДПТ для-антш ной системы виброзащиты.

Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены в научно-исследовательском институте трансплантологии и искусственных органов МЗ СССР (гЛоскза) н использовались в ЩБ "4{)Т0Н" (гЛазань) при разработка линейного двигателя постоянного тока для системы активной виброзащиты. На базе разработок, представленных в работе, выполнен экспонат "Электропривод для аппаратов вспомогательного и искусственного кровообращения", демонстрировавшийся на ВДНХ СССР и отмеченный бронзовой медалью.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсундались на I Всероссийской конференции "Техническое творчество и проблем кардиологии", Куйбышев, 1974; областной мел-отраслевой научно-технической конференции "Автоматизация технологических процессов в различных отраслях народного хозяйства", Сызрань, 1975; 1У Всесоюзной научно-техпической конференции "Новые технологические процессы и оборудование для производства электрических масин малой мощности", Тбилиси, 1980; Всесоюзной научно-технической конференции "Повышение долговечности и надежности машин и прнбороз", Куйбышев, 1981; Всесоюзном научно-техническом совещании "Проблемы .управления промышленными электромеханическими системами", Тольятти, 1982; теоретических занятиях П цикла Всесоюзной шнолы-семикара по электромеханическим -преобразователям линейного типа и электроприводам на их основе, Одесса, 1982; IX Всесоюзной конференции по пересадке органов и тканей, Тбилиси, 1982; У совещании "Электрические зиброимпул^сные системы", Новосибирск, 1984; отраслевом семинаре "Создание и применение линейных электродвигателей в 'машинах, оборудовании и транспортно-технологических системах, Донецк, 1987; У Всесоюзной научно-технической конференции "Динамические режимы работы электрических машин и электроприводов", Каунас, 1988; Всесоюзном совещании "Проблемы создания и применения линейных электродвигателей и электроприводов в машинах, оборудовании и транспортно-технологических системах',' Донецк, 1989; научных семинарах кафедры электрических машин Куйбышевского политехнического института.

Нубликапш. По результатам выполненных исследований опубликовано 14 печатных работ и получено 3 авторски;-: свидетельства.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных

источников и приложения. Она содержит 115 страниц основного машинописного текста, 66 рисунков на 66 листах, 4 таблицы, 13 страниц приложения к список использованных источников, включающий 132 наименования.

Содержание работы

Бо введении обоснована актуальность работы, с$орд:улированы задачи исследований, показаны ее научная новизна, практическая ценность и дано краткое содержание работы.

Б первой главе рассматриваются конструкции и принципы действия ДЕК: насос-баллончика, искусственного желудочка сердца, кардпскассакера, проведен сравнительный анализ созрег.-ешо: стационарных электроприводов аппаратов с. позиций быстродействия, надежности и обосновывается целесообразность применения в призоде ДцПТ.

Разработана математическая модель периодических нестационарных пневыо- и гидродинамических дроцессоз в рабочих прост-ракствах привода КЕС. Физическая модель нагрузки представляет собой пкевмосистему, состоящую из объемного насоса сильфонного типа, соединенного трубкой с воздушной камерой ЖС, и гвдросис-тему, включающую кровяную камеру аппарата, соединительные магистрали, которые подшиваются к аорте и венам параллельно естественного сердцу. С учета,1 допущений, система кровообращения органика ограничена аортой, диафрагма между воздушной и кровяной камерами ИЕС отсутствует, но ка- граяисе раздела среды не перемешиваются, расчетная модель нагрузки представляется в виде камеры насоса с воздухом, воздействующим при движении поршня через дяезмшагистраль и ияевмополость аппарата на 1фовь в желудочке, выталкивая ее в аорту.

Уравнение движения доршня насоса при изгнании крови из желудочка

где т„ - масса поршня насоса; X, - координата положения поршня; F - сила, приложенная к поршню; А - сечение поршня; р, - избыточное давление воздуха в камере насоса; ке - жесткость сильфона.

' До открытия клапана желудочка давление р, изменяется по закону" пс^шгропы

"'•^Kt^X-'Ь 121

1до pam - атмосферное давление; I» - длина камеры насоса; а - дополнительная длина камеры насоса, учитывающая приведенное значение объемов аоздуха в пнок/.окагистрали и пневмокамо-ро I2C; ft. - показатель политрегы.

для определения р, после открытия клапана решается обрат-нал задача: вначале по известном характеристикам течения кро-вн в корне аорты организма с естественным сердцем или экспериментам с JSC определяется давление в .пневмокамеро аппарата, после чего рассчитываются потери давления в пнеамомагистрчли и требуемы;: параметр

■ , SinPrVrXan lb . /у „ ,\x

<рЛг

it dTt-r

n «it (3)

где - избыточное давление в пневмосистеме ИЕС; рг , , т)г - плотность, скорость течения и кинематическая вязкость воздуха; 1„ - длина пневмомагистрали; Ха!1 ,Хрп р> - коррективы активного и реактивного сопротивлений пневмомагистрали; Р - коэффициент количества движения; ъп - радиус лневмомагист-рали.

На основании анализа результатов вычислительного эксперимента по выражениям (I), (.2) и (3) с учетом особенностей работы других аппаратов сформулированы основные технические.требования к линейному двигателю.

Зо второй глазе для поиска'наиболее рациональных для электропривода АЗУ. вариантов из множества технических реяений выбраны десять конструктивных схем ЛдПТ: цилиндрические униполярные и биполярные с электромагнитным возбуждением, отличающиеся конструкцией якоря - полый ферромагнитный и полый немагнитный -и расположением его относительно обмотки возбуждения - внутренний или внешний индуктор, биполярный коробчатого исполнения и цилиндрический униполярный с возбуждением от постоянных магни-

тов. Все двигателя имеют удлиненный якорь, обмотка полностью подключается к источнику питания.

Разработаны методики электромагнитного, теплового расчетов указанных двигателей и расчеты обмоток якоря'на устойчивость и прочность.

В тепловом расчете среднёобъемное превышение температуры обмоток вычисляется с помощью ЭТС замещения, составленной на основании анализа картины течения тепловых потоков. Так как перепад температур по длине и высоте обмоточного слоя якоря не превышает 2...4К, то максимальное превышение температуры определяется только для обмотки возбуждения.

Расчеты на устойчивость и прочность выполняются для цилиид рических обмоток якоря без каркаса, где передача осевых электромагнитных усилий осуществляется через обмоточный слой, указанные характеристики которого сильно зависят от структуры, температуры, технологии изготовления и других факторов, снижаю них прочностные свойства материала обмотки.

Конструкция обмоток немагнитного якоря представляет собой тонкостенную оболочку, материал стенки которой является композитом. Структура стенки - чередующиеся слои проводников обмотки и стеклоткани с ортогональным переплетением нитей, пропитанных связующим и отвержденных в процессе изготовления обмотки. Определяющим режимом является работа двигателя на упор.

Цель расчета на устойчивость заключается в нахождении критического осевого усилия, превышение которого приведет к продольному искривлению обмотки и' возможному заклиниванию ее в воздушном зазоре, на прочность - допустимых напряжений в наиболее нагруженном сечении.

Величина критического электромагнитного усилия определяется в результате решения линеаризованного уравнения, описывающего осесимметричную форму потери устойчивости цилиндрической обмотет со слоистой стенкой

где ¿я - длина обмотки якоря; Г,, , В , В,( - изгибная и мембранные жесткости оболочки, определяющие упругие деформа-тивные и температурные характеристики материала оболочки; - радиус оболочки.

При расчете прочности обмотки в качестве критерия предельных состояний используется критерий максимальных напряжений.

Для выбора рациональных конструкций выполнена параметрическая оптимизация рассматриваемых ДЦПТ по критерию минимума массы агаизных элементов. На основании исследований рельефа поверхности целевой функции для оптимизации выбран метод случайного перебора, усиленный использованием штрафных функций и поэтапны;/, сужением пространства поиска. Из анализа результатов оптимизации'можно сделать следующие основные выводы:

1. При равных усилиях и длинах перемещения масса активных элементов дшгателей с внутренним индукторов меньше, чем у двигателей с внешним расположением обмотки возбуждения.

2. Масса активных элементов ЛДПТ с электромагнитным возбуждением и внутренним индуктором, рассчитанных на равные усилия

и длины перемещения, не завис ею от конструкции якоря и числа полюсов приблизительно одинакова.

3. Так как масса подвижного элемента у двигателей с полым ферромагнитным якорем превышает допустимое значение, определенное из расчета но математической модели нагрузки, использовать такие двигатели в электроприводе АШ нецелесообразно.

Так®,! образом, наиболее рациональными конструкциями ЛДПТ для привода АБК являются униполярный и биполярный двигатели с полым немагнитным якорем и внутренним индуктором.

Для данных двигателей были выполнены оптимизационные расчеты на различные электромагнитные усилия с постоянной длиной перемещения и на различные длины перемещения с постоянным усилием. Графики изменений индукций в зазоре В^ , диаметров индуктора Ди , потребляемой мощности Рэл , массы активных элементов т от величины электромагнитного усилия и длины перемещения для биполярного двигателя представлены на рис.1.

Из графиков следует:

1. С увеличением длины перемещения и электромагнитного усилия индукция в зазоре возрастает,

2. В двигателях, проектируемых на равные усилия, с увеличением длины перемещения диаметр индуктора, масса активных элементов и электрические потери уменьпавтся,

3. С увеличением расчетного усилия при одинаковых перемещениях диаметр индуктора и электрические потери ЛДПТ возрастают. Такие ге выводы характерны для униполярного двигателя.

з>- \\

t. i i i 1

i

m

§ % J'

S 1

•с «S

t»

il Ri Ъ

53 S £

f *

si J

tj л

Cj

V f

\ t.? 5 с F* «а с*, tili m*

• N ч

,

Ci

5

€

CM

Ci

=> s-

« Cr

<3

«s

4 kT «;

1 5«-s-«¿"«о

§

§

» с

о« С Л* iff «

pî

çf

Ç

I

ъ 5r А.

•í

§

С ÏI

«S

о

По результатам оптимизации определены также диапазона ре-коме!суемых значегиЯ электромагнитных нагру-ок и диамстрсз П!Суктора для проектирования оптимальных по массе двигателей ■ У'гпполярной и биполярной конструкций на электромагнитные усилия до 240 Н и длины перемещения до м.

3 работе приведены конструкции линейшх двигателей и технологии изготовления основных узлов, разработанные автором.

По результата;/ оптимизации с учетом конструктивно-технологических факторов выбрана базовая модель "-ЛПТ для стационарного электропривода лБУ. - биполярный двигатель с иемагшлным якорем и внутренним илду^гтором.

3 тсетьг.у.пе исследустся магнитное поле в воздушном зазоре линейного двигателя базовой конструкции.

Допущениями при расчете являются: виток с током представляет собой бесконечно тонкий круговой контур, магнитные свойст-за сред областей магнитной системы описываются линейной аппроксимацией, природа возникновения тока в витке не рассматривается.

Зссбенлссты) конструкции двигателя является осевая симметрия магнитной системы. С учетом этого геометрию магнитной системы можно представить з виде следующей упрощенной модели: бесконечно тонкий круговой виток, питаемый статическим током, расположен осесимметрично з воздушном зазоре между двумя бесконечными цилиндрическими однородными оболочками. Поскольку при такой модели геометрия магнитной системы двигателя, кроме осевой симметрии, приобретает еще и симметрию относительно плоскости, в которой расположен виток с током, векторный потенциал магнитного поля з цилиндрической системе координат имеет только одну азимутальную компоненту А^(р.г) , а вектор магнитной индукции представляется двумя составляющими

в-[вр(р,г);о;В2(р,г)]»-С-|^;о;^^('рА¥)1. (5)

На основании метода суперпозиций результирующее пола исследуемой магнитной системы и его вектор-потенциал равны соответ -с твенно

5(рд)=в'(р,2)+ в'(рд); (6)

А^(р,1) = Ь'ч(?Л) + Ц{рЛ), (7)

где Ь'(р,~) , A<f(p,Z) - кндуглпя и вектор-по те к::;: ал невозму-^ениого полЯ тока витка; В"(р,1) , 2) - индукция г.

вектор-потензал поля возмущения.

Хлч замкнутого кругового витка с тока/ I вектср-лстск-щ;ил статического невозмупенного магнитного поля

где Ту - единичный вектор угловой координаты Ч цилиндрической системы координат; j» - магнитная проницаемость пространства; а - радиус витка; к , L , j - служебные индексы (К= 0,1,2,3...; I = 0,1,2,3...2к ; 2к= 1,2,3... к«1 ).

Это выражение описывает паче витка ео всем пространстве за исключением контура самого витка. Модель векторного потенгиалэ (6) позволяет решить аналитически краевую задачу преломления магнитного поля на границах раздела сред магнитной системы.

Векгор-потеншал поля искажения, обусловленного неоднородностью пространства магнитной системы, определяется решением однородного уравнения Лапласа, которое в цилиндрической системе координат для случая осевой симметрии имеет вид

.M b(p]

rae 2n*i E параметры, определяемые из краевых ус-

ловий преломления магнитного поля на границе раздела сред, причем кагдой р - среде соответствует своя пара этих постоянных; P}1n+4(cosO= - присоединенные фуккпии Лежандра перво-

го рода и порядка 2а*1 .

В результате векторного объемного дифференцирования выражений (8) и (9) определяются составлявшие вектора индукции невозмущенного магнитного доля витка с током и вектора индукции поля искажения

4=s 1 + t / UL, 2i h

' J (10)

X SPtn*i (casO) . âz

B:(P,Z) - [А^Я^Г^-К* ^ M)] *

Ci(Р^ГЧ^ (««*) -

a Pin и (mfl , (13)

Эр

ЗРгп+< (eosv>) gPln*i(cos>))

где ^ и -^ - частые производ-

ные ло координатам р и Z от присоединенных функций ЛеЕзнд-ра.

Переход от упрощенной модели к действительной геометрии магнитной системы осуществляется введением псевдовитков с фиктивными токалтст.

Переход от рассмотрения поля, создаваемого одним витком, к долю, создаваемому обеими обмотками двигателя и псевдоаитка-ми в любой точке исследуемого пространства, осуществляется суммированием величин суперпсзиционнного магнитного поля битков обмоток и каждого из псевдовитков.

С помощью приведенной математической модели выполнен расчеты магнитного поля в воздушном зазоре и электромагнитного усилия двигателя, а также определены индуктивные параметры обмоток. На рис.2 изображена картина поля в воздушном зазоре при расположении точки токораздела якоря на оси м^жполюского пространства.

Четвертая глава посвящена вопросам динамики биполярного линейного двигателя при работе привода без нагрузки и на ЕС, а также экспериментальным исследованиям макетных образцов.

При составлении математической модели динамики используются допущения: вихревые токи и гистерезис отсутствуют, индуктивности частей обмоток якоря, находящихся вне магнитной системы, не оказывают влияния на рабочие процессы двигателя.

Нормальный режим работы короткоходовых линейных двигателей-это режим с чередующимися пусками, ускорениями, противовключе-ниями и реверсами. Переходные продассы в двигателях являются электромеханическими и описываются в общем виде системой уравнений

где % . 1к > 1К , - потокосцепленне, сопротивление, ток и напряжение к - го контура; пг , - суммарная касса и скорость линейно движущихся частей двигателя и нагрузки;

- противодействующая сила, учитывающая как внешние силы,

>

• (14)

Рис.2. Магнитное поле акоря и су ^парное магнитное поле 6 боздушноп зазоре

так и механические потери самого двигателя; £.к>п,- индуктивность к -го контура ( к«=п-) и взаимная индуктивность (к 1п>) контуров; 8 - число контуров; к , п - индексы.

С учетсм аналитических выражений для индуктивности оомот-ки якоря и взакмоикдуктивности обмоток якоря и возбуждения в зависимости от положения подвижного элемента система (14) для биполярного двигателя примет вид:

С1? +

¿х _

1К

(15)

где , Ог , 8 - постоянные коэффициенты, определяемые конструктивными параметрами двигателя; С - индуктивность обмотки возбуждения, не зависящая от положения якоря; Гп - проти-. водейстзующая сила, учитывающая как внешние силы, так и механические потери самого двигателя; индексы, обозначенные " 1 относятся к цепи якоря, "2" - к цепи обмотки возбуждения.

Из уравнения движения (3-е уравнение системы (15)) следует, что характэрной особенностью двигателя является наличие двух составляющих электромагнитной силы. Направление действия составляющей а«Ь,х . определяется только координатой л . Координата якоря определяется положением точки "токораздела" его ойротки относительно о.си ыежлолюсного пространства. При х4 О и отсутствии тска возбуждения под действием этой составляющей якорь будет стремиться занять ближайшее крайнее положение. Для получения возвратно-поступательных движений якоря, обеспечиваемых основной составляющей , необходимо выполнить условия трогания двигателя при отсутствии нагрузки

1 ч •

1м>"

а.х

(16)

Для проверки адекватности математической модели бил выполнен расчет переходных процессов при работе двигателя без внешней нагрузки. Вычисления проводились методом Рунго-Кутта четвертого порядка, результаты расчета цилиндрического биполярного двигателя с немагнитны/, якорем приведены на рис.3. Сравнение результатов математического моделирования с экспериментом показало допустимую сходимость (расхождение 5...7%).

Креме того, было проведено моделирование работы двигателя под нагрузкой с известными законами изменения . Подтвержденные экспериментом результаты данных теоретических исследований также позволяют судить о корректности математического описания переходных процессов двигателя.

Рассмотренная модель была использована при численном моделировании работы двигателя на ШС (рис.4). В этем случае внешняя противодействующая сила, обусловленная давлением в камере промежуточного насоса, равна

Р„ « Р« А , (I?)

тае р^ определяется выражениями (Я) и (3).

Сопоставление результатов расчета и экспериментальных кривых показывает качественную сходимость характеристик.

Все эксперименты выполнялись на спешильно изготовленных установках с известными законами изменения противодействующих • сил и гидродинамических стендах, имитирующих сердечно-сосудистую систему организма.

В приложениях приведены тексты программ расчетно-оптимиза-ционного комплекса ДДПТ, выполненных на алгоритмическом языке 40РТРАН ЕС 33л. Представлены документы, подтверждающие результаты внедрения диссертационной работы.

Основные выводы .

1. Проведен анализ электромеханических преобразователей энергии современных пригодных устройств АБК и обоснована целесообразность применения в приводе ДДПТ.

2. Разработана математическая модель нестационарных пневмо-и гидродинамических процессов в системе промежуточный нассс -пневмомагистраль - /ЕС - аорта, которая может быть использована для моделирования нестационарных пневмо- и гидродинамических

( а

N /Ч, У] •

1

0.2 а ОМ 05 0,3 1 .а 1.2

ЛА>— 1/ V С

0,5

Г.О 1.2

/

А

г

0.2 ом 0.6 ■ ОД 1,0 1.2

V \ 1( г,с

О

■0.5 •1,0

Риг. Расчетные графики дарения 6 промехуточ-ноя насосе, тргпгщвиил о пока якоря: уд/г,ин; « 0,22 д

процессов в приводах насос-баллончика и кардиомассажера. .

3. Проведенный вычислительный эксперимент позволил определить параметры течения газа и жидкости в рабочих пространствах привода ЕЕС и сформулировать технические требования к линейному двигателю.

4. Разработана методика теплового расчета ДШТ, позволяющая определить средкеобъемную и максимальную температуры обмоток.

5. Предложен метод анализа устойчивости и прочности, поз. воляющий определять значение критического электромагнитного

усилия, действующего на обмотку якоря, а таете допустимые на. .пряжения в наиболее нагруженном ее сечении.

в. Выполнена параметрическая оптимизация возможных для электропривода АВК конструкций ДШТ до минимуму массы активных элементов. Сравнительный анализ результатов оптимизации позволил выбрать рациональную для привода конструктив - цилиндрический биполярный двигатель с удлиненным немагнитным якорем.

7. Даны рекомендации по выбору электромагнитных нагрузок

и основных геометрических размеров для проектирования оптимальных вариантов машин.

8. Создан ряд оригинальных конструкций ДДПТ, способных выполнять функции электромеханического преобразователя энергии ■ в составе привода АВК, подтвержденных а.с.

S. Решена полевая задача, рассчитаны параметры обмоток и электромагнитное усилие. Разработала математическая модель электромеханических динамических процессов в биполярна: ДЛИТ при работе его без нагрузки и в приводе ИЕС.

Основные положения диссертации изложены в следующих рабо- . таг: " '

1. A.c. 45II97 (СССР) МКИ Е02К 21/04. Делитель частоты /В.Н.Пднес, И.П.Андреев, В^.Рада.:ский, 3.В.Булгаков (СССР). 1847395/26-9; Заявл. 16.11.72; Опубл. 25.11.74. Бюл. №43.

4 с.,

2. Электропривод для аппаратов искусственного кровообращения /А.И.Скороспешкин, В Л .Хатилин, Г.В^алапев, В.В.Булгаков //Техническое творчество и проблема кардиологии: Труды I- 2 Всероссийской кок?. Куйбышев, 1975. С.207-210.

3. 0 выборе типа двигателя для аппаратов экстракорпораль-

ного кровообращения /3Л .Хатилин, Е.ЩЗысоцкпй, Б .В .Крештопов, 3 .Б .Булгаков //Техническое творчество и проблем кардиологии: Труды I- й Всероссийской конф. Куйбышев, 1975. С.212-214.

4. Математическое исследование магнитного режима работы линейного двигателя постоянного тока /В1'. Дементьев, 3 J.'..Хати-лин, В .В.Крештопов, 3.В.Булгаков //Автоматизация технологических процессов в различных отраслях народного хозяйства: Тез. докл. областной межотраслевой научн.-техн. конф. Куйбышев, 1975. . С.172-179.

5. Высоцкий Е.П., Булгаков В.З., Крештопов Б.В. Плоский линейшй двигатель постоянного тока для привода аппарата вспомогательного кровообращения //Электрические машины: Сб. науч. тр. Куйбышев, 1978. С.60-64.

6. A.c. 651441 СССР, i/КИ К02К 33/00. Линейный электродвигатель /А .И.Скороспешкин, 3.3.Крештопов, В „7. .Хатилин, Е.П.Высоцкий, В .З.Булгаков (СССР). 2182553/18-10; Заяал.З.01.75; Опубл.5.03.79, Бюл. Л 9. 6 с.

7. Скороспешкин А.И., Булгаков В.В., Хатилин В.!.;. Технология изготовления и сборки линейного двигателя постоянного тока с немагнитным якорем //Ноьые технологические процессы и оборудование для производства электрических машин малой мощности: Тез.докл. 1УВсесоюз. научн.-техн.конф. Тбилиси, 1980. 5 с.

8. Скороспешкин А.И., Хатилин BJ.I., Булгаков З.В. Технология изготовления и сборки цилиндрических линейных двигателей постоянного тока //Новые технологические процессы и оборудование для производства электрических машин малой мощности: Тез. докл. 17 Зсесоюз. научн.-техн.конф. Тбилиси, 1980. С.6-7.

9. Булгаков З.В., Хатилин В«.;., Скороспешкин А.И. Расчет прочности и устойчивости обмотки якоря линейного двигателя постоянного тока //Повышение долговечности и надежности машин и приборов: Тез. докл. Зсесоюз,- научн.-техн. конф. Куйбышев, 1981. С.43-44.

10. Булгаков В.В., Хатилин ВJ.I., Волков А.П. Линейные двигатели постоянного тока в аппаратах вспомогательного кровообращения /Дез.докл. IX Зсесоюз. конф. по пересадке органов-и тканей. Тбилиси, 1982. С.277.

11. Булгаков В.В., Хатилин 3J,'., Скороспешкин А.И. Динамика электропривода с малоинерционнкм линейным двигателем постоянного тока //Тез.докл. Зсесоюз. научн.-техн. совещания по

проблемам управления промышленными электромеханическими системами. Тольятти, 1982. С.156-157.

12. Булгаков В «В. Изготовление обмотки якоря линейного двигателя постоянного тока //Электротехническая прсм-сть. Сер. Технология электротехнического производства. 1982 . Вып.12 (163). С.8-9.

13. А.о. 1035744 СССР, ККИ Н02С 41/02. Электродвигатель аппарата магнитной записи /В.В.Булгаков, ВJ.i.Хатилин, А.К.Скорое пешкин, В.В.Крештопов (СССР). 3273299Д8-10; Заявл. 5.G5.8I; Опубл.15.08.83. Бюл. №30. 3 с.

14. Дамм Э.К., Булгаков В.В., Владимиров S.O. Структурная и параметрическая оптимизация линейных двигателей постоянного тока //Электрические машины слегдального назначения: Сб. научн.тр. Куйбышев, 1985. С.167-172.

15. Булгаков В.В., Дамы Э.К., Волков А.П. Динамика корот-коходоеого линейного двигателя постоянного тока /Дез.докл. У Всесоюз.конф. по динамическим режимам работы электрических машин и электроприводов. Каунас, 1988. С.135-136.

16. Булгаков В.В., Волков А.П. Аналитические и экспериментальные исследования динамики линейного двигателя постоянного тока-//Специальные электрические машины: Сб.научн.тр. Куйбышев, 1989. С:75-82.

17. Скороспешкин А.И., Булгаков В .В. Исследования магнитного поля и динамики линейного двигателя постоянного тока //Проблемы создания и применения линейных электродвигателей

и электроприводов в машинах, оборудовании и транспортко-гех-нологических системах: Тез.докл. Всесоюз.научн.-техн.ссвсц.-й.:.Кнформэлектро, 1989. • С. 15-16.

Подписано в печать 20.03.-91 Формат 60x84 I/I6

Бумага Плоская печать Усл.п.л. 1,39

Уч.-пзд.л. 1,22 Тирах 100 Заказ 295 Бесплатно

Редакциснно-издательский отдел УШ пм.С.Í.Í.Кирова 62СС02, Свердловск, УПИ, 8-й учебный корпус Ротапринт УПИ. 62С002, Сверцяовск, УПИ, 8-2 учебный корпус