автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Анализ и выбор рациональных конструкций цилиндрического линейного двигателя с магнитоэлектрическим возбуждением

На правах рукописи

РЫЖКОВ Александр Викторович

00345662Т

/ ¿¿¿¿^

АНАЛИЗ И ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ЛИНЕЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ С МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

Специальность: 05.09.01 - Электромеханика и электрические

аппараты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

0 5 ЛЕИ 2008

Воронеж - 2008

003456627

Работа выполнена в ГОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет"

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Бурковский Виктор Леонидович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

доцент

Работника Ольга Евгеньевна;

кандидат технических наук, дсцент

Низовой Александр Николаевич

Ведущая организация

Научно-производственное предприятие ООО «МЭЛ», г. Воронеж

Защита состоится «17» декабря 2008 г.,в Ю00 часов в конфе-ренц - зале на заседании диссертационного совета Д212.037-09 ГОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет" по адресу: 394026, Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет".

Автореферат разослан </#> ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

— Кононенко К.Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время все большее распространение получают цилиндрические линейные двигатели в качестве исполнительных элементов электроприводов специального назначения, реализуемых в рамках электротехнических комплексов, используемых, в частности, в космической и медицинской технике. При этом наличие непосредственного прямого действия исполнительного органа в цилиндрических линейных двигателях определяет их преимущество относительно плоских линейных двигателей. Это обусловлено отсутствием сил одностороннего притяжения, а также меньшей инерционностью подвижной части, что положительно влияет на их динамические качества.

Следует отметить, что в области разработки средств анализа конструктивных вариантов линейных двигателей имеются положительные результаты, полученные как отечественными (А.И. Вольдек, Д.В. Свечарник, О.Н. Веселовский, А.Ю. Коняев, Ф.Н. Сарапулов), так и зарубежными исследователями (Ямамура, J. Wang, Howe D. и др). Однако данные результаты нельзя рассматривать в качестве основы создания универсальных средств, позволяющих осуществлять выбор оптимальных конструктивных вариантов линейных электродвигателей применительно к конкретной объектной области. Это обусловливает необходимость проведения дополнительных исследований, ориентированных на создание средств анализа и проектирования специальных линейных двигателей цилиндрической архитектуры с целью получения рациональных объектно-ориентированных конструктивных вариантов.

Таким образом, на основании вышеизложенного, актуальность темы исследования продиктована необходимостью проведения разработки, совершенствования средств моделирования и анализа цилиндрических линейных двигателей с магнитоэлектрическим возбуждением, позволяющих осуществлять выбор рациональных конструктивных решений.

Тематика диссертационного исследования соответствует одному из основных научных направлений ГОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет" Вычислительные системы и программно-аппаратные электротехнические комплексы (Разработка и исследование интеллектуальных и информационных технологий проектирования и управле-

ния сложными промышленными комплексами и системами. ГБ НИР № 2007.18).

Цель и задачи исследования. Целью работы является создание комплекса средств анализа конструкций цилиндрических линейных двигателей постоянного тока с магнитоэлектрическим возбуждением, позволяющих осуществлять выбор их рациональных вариантов, ориентированных на использовании в рамках электроприводов специального назначения, реализующих предельные значения удельных энергетических показателей и уровня динамических свойств.

В соответствии с данной целью, в работе поставлены и решены следующие задачи:

- анализ рациональных конструкций цилиндрических линейных двигателей постоянного тока, обеспечивающих в рамках электроприводов специального назначения предельные значения удельных энергетических показателей;

- проведение теоретических исследований процессов, протекающих в линейных бесконтактных двигателях постоянного тока, как основы построения алгоритма электромагнитного расчета цилиндрического линейного электродвигателя;

- разработка алгоритма электромагнитного расчета с учетом особенностей, обусловленных архитектурой магнитных систем цилиндрического линейного двигателя;

- разработка структур конечно-элементных моделей для анализа электромагнитных процессов применительно к условиям цилиндрического линейного двигателя;

- разработка рекомендаций по выбору рациональных конструктивных решений в рамках процедур проектирования цилиндрических линейных двигателей постоянного тока малой мощности;

- проведение экспериментальных исследований опытных образцов, подтверждающих адекватность аналитических моделей и разработанного алгоритма проектирования цилиндрических линейных двигателей.

Методы исследования. В работе использованы методы теории поля, теории электрических цепей, теории проектирования электрических машин, вычислительной математики, физического эксперимента.

Научная новизна. В работе получены следующие результаты, отличающиеся научной новизной:

- предложена конструкция магнитной цепи цилиндрического линейного двигателя постоянного тока с аксиально-намагниченными постоянными магнитами в составе магнитной системы с радиальной направленностью намагниченности, отличающаяся новой архитектурой построения подвижной части линейного электродвигателя;

- разработан алгоритм расчета цилиндрического линейного двигателя постоянного тока с аксиально-намагниченными постоянными магнитами в составе магнитной системы с радиальной направленностью намагниченности, отличающийся учетом особенностей, обусловленных архитектурой построения подвижной части цилиндрического линейного электродвигателя;

- разработаны структуры конечно-элементных моделей, отличающиеся специальным набором граничных условий в краевых зонах;

- разработаны рекомендации по выбору рациональных проектных решений, направленных на повышение удельных энергетических показателей и динамических качеств цилиндрических линейных электродвигателей постоянного тока на основе количественных данных численных расчетов, а также результатов экспериментальных исследований опытных образцов.

Практическая значимость работы.

Практическую ценность диссертационной работы составляют:

- алгоритм проектирования цилиндрических линейных двигателей малой мощности;

- конечно-элементные модели в двумерном анализе цилиндрических линейных двигателей, позволяющие сопоставлять удельные характеристики двигателей различных конструктивов магнитных систем;

- рекомендации по проектированию цилиндрических линейных синхронных электродвигателей, направленные на повышение удельных энергетических показателей и динамических качеств.

Предложенные модели и алгоритм могут быть использованы в качестве математической основы создания специальных средств прикладного программного обеспечения систем автоматизированного проектирования бесконтактных двигателей постоянного тока.

Реализация результатов работы. Полученные теоретические и экспериментальные результаты диссертационной работы реализованы на предприятии «НИИ Механотроники - Альфа» при выполнении НИР «Исследование путей создания современных высокоресурсных механотронных исполнительных приводов различных видов движения в вариациях с цифровым информационным каналом и бездатчиковым управлением при идентификации фазовых координат, интегрированных в системы жизнеобеспечения космических аппаратов (КА)», НИР «Исследование путей создания «интеллектуальных» электроприводов линейного перемещения с управлением по вектору состояния для систем автоматики КА», НИОКР «Исследование и разработка интеллектуальных мехатронных движителей линейного прецизионного перемещения с нетрадиционной модульной компоновкой для промышленного, медицинского и специального оборудования нового поколения», а также внедрены в учебный процесс кафедры «Электромеханических систем и электроснабжения» ГОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет" в лекционный курс «Специальные электрические машины».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Региональной научно-технической конференции "Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве" (Воронеж 2006, 2007), межвузовской студенческой научно-технической конференции "Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники" (Воронеж, 2007), Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве» (Воронеж, 2008), в международной школе-конференции «Высокие технологии энергосбережения» (Воронеж, 2008), I Международной научно-практической конференции «Молодежь и наука: реальность и будущее» (Не-винномысск, 2008), научно-техническом совете «Научно-исследовательского и проектно-конструкторского института Механотроники-Альфа» (Воронеж, 2008), научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов кафедры автоматики и информатики в технических системах ГОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет" (2006-2008).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 научных работ, в том числе 1 - в издании, рекомендованном ВАК РФ.

В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [2] обоснование и целесообразность разработки цилиндрического линейного электродвигателя; [5,6,8] аспекты формирования магнитных систем цилиндрических линейных двигателей; [11] предпосылки формирования критериев оптимизации линейных машин; [3,9,10] использование численного метода для адекватного определения зависимостей выходных параметров цилиндрического линейного двигателя в функции входных; [7] учет влияния конструктивных особенностей линейных двигателей на тяговые характеристики; [1] использование аналитического метода при расчете основных характеристик линейных двигателей с магнитоэлектрическим возбуждением.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 121 наименования Основная часть работы изложена на 145 страницах, содержит 53 рисунка, 6 таблиц и 3 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы исследований, сформулированы цель и задачи, решаемые в диссертации, научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе проведен обзор и анализ современного состояния в области разработки линейных электродвигателей прямого действия. Выполнена классификация линейных электродвигателей прямого действия по принципу действия, а также по основным конструктивным исполнениям.

По результатам проведенного патентного поиска выработаны конструкции магнитной системы цилиндрических линейных двигателей (ЦЛД), обладающие новизной в части архитектуры построения подвижной части цилиндрического линейного двигателя постоянного тока, отличающиеся способом формирования переменнополюсной структуры магнитной системы подвижного штока линейного электродвигателя с помощью магнитов-втулок, собранных из высокоэнергетичных постоянных магнитов-сегментов, представляющих собой криволинейные призмы и посаженных на ферромагнитное ярмо и аксиально-намагниченных магнитов-шайб, разделенных ферромагнитными вставками-концентраторами магнитного потока. Приведены конструктивные схемы разрабатываемых линейных двигателей.

Рассмотрены вопросы теории разработки и проектирования линейных двигателей с учетом особенностей линейной машины. Приведены модели линейных двигателей в различных постановках задачи с учетом уточнения зависимостей длин шунтирующих участков и закона изменения магнитной проницаемости в областях зон шунтирующих участков от параметров машин и координаты вдоль полюсного деления, а также с учетом продольного и поперечного краевого эффекта в машине с неферромагнитной вторичной цепью с распределёнными параметрами.

Обосновано использование метода конечных элементов как современного инструмента проектирования сложных электромеханических систем. Показана целесообразность использования численных методов расчета электромагнитного поля линейных машин на основе применения конечно-разностного метода сеток или метода конечных элементов в двумерной и трёхмерной постановке задачи.

Показана актуальность исследования, направленного на выбор рациональных конструкций цилиндрических линейных двигателей с магнитоэлектрическим возбуждением.

Вторая глава посвящена рассмотрению вопросов формирования алгоритма электромагнитного расчета цилиндрических линейных двигателей постоянного тока с различными конструктивными реализациями магнитных систем, выполнен оценочный расчет процесса теплообмена цилиндрического линейного электродвигателя с окружающей средой.

Показана целесообразность использования на начальном этапе разработки цилиндрического линейного двигателя постоянного тока методики, разработанной на основе классической теории электрических машин. Необходимость введения в процесс проектирования линейного электродвигателя поверочного электромагнитного расчёта продиктована современными требованиями в контексте минимизации трудоемкости процесса Погрешность расчётов при этом должна составлять (3^5)%, что сопоставимо с погрешностью эксперимента на макетом образце.

Разработанный алгоритм электромагнитного расчета цилиндрического линейного двигателя включает следующие этапы:

1. Выбор основных размеров. Из учета условия максимума удельных энергетических показателей на основе аналитических соотношений опреде-

лялись габаритные размеры активных частей цилиндрических линейных двигателей.

2. Расчёт машинной постоянной и определение электромагнитных нагрузок электродвигателя.

В основе классических методов расчёта электрических машин лежит выбор машинной постоянной СА (постоянной Арнольда), связывающей основные конструктивные размеры с допустимыми электромагнитными нагрузками (им соответствует предельная тепловая нагрузка).

Са=_2_ (1)

тг-ку-кр-кс-а1-к/-А-В3 Р2

где: и - дойна пакета якоря, м; ¿)а - диаметр расточки якоря, м;

— синхронная скорость вращения, рад/с; Р2 - расчётная мощность;

ку — коэффициент укорочения, в ЦЛД с торроидальными катушками

ку=1;

д. _ бш (у ■ я/'(2 ■ т)) . коэффициент распределения обмотки яко-р" д-вт (у-ж/(2-т-д)) ря для у-той гармоники поля, кр,=];

q ~ количество катушек на полюс и фазу;

кс - коэффициент скоса, в ЦЛСД с торроидальными катушками кс=1; ах = Ь/г - коэффициент полюсного перекрытия; Ьп - ширина полюса; г - полюсное деление; к■(— коэффщиент формы поля;

А = 2 т -м>-1а/(л ■ Д^ - линейная нагрузка якорной обмотки; Вг - индукция в рабочем зазоре.

3. Расчет обмоточных данных.

4. Расчет электромагнитной тяговой силы, позволяющий оценить проектируемые электродвигатели с позиции удельных тяговых показателей

Ту =2р-т-д-В^Ьср-щ-1. (2)

Основные технические характеристики линейных двигателей

Параметр Обозна- Значение

чение сегменты шайбы

Расчётная длина якоря, мм и 75,4

Высота катушки, мм Ьк 5

Внутренний диаметр катушки, мм <1к 18,4

Внутренний диаметр ярма якоря, мм «1, 28

Наружный диаметр ярма якоря, мм О, 38

Наружный диаметр гильзы штока, мм Вг 18

Наружный диаметр модуля магнита, мм Ом 14 16

Наружный диаметр ярма штока, мм в2 7 отсутств

Длина модуля магнита, мм Ьм 18 14

Линейная нагрузка обмотки якоря, А/м А 20000

Плотность тока в обмотке, А/м2 } (б-гЮ)-Ю6

Расчётное значение индукции, Тл В5 0,11 0,262

Число катушек на полюс и фазу ч 1

Число витков в катушке 150

Активное сопротивление фазы, Ом Га 4,7

Напряжение питания, В и 27

Максимальный ток якоря (действующее 1а 1,3

значение), А

Максимальная тяговая сила, Н V 1 т мах 12,4 29,8

5. Расчет геометрии магнитной системы и определение размеров постоянных магнитов производился из учета полученных энергетических показателей, обеспечивающих в рабочем зазоре заданную величину магнитного потока для нахождения рационального соотношения между толщинами спинки магнита и катушки.

Эквивалентная МДС на поверхности магнита для линейной магнитной цепи ЦЛД:

/у„=0,5-яс А , (3)

*/

Суммарный немагнитный зазор определяется выражением:

4: = + Аг + 8к + К, (4)

где: 4ж - толщина защитной гильзы магнита — сборки;

* - для магнитов сегментов;

4? - толщина защитной гильзы штока;

дк - конструктивный зазор между катушками якорной обмотки и што-

ком;

Нк - высота катушки.

Электромагнитный расчет показал низкую эффективность магнитной системы, реализованной на магнитах, собранных из сегментов, и напротив магнитная система, реализованная на магнитах с аксиальной намагниченностью, продемонстрировала высокие энергетические характеристики, вплотную приближающиеся к верхней части диапазона показателей, соответствующих электродвигателям данного класса лучших зарубежных производителей.

В третьей главе приведен универсальный критерии, позволяющий выполнить сравнительный анализ эксплуатационных показателей двигателей постоянного и переменного тока малой мощности с учётом требований по энергетике и быстродействию.

На основании общих законов электромеханики, а также выражений для КПД, номинальной мощности, получен критерий, позволяющий осуществить выбор рациональных конструкций двигателей постоянного и переменного тока малой мощности, в соответствии с максимумом отношения полезной мощности к произведению объёма активной части машины, сопротивления и индуктивности соответствующей обмотки.

При отсутствии зубчатости данный критерий может бьггь записан в следующей форме:

у-к 5-1 К =- "

э К I*

9 О

В

Вер

2

(5)

где у - удельная электрическая проводимость;

ки - коэффициент заполнения проводом;

¿о - температурный коэффициент сопротивления;

8 - немагнитный зазор;

Но - магнитная постоянная;

д - сечение проводника обмотки;

- число витков.

Применительно к цилиндрическим линейным двигателям, имеющим распределённые параметры обмотки, с учётом поперечного краевого эффекта (коэффициент 4), выражение для данного критерия приобретает следующий вид:

г.Д2-Г3-5 2

к =х_(б)

где Д - толщина гильзы;

^ = 1 /(I- 2 • сЬ(ж ■ 012) • • Л /2)/(л- • Л • ск(я • (Л + /?) / 2))) (7)

¿/2 - длина вылета гильзы;

Л = (/а + Ь)/г.

Использование данного критерия позволяет осуществлять сравнительный анализ различных вариантов конструкций линейных бесконтактных двигателей постоянного тока.

Кроме того, рассмотрены структуры конечно-элементных моделей анализа электромагнитных процессов в цилиндрическом линейном двигателе.

Построение математических моделей, применительно к условиям цилиндрических линейных двигателей постоянного тока базируется на следующих основных допущениях:

1. Электромагнитное поле является квазистационарным, так как токи смещения и запаздывание в распространении электромагнитной волны в пределах области поля пренебрежимо малы.

2. По сравнению с токами проводимости в проводниках, токи проводимости в диэлектриках и конвекционные токи, возникающие при движении зарядов вместе со средой, пренебрежимо малы, в связи с чем последними можно пренебречь.

3. Величина ЭДС электромагнитной индукции много больше ЭДС Холла, Томпсона, в связи с чем последними можно пренебречь.

4. При рассмотрении поля в неферромагнитной среде относительная магнитная проницаемость этой среды принимается равной единице.

Получены двумерные конечно-элементные модели для цилиндрического линейного двигателя для различных конструкций подвижной части: с

псевдо-радиальной намагниченностью магнитов-сегментов на штоке и с аксиально-намагниченными магнитами-шайбами, позволяющие учитывать поверхностный и продольный краевой эффекты.

В предлагаемой конструкции обеспечено повышение тягово-энергетических показателей за счёт повышения равномерности распределения электромагнитного поля в рабочем зазоре цилиндрического линейного двигателя в тангенциальном направлении, а также за счёт уменьшения результирующего сопротивления магнитной цепи двигателя, повышения коэффициента заполнения активного объёма материалом постоянного магнита и однородности свойств полюса.

Рис. 1. Распределение индукции в активной области

а) - магниты-сегменты б) - магниты-шайбы

Применение новой конструкции цилиндрического линейного двигателя с продольно - радиальной конструкцией магнитной системы с аксиально-намагниченными магнитами по сравнению с базовой конструкцией магнитной цепи цилиндрического линейного двигателя с радиально намагниченными магнитами при прочих равных условиях в рассматриваемом габарите дало повышение критической тяговой силы на 80 %.

В четвертой главе представлены опытные образцы цилиндрических линейных двигателей с оценкой технологичности проектных решений, приведена схемотехническая реализация специального устройства управления цилиндрическим линейным двигателем, обеспечивающим его реализацию в составе объектно-ориентированных электроприводов.

Разработанные и изготовленные в рамках диссертационного исследования опытные образцы цилиндрических линейных двигателей представлены на рис. 2: а) - образец, с псевдо-радиальной магнитной системой; б) образец с аксиально-намагниченными постоянными магнитами.

а) б)

Рис. 2. Опытные образцы линейных двигателей

Проведено сопоставление результатов моделирования

цилиндрических линейных двигателей методом конечных элементов с данными натурных экспериментов.

Программой экспериментальных исследований было предусмотрено:

- определение тепловых режимов линейного двигателя;

- определение величины магнитной индукции в зазоре цилиндрического электродвигателя, косвенным методом - путем определения амплитуды э.д.с. фазной катушки линейного двигателя;

- определение электромагнитной силы удержания электродвигателя от тока в обмотке для сопоставления результатов моделирования и физического эксперимента;

- определение тяговой силы электродвигателя в зависимости от перемещения;

- построение механических характеристик опытных образцов линейных двигателей (и=20-К50 В).

В соответствии с рис. 3 расхождение тяговых характеристик, полученных моделированием и экспериментом, составляет менее 10 %, что свидетельствует о достаточной степени адекватности аналитических соотношений и конечно-элементных моде-Рис. 3. Тяговые характеристики двигателей леи>

У

>

— Ч ■>• ; Модель-.

: ' ' '

уагииты-шайьы

■.-Л- имемт

■ ' ■ У/ ■ , модель

у

'■к:.;- ■ дов эксперимент

магииты-сег иенты

. - . '

Г •

В ходе проведения исследований было оценено влияние продольного краевого эффекта на характеристики тяговой силы в зависимости от перемещения. Полученные зависимости приведены на рис.4: сплошные линии - характеристики с использованием наконечников, пунктирные - без применения наконечников, зависимости 1,2 магниты-шайбы, 3,4 магниты-сегменты. ¡¡В результате введе-

ния шунтирующих

*сопротивлений пуль-

сации усилия были

и

снижены с 20 % до

яг

приемлемых для дан,ного конструктива 548% от величины но, минального тягового

в .07 2со хе tx 50С баз т ко *ю хех. УСИЛИЯ.

Рис. 4. Зависимость тяговой силы от перемещения подвижной части

Рис. 5. Семейство механических характеристик линейных электродвигателей цилиндрического исполнения

Результаты экспериментальных исследований показали высокую степень их совпадения с данными аналитических расчетов, результатами моделирования, что свидетельствует о достаточном уровне адекватности предло-

женных в работе моделей и алгоритма электромагнитного расчета цилиндрических линейных двигателей.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Предложена новая конструкция магнитной цепи цилиндрического линейного электродвигателя с аксиально-намагниченными постоянными магнитами в составе магнитной системы с радиальной направленностью намагниченности, позволяющая улучшать тягово-энергетические показатели за счёт повышения равномерности распределения электромагнитного поля в рабочем зазоре цилиндрического линейного двигателя в тангенциальном направлении, а также за счёт уменьшения результирующего сопротивления магнитной цепи двигателя.

2. Разработан алгоритм расчета цилиндрического линейного синхронного двигателя с аксиально-намагниченными постоянными магнитами в составе магнитной системы с радиальной направленностью намагниченности, позволяющий учесть особенности, обусловленные архитектурой построения подвижной части цилиндрического линейного электродвигателя.

3. Для различных конструкций подвижной системы цилиндрического линейного двигателя получены двумерные модели для конечно-элементного анализа. В данных моделях использованы конкретные типы конечных элементов, характеризующихся степенями свободы, соответствующими виду анализа, числу координат модели и использованным видам нагрузок. Граничные условия, выбранные для каждой модели, соответствуют характерным особенностям протекания электромагнитных процессов в их физических прототипах.

4. Выполнена практическая реализация опытных образцов цилиндрических линейных двигателей постоянного тока с характеристиками, соответствующими техническому уровню ведущих мировых производителей электродвигателей данного класса.

5. Разработаны рекомендации по выбору рациональных проектных решений, на основе предложенного критерия, направленных на повышение удельных энергетических показателей и динамических качеств цилиндрических линейных электродвигателей на основе количественных данных чис-

ленных расчетов, а также результатов экспериментальных исследований опытных образцов.

6. Проведены экспериментальные исследования опытных образцов цилиндрических линейных двигателей для подтверждения достоверности полученных теоретических результатов. Сравнительный анализ продемонстрировал высокую степень точности разработанного алгоритма расчета, а также адекватность предложенных конечно-элементных моделей электромагнитных процессов цилиндрических линейных электродвигателей.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Рыжков A.B. Алгоритм определения главных размеров специальных синхронных двигателей с постоянными магнитами/ A.B. Рыжков, Ю.В. Писаревский, В.Л. Бурковский // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2008. Т.4. №2. С. 35-37.

Статьи и материалы конференций

2. Рыжков A.B. Актуальные проблемы и аналитические предпосылки создания высокоресурсного дискретного электропривода малой мощности/ A.B. Рыжков, Э.Э. Борисова // Электротехнические комплексы и системы управления: науч.-техн. журнал. Воронеж, 2006. №2. С. 32-34.

3. Модель дискретного электропривода с переменным сечением по длине когтеобразного магнитопровода / A.B. Рыжков, O.A. Дмитриев, Г.В. Соломахин, Т.В. Круцкая // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: труды Всерос. конф. Воронеж, 2006. С. 100-101.

4. Рыжков A.B. Исследование влияния конструктивных параметров линейного электродвигателя на характеристики магнитной системы с использованием программных средств/ A.B. Рыжков, Г.В. Соломахин // Промышленная информатика: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2006. С. 178.

5. Анненков А.Н. Высокоиспользуемый линейный синхронный двигатель цилиндрической конструкции / А.Н. Анненков, A.B. Рыжков // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: труды Всерос. конф. Воронеж, 2007. С. 111-112.

6. Бурковский В.Л. Цилиндрический линейный синхронный двигатель с продольно-радиальной конструкцией магнитной системы с повышенными энергетическими показателями / В.Л. Бурковский, A.B. Рыжков, А.Н. Анненков // Высокие технологии энергосбережения: труды Междунар. конф. Воронеж: Международный институт компьютерных технологий, 2007. С. 103106.

7. Рыжков A.B. Продольный краевой эффект в высокоиспользуемых линейных синхронных цилиндрических двигателях/ A.B. Рыжков, А.Н. Анненков // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: труды Всерос. конф. Воронеж, 2008. С. 143-144.

8. Рыжков A.B. Подвижный шток конструкции цилиндрического синхронного двигателя/ A.B. Рыжков, P.O. Нюхин // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: труды Всерос. конф. Воронеж, 2008. С. 115-116.

9. Рыжков A.B. Моделирование электромагнитного поля обмотки линейного синхронного двигателя/ A.B. Рыжков, P.O. Нюхин //Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: труды Всерос. конф. Воронеж, 2008. С. 50-51.

Ю.Рыжков A.B. Моделирование линейных исполнительных двигателей методом конечных элементов. Молодежь и наука: Реальность и будущее: материалы I Междунар. науч.-практ. конф. Невинномысск: Калмыцкий государственный университет, 2008. С. 398-401.

11. Рыжков A.B. Определение универсального критерия оптимизации специальных индукторных двигателей малой мощности /A.B. Рыжков, А.Н. Анненков// Электротехнические комплексы и системы управления: науч.-техн. журнал: Издательский дом «Кварта», 2008 №1. С. 37-39.

ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп., 14

Подписано в печать 13.11.2008. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 85 экз. Заказ № Мб

Введение.

Глава 1 Анализ теоретических и конструктивных направлений развития электрических машин линейного перемещения.

1.1 Специфические особенности конструктивных реализаций линейных электрических машин

1.2 Анализ разрабатываемой конструкции цилиндрического линейного электродвигателя.

1.3 Обзор методик проектирования линейных машин.

1.4 Моделирование электромагнитных процессов на основе метода конечных элементов.

1.5 Цель работы и задачи исследования.

Глава 2 Алгоритмизация электромагнитного расчета бесконтактного цилиндрического линейного двигателя постоянного тока.

2.1 Постановка задачи.

2.2 Анализ цилиндрического линейного двигателя постоянного тока с продольно - радиальной конструкцией магнитной системы.

2.3 Алгоритм электромагнитного расчета цилиндрического линейного двигателя постоянного тока.

2.4 Оценка теплового состояния цилиндрического линейного двигателя.

Выводы.

Глава 3 Моделирование и выбор рациональных совокупностей выходных параметров цилиндрического линейного электродвигателя постоянного тока.

3.1 Синтез линейного цилиндрического двигателя постоянного тока на основе критериев максимальных удельных тяговых, энергетических показателей.

3.2 Моделирование цилиндрического линейного двигателя постоянного тока методом конечных элементов.

3.2.1 Описание исходных данных для моделирования.

3.2.2 Анализ результатов моделирования.

Выводы.

Глава 4 Практическая реализация и результаты экспериментальных исследований цилиндрических линейных двигателей.

4.1 Макетные образцы цилиндрических линейных двигателей постоянного тока.

4.1.1 Конструктивные компоненты архитектуры линейного двигателя.

4.1.2 Макетная реализация цилиндрических линейных электродвигателей

4.1.3 Структура блока управления цилиндрическим линейным электродвигателем.

4.2 Результаты экспериментальных исследований разработанных вариантов цилиндрических линейных электродвигателей.

4.2.1 Исследование теплового состояния линейного двигателя.

4.2.2 Экспериментальные исследования индукции в зазоре опытных образцов линейных двигателей.

4.2.3 Исследования электромагнитной тяговой силы удержания от тока в обмотке.

4.2.3 Исследование зависимости тяговой силы разработанных линейных электродвигателей от величины перемещения подвижной части.

4.2.3 Механические характеристики разработанных образцов линейных двигателей.

Выводы.

Актуальность темы.

В настоящее время все большее распространение получают цилиндрические линейные двигатели, в качестве исполнительных элементов электроприводов специального назначения, реализуемых в рамках электротехнических комплексов, используемых, в частности, в космической, медицинской технике. При этом наличие непосредственного прямого действия исполнительного органа в цилиндрических линейных двигателях определяет их преимущество относительно плоских линейных двигателей. Это обусловлено отсутствием сил одностороннего притяжения, а также меньшей инертностью подвижной части, что определяет их высокие динамические качества.

Следует отметить, что в области разработки средств анализа конструктивных вариантов линейных двигателей имеются положительные результаты, полученные как отечественными (Вольдек А.И., Свечарник Д.В., Веселовский О.Н., Коняев А.Ю., Сарапулов Ф.Н.), так и зарубежными исследователями (Ямамура, Wang J., Jewell Geraint W., Howe D.). Однако данные результаты нельзя рассматривать в качестве основы создания универсальных средств, позволяющих осуществлять выбор оптимальных конструктивных вариантов линейных электродвигателей применительно к конкретной объектной области. Это обуславливает необходимость проведения дополнительных исследований в области проектирования специальных линейных двигателей цилиндрической архитектуры с целью получения рациональных конструктивных вариантов, носящих объектно-ориентированный характер.

Таким образом, на основании вышеизложенного, актуальность темы исследования продиктована необходимостью проведения дополнительных исследований, ориентированных на разработку средств моделирования и анализа цилиндрических линейных двигателей с магнитоэлектрическим возбуждением с целью получения рациональных конструктивных решений.

Тематика диссертационного исследования соответствует одному из основных научных направлений ГОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет" Вычислительные системы и программно-аппаратные электротехнические комплексы (Разработка и .исследование интеллектуальных и информационных технологий проектирования и управления сложными промышленными комплексами и системами. ГБ НИР № 2007.18).

Цель и задачи исследования. Целью работы является создание комплекса средств анализа конструкций цилиндрических линейных двигателей постоянного тока с магнитоэлектрическим возбуждением, позволяющих осуществлять выбор их рациональных вариантов, ориентированных на использовании в рамках электроприводов специального назначения, реализующих предельные значения удельных энергетических показателей и уровня динамических свойств.

В соответствии с данной целью, в работе поставлены и решены следующие задачи:

- анализ рациональных конструкций цилиндрических линейных двигателей постоянного тока, обеспечивающих в рамках электроприводов специального назначения предельные значения удельных энергетических показателей;

- проведение теоретических исследований процессов, протекающих в линейных бесконтактных двигателях постоянного тока, как основы построения алгоритма электромагнитного расчета цилиндрического линейного электродвигателя;

- разработка алгоритма электромагнитного расчета с учетом особенностей, обусловленных архитектурой магнитных систем цилиндрического линейного двигателя;

- разработка структур конечно-элементных моделей для анализа электромагнитных процессов применительно к условиям цилиндрического линейного двигателя;

- разработка рекомендаций по выбору рациональных конструктивных решений в рамках процедур проектирования цилиндрических линейных двигателей постоянного тока малой мощности;

- проведение экспериментальных исследований опытных образцов, подтверждающих адекватность аналитических моделей и разработанного алгоритма проектирования цилиндрических линейных двигателей.

Методы исследований. В работе использованы методы теории поля, теории электрических цепей, теории проектирования электрических машин, вычислительной математики, физического эксперимента.

Научная новизна. В работе получены следующие результаты, отличающиеся научной новизной:

- предложена конструкция магнитной цепи цилиндрического линейного двигателя постоянного тока с аксиально-намагниченными постоянными магнитами в составе магнитной системы с радиальной направленностью намагниченности, отличающаяся новой архитектурой построения подвижной части линейного электродвигателя;

- разработан алгоритм расчета цилиндрического линейного двигателя постоянного тока с аксиально-намагниченными постоянными магнитами в составе магнитной системы с радиальной направленностью намагниченности, отличающийся учетом особенностей, обусловленных архитектурой построения подвижной части цилиндрического линейного электродвигателя;

- разработаны структуры конечно-элементных моделей, отличающиеся специальным набором граничных условий в краевых зонах;

- разработаны рекомендации по выбору рациональных проектных решений, направленных на повышение удельных энергетических показателей и динамических качеств цилиндрических линейных электродвигателей постоянного тока на основе количественных данных численных расчетов, а также результатов экспериментальных исследований опытных образцов.

Практическая значимость работы. Практическую ценность диссертационной работы составляют:

- алгоритм проектирования цилиндрических линейных двигателей малой мощности;

- конечно-элементные модели в двумерном анализе цилиндрических линейных двигателей, позволяющие сопоставлять удельные характеристики двигателей различных конструктивов магнитных систем;

- рекомендации по проектированию цилиндрических линейных синхронных электродвигателей, направленные на повышение удельных энергетических показателей и динамических качеств.

Предложенные модели и алгоритм могут быть использованы в качестве математической основы создания специальных средств прикладного программного обеспечения систем автоматизированного проектирования бесконтактных двигателей постоянного тока.

Реализация результатов работы. Полученные теоретические и экспериментальные результаты диссертационной работы использованы на предприятии «НИИ Механотроники - Альфа» при выполнении НИР «Исследование путей создания современных высокоресурсных механотронных исполнительных приводов различных видов движения в вариациях с цифровым информационным каналом и бездатчиковым управлением при идентификации фазовых координат, интегрированных в системы жизнеобеспечения космических аппаратов (КА)», НИР «Исследование путей создания «интеллектуальных» электроприводов линейного перемещения с управлением по вектору состояния для систем автоматики КА», НИОКР «Исследование и разработка интеллектуальных меха-тронных движителей линейного прецизионного перемещения с нетрадиционной модульной компоновкой для промышленного, медицинского и специального оборудования нового поколения», а также внедрены в учебный процесс кафедры «Электромеханических систем и электроснабжения» ГОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет" в лекционный курс «Специальные электрические машины».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на региональной научно-технической конференции "Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве"

Воронеж 2006, 2007), на межвузовской студенческой научно-технической 8 конференции "Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники" (Воронеж, 2007), на всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве» (Воронеж, 2008), в международной школе-конференции «Высокие технологии энергосбережения» (Воронеж, 2008), на I международной научно-практической конференции «Молодежь и наука: реальность и будущее» (г. Невинномысск, 2008), на научно-техническом совете «Научно-исследовательского и проектно-конструкторского института Механотроники-Альфа» (Воронеж, 2008), на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов кафедры автоматики и информатики в технических системах ВГТУ (Воронеж, 20062008). Кроме того, результаты диссертации опубликованы в сборниках научных трудов «Электротехнические комплексы и системы управления», «Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники» (г. Воронеж 2005-2007 г.), в журнале «Электротехнические комплексы и системы управления» (г. Воронеж 2007-2008 г.), в Вестнике Воронежского государственного технического университета (2008 г).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 научных работ, в том числе 1 - в изданиях, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 121 наименования, материал изложен на 145 страницах и содержит 53 рисунка, 6 таблиц и 3 приложения.

Выводы: комплекс проведенных экспериментальных исследований показал:

1. Адекватность теплового расчета выполненного на этапе проектирования линейного электродвигателя.

2. Высокую степень сходимости основных параметров цилиндрического линейного двигателя, полученных расчетным и экспериментальным путем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения научно-исследовательской работы в результате проведения анализа и синтеза цилиндрического линейного синхронного двигателя с магнитоэлектрическим возбуждением получены следующие основные результаты.

1. Предложена новая конструкция магнитной цепи цилиндрического линейного электродвигателя с аксиально-намагниченными постоянными магнитами в составе магнитной системы с радиальной направленностью намагниченности, позволяющая улучшать тягово-энергетические показатели за счёт повышения равномерности распределения электромагнитного поля в рабочем зазоре цилиндрического линейного двигателя в тангенциальном направлении, а также за счёт уменьшения результирующего сопротивления магнитной цепи двигателя.

2. Разработан алгоритм расчета цилиндрического линейного синхронного двигателя с аксиально-намагниченными постоянными магнитами в составе магнитной системы с радиальной направленностью намагниченности, позволяющий учесть особенности, обусловленные архитектурой построения подвижной части цилиндрического линейного электродвигателя.

3. Для различных конструкций подвижной системы цилиндрического линейного двигателя получены двумерные модели для конечно-элементного анализа. В данных моделях использованы конкретные типы конечных элементов, характеризующихся степенями свободы, соответствующими виду анализа, числу координат модели и использованным видам нагрузок. Граничные условия, выбранные для каждой модели, соответствуют характерным особенностям протекания электромагнитных процессов в их физических прототипах.

4. Выполнена практическая реализация опытных образцов цилиндрических линейных двигателей постоянного тока с характеристиками, соответствующими техническому уровню ведущих мировых производителей электродвигателей данного класса.

5. Разработаны рекомендации по выбору рациональных проектных решений, на основе предложенного критерия, направленных на повышение удельных энергетических показателей и динамических качеств цилиндрических линейных электродвигателей на основе количественных данных численных расчетов, а также результатов экспериментальных исследований опытных образцов.

6. Проведены экспериментальные исследования опытных образцов цилиндрических линейных двигателей для подтверждения достоверности полученных теоретических результатов. Сравнительный анализ продемонстрировал высокую степень точности разработанного алгоритма расчета, а также адекватность предложенных конечно-элементных моделей электромагнитных процессов цилиндрических линейных электродвигателей.

1. Аванесов М. А., Валковой А. П., Луценко В. Е., Ляшук Ю. Ф. Оптимизация электромагнитной структуры линейных мехатронных модулей. Привод, техн. 2001, № 5, с. 36-41, 11 ил. Библ. 3. Рус.

2. Артемьев Б.А. Обобщенная теория электрической машины со сплошным ротором. Л.: Изд-во Ленингр. ун.-та, 1980. - 188 с.

3. Балагуров В.А. Электрические машины с постоянными магнитами. — М.-Л.:Энергия, 1964. 480 с.Балагуров В.А. Электрические машины с постоянными магнитами. - М.-Л.:Энергия, 1964. - 480 с.

4. Бахвалов Н. С. Численные методы (анализ, алгебра, обыкновенные дифференциальные уравнения).- М.: Наука, 1973. 632 с.

5. Босинзон М. А., Черпаков Б. И. Электроприводы на базе линейных двигателей для станков и машин // Бюл. "Нов. технол.".— 1998.— № 4.— С. 10-17.—Рус.

6. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины: Учеб. Пособие для электромеханических и электроэнергетических спец. втузов. М.: Высш. шк., 1985.-255 е., ил.

7. Бут Д. А., Чернова Е. Н. Линейные вентильно-индукторные двигатели. // Электричество.— 1999- № 12— С. 32-41.— Рус; рез. англ.

8. Варианты построения математической модели линейной машины. Мамедов Ф. А., Денисов В. Я., Курилин С. П., Хуторов Д. В. Электричество. 2000, № 10, с. 35-39, 2 ил. Библ. 12. Рус; рез. англ.

9. Веселовский О.Н. Расчет характеристик низкоскоростных линейных асинхронных двигателей // Электричество. 1980. № 5. - С.26-31.Бесекерский В.А. Цифровые автоматические системы. — М.: Наука, 1976. - 576 с.

10. Ю.Веселовский О.Н., Коняев А.Ю., Сарапулов Ф.Н. Линейные индукционные двигатели. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 255 с.

11. Вилтнис А.Я., Дриц М.С. Концевой эффект в линейных двигателях. Задачи и методы решения. Рига: Зинатне, 1981. - 258 с.

12. Володин Г. И. Математическое моделирование линейного асинхронного электродвигателя с вторичной частью произвольной длины. Изв. вузов. Электромех. 2001, № 4-5, с. 54-57, 2 ил. Библ. 9. Рус.

13. Вольдек А.И. Индукционные магнитогидродинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом. Д.: Энергия, 1970. - 72 с.

14. Вольдек А.И., Янес Х.И. Поперечный краевой эффект в плоском индукционном насосе с электропроводящим каналом // Тр. Таллинск. политехи, ин.-та. 1962, № 197. - С. 23-35.

15. Вольдек А.И., Толвинская Е.В. Основы теории и методики расчета характеристик линейных индукционных машин // Электричество. 1975, № 9. - С. 29 - 36.

16. Всесоюзное совещание "Проблемы создания и применения линейных электродвигателей и электроприводов в машинах, оборудовании и транспорт-но-технологических системах". Тезисы докладов. — Донецк, 1989. 64 с.

17. Горелов А.Т. Анализ влияния параметров модулей индуктора на степень проявления краевого эффекта в линейном асинхронном двигателе. Электричество, 2001, № 7.

18. Гречихин В.В., Юфанова Ю.В. Моделирование магнитных полей разомкнутых магнитных систем с малыми воздушными зазорами модифицированным методом интегральных уравнений // Известия вузов. Электромеханика. -2001.-№4-5. С. 5-8.

19. Дмитриев Д. О., Ионов А. А., Курбатов П. А., Терехов Ю. Н., Фролов М. Г. Перспективные конструкции и методы моделирования линейных магнитоэлектрических машин / // Электротехника.— 1999.— № 10.— С. 31-37.— Рус.

20. Домбровский В.В. Справочное пособие по расчёту электромагнитного поля в электрических машинах. Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1983256 с.

21. Ефимов И.Г., Соловьев А.В., Викторов О.А. Линейный электромагнитный привод. Л.: Издательство Ленинградского университета. 1990.-212 с.

22. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М. : Мир, 1975.541 с.

23. Иванов Смоленский А.В. Электромагнитные поля и процессы в электрических машинах, и их физическое моделирование. - М.: Энергия, 1969. - 304 с.

24. Ивоботенко Б.А. и др. Планирование эксперимента в электромеханике. -М.: Издательство «Энергия», 1975. 184 е., ил.

25. Ижеля А.Г., Ребров С.А., Шаповаленко Г.А. Линейные асинхронные двигатели-К.:Техшка, 1975. 136 с.

26. Калинь Т.К. Линейные индукционные машины с поперечным магнитным потоком. Рига: Зинатне, 1980.- 170 с.

27. Кенио Т., Нагамори С. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 180 с. Гудвин Г. К., Гребе С.Ф., Сальгадо М.Э. Проектирование систем управления. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. - 911 е., ил.

28. Кислицын А. Л., Дмитриев В. Н. Вопросы теории линейных асинхронных исполнительных двигателей для приборных автоматических систем. Электротехника. 2001, № 5, с. 3-6.

29. Ковалёв О.Ф. Расчёт магнитных полей комбинированным методом конечных элементов и вторичных источников И Известия вузов. Электромеханика. 2000.- № 4. С. 14-16.

30. Коняев А.Ю., Мурджикян М.Г., Сарапулов Ф.Н. К учету шунтирующих потоков при расчете магнитной цепи индукционной машины // Магнитная гидродинамика.- 1974. № 4. С. 82-86.

31. Копылов И.П. Применение вычислительных машин в инженерно-экономических расчетах (Электрические машины): Учебник. М.: Высш. школа, 1980.-256 е., ил.

32. Копылов И.П. Электромеханические преобразователи энергии. М.: Энергия, 1973.-400 с.

33. Коськин Ю.П., Цейтлин JI.A. Синхронные машины с немагнитным ротором. Д.: Энергоатомиздат, 1990. - 280 с

34. Курант Р., Гильберт Д. Методы математической физики. Пер. с англ. М. JI. : Гостехтеориздат, 1951.- 476 с.

35. Лиеллетер Я.Я. Жидкометаллические индукционные МГД-машины. -Рига: Зинатне, 1969. 180 с.

36. Линейный модуль с синхронным двигателем. Lineareinheit mit Syn-chron-Linearmotor// Bander-Bleche-Rohre.— 1999 — 40, № 6.— С. 50— Нем.

37. Лопухина Е.М., Ефименко Е.И. К анализу работы двухфазных машин с пространственной и магнитной асимметрией // Электромикромашины.: Материалы межвуз. научн. техн. конф. - Каунас, 1969.- С. 343-351.

38. Математическое моделирование линейных индукционных машин / Ф.Н. Сарапулов, С.В. Иваницкий, С.В. Карась и др. Свердловск: Изд.-во Уральск, политехи, ин.-та, 1980.- 100 с.

39. Милых В.И. Исследование магнитного поля и электродинамических параметров линейного электродвигателя с большим зазором. — Электричество, 1996, №5.

40. Нейман Л.Р. Поверхностный эффект в ферромагнитных телах. Л.: Госэнергоиздат, 1949.- 190 с.

41. Нейман Л.Р, Демирчан К.С. Теоретические основы электротехники.: В 3 т. М.-Л.: Энергия, 1966. Т. 2. - 407 с.

42. Новиков А.В., Кафтанатий В.Т. Тихоходные микродвигатели постоянного тока // Электрические двигатели малой мощности: Сб. докл. Всесоюз. науч. техн. совещ. - Киев: Наукова думка, 1969. Ч. 1 С. 260 - 266.

43. Овчинников И.Е., Лебедев Н.И. Бесконтактные двигатели постоянного тока. Л.:Наука, 1979. - 270 с.

44. Острейко В.Н. К расчету электромагнитных полей в многослойных средах//Изв. вузов. Сер. Электромеханика.- 1980. № 6.- С. 551-555.

45. Парте И. Теоретическое и экспериментальное исследование индукционных машин с разомкнутым магнитопроводом.- Таллин: Валгус, 1972.- 276 с.

46. Перминов Ю.Н. Штейнберг В.К. Линейные двигатели для периферийного оборудования ЭВМ. Известия вузов "Электромеханика", 1989, №5, с 18-21.

47. Постников И.М., Безусый Л.Г. Расчет бегущего электромагнитного поля в многослойных средах // Изв. АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт.- 1970. № 6.- С. 42-49.

48. Постоянные магниты. Справочник. Под ред. Ю.М.Пятина. М., «Энергия», 1971. -376 е., ил.

49. Потапов В.А. Прогнозы роста европейского рынка линейных двигателей // Эксперт. 2003. №6.- С. 21- 24.

50. Применение метода проводимостей зубцовых контуров для расчета электромагнитных полей в электрических машинах // М.: Информэлектро, 1985. -32 с.

51. Рыжков А.В., Нюхин P.O. Подвижный шток конструкции цилиндрического синхронного двигателя. Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: Труды Всерос. Конф. Воронеж: Воронежский гос. техн. ун-т, 2008. 143с.

52. Рыжков А.В., Писаревский Ю.В., Бурковский B.JI. Алгоритм определения главных размеров специальных синхронных двигателей с постоянными магнитами. Вестник Воронежского государственного технического университета, т. 4 , № 2 2008.

53. Рыжков А.В., Анненков А.Н. Определение универсального критерия оптимизации специальных индукторных двигателей малой мощности. Научно-технический журнал «Электротехнические комплексы и системы управления»: Издательский дом «Кварта», №1 2008. 37 с

54. Сабоннадьер Ж.-К., Кулон Ж.-JI. Метод конечных элементов и САПР. Пер. с франц. М.: Мир, 1989. - 190 с.

55. Сайт фирмы Copleycontrols Inc. (США) http://www.copleycontrols.com/

56. Сайт фирмы ЗАО «Сервотехника» http://www.servotech.ru/

57. Сайт фирмы «Vdm-systems» (Россия) http://www.vdm-systems.ru/

58. Сайт фирмы «LinMot» (Швейцария) http://www.LinMot.com/

59. Сайт фирмы http://www.sis-inc.ru

60. Сайт фирмы «Beckhoff» (Германия) http://www.beckhoff.com/

61. Сайт научно-технического журнала http://www.sodick.ru

62. Сайт фирмы «Honeywell» (США) http://www.honeywell.com

63. Сарапулов Ф.Н. Расчет режима короткого замыкания индукционного двигателя на основе магнитной схемы замещения // Электричество, 1976.- № 6.-С. 54-58.

64. Сарапулов Ф.Н., Бегалов В.А., Барышников Ю.В. Стационарный режим динамического торможения короткозамкнутых линейных асинхронных двигателей // Электротехника, 1983.- № 5.- С. 34-37.

65. Сарапулов Ф.Н., Пирумян Н.М., Барышников Ю.В. Расчет характеристик холостого хода индукционных двигателей на основе магнитных схем замещения // Электричество, 1973. № 2. - С. 15-18.

66. Свечарник Д. В. Линейный электропривод. М.: Энергия, 1979. - 152е., ил.

67. Свечарник Д. В. Электрические машины непосредственного привода: Безредукторный электропривод. М.: Энергоатомиздат, 1988. -208 е.: ил.

68. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. Пер. с англ. -М.: Мир, 1979. -392 с.

69. Смирнов Ю.В. Линейные вентильно-индукторные двигатели. — Электричество, 2002, № 1.

70. Соловейчик Ю.Г., Персова М.Г., Нейман В.Ю. Конечноэлементное моделирование электродинамических процессов в линейном электромагнитном двигателе. Электричество, 2004, № 10.

71. Сорокин Л.К., Соколов М.М. Электропривод с линейными асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1974. - 136 с.

72. Столов Л.И., Афанасьев А.Ю. Моментные двигатели постоянного тока. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 224 с.

73. Стренг Г., Фикс Д. Теория метода конечных элементов.: Пер. с англ. -М.: Мир, 1977. 349 с.

74. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статические методы планирования экстремальных экспериментов. -М.: Наука, 1965.-313 с.

75. Таранов И.Н. Применение интерполяционного метода к решению задач магнитного поля // Известия вузов. Электромеханика.-2001.-№ 3. С. 11-14.

76. Тазов Г.В., Хрущев В.В. Математическая модель асимметричной машины // Электричество. 1989. № 1.- С. 41 - 49.

77. Универсальный метод расчета электромагнитных процессов в электрических машинах / А.В. Иванов Смоленский, Ю.В. Абрамкин, А.И. Власов и др. Под ред. А.В. Иванова - Смоленского. - М.: Энергоатомиздат, 1986.- 216 с.

78. Хемминг Р.В. Численные методы для научных работников и инженеров. Пер. с англ. М.: "Наука", 1976 г. - 400 с.

79. Хитерер М.Я., Овчинников И.Е. Синхронные электрические машины возвратно-поступательного движения. СПб.: КОРОНА принт, 2004. - 368 с.

80. Штурман Г.И. Индукционные машины с разомкнутым магнитопрово-дом// Электричество.- 1946. № 10.- С. 43-50.

81. Штурман Г.И., Аронов P.JI. Краевой эффект в индукционной машине с разомкнутым магнитопроводом // Электричество.- 1947. № 2. С. 54-59.

82. Цирлин И.А. Об оптимальном типе электродвигателей для объектов разового назначения // Энергия XXI век: Ежеквартальный науч. - практ. вестник. № 2 (48) - Воронеж: Изд-во ФНПЦ НПК (О) "Энергия", 2002. С. 5-12.

83. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка следящего прецизионного электропривода линейного перемещения узла диска голографи-ческих запоминающих устройств» (заключительный). НПО «Энергия».

84. Численное моделирование стационарных магнитных полей магнитоэлектрических систем методом конечных элементов. / Ю.А. Бахвалов, А.Г. Ни-китенко, В.П. Гринченков и др. // Электротехника. 1999. - №1. С. 29-32.

85. Ямамура С. Теория линейных асинхронных двигателей: Пер. с англ. -JL: Энергоатомиздат, 1983. -160 с.

86. Янес ХИ. Об определении мощностей магнитных потерь по фазам трехфазного линейного индуктора // Тр. Таллинск. политехи, ин.-та.- 1976. № 398.- С. 25-48.

87. Патент США 5990583 Стержневой линейный двигатель. Shaft-type linear motor/ Minolta Co., Ltd, Nanba Katsuhiro, Kitaoka Toshio, Yagoto Mitsutoshi. № 09/189351; Заявл. 09.11.1998; Опубл. 23.11.1999 (Япония)

88. Пат. 2149493 Россия. Электромагнитный линейный двигатель. Ульян. Гос. техн. ун-т. Заявл. 17.09.1999. Опубл. 20.05.2000.

89. А. С. 17794816 СССР, МКИ3 Н02К 41/025. Линейный асинхронный двигатель / А.Н. Анненков, В.А. Медведев, А.И. Шиянов, В.А. Белов (СССР). №4801074 /07(012277). Опубл. 28.06.91. Бюл. №41.

90. Патент США 5920164 Линейный двигатель без щеточного контакта. Brushless linear motor / Moritz Frederick G., Mosciatti Roger; MFM Technology, Inc.—№ 08/943005; Заявл. 02.10.1997; Опубл. 06.07.1999.

91. Патент США 6313552 Коаксиальный линейный двигатель для прецизионных перемещений. Coaxial Linear Motor for Extended Travel/ Linear Drives Lim. Gerard Sean Boast. № 09/444807; Заявл. 22.11.1999; Опубл. 06.11.2001.

92. Патент США 5959374 Цилиндрический линейный двигатель. Electromagnetic Actuator/MTS Systems Corp. William G. Anderson, № 08/915502; Заявл. 21.08.1997; Опубл. 28.09.1999

93. Патент США 5949161 Линейный двигатель. Linear Drive Device/ / Minolta Co., Ltd, Nanba Katsuhiro № 08/967009; Заявл. 10.11.1997; Опубл. 07.09.1999108. Патент Япония 223 8239А

94. Патент США 6051897 Соленоидный линейный двигатель. Solenoid Actuator with Positional Feedback/ Synchro-Start Products, Inc. Thomas Wissler, № 09/305496; Заявл. 05.05.1999; Опубл. 18.04.2000.

95. ANSYS Theory Reference.001242. Eleventh Edition. SASIP,Inc. 12861. P117. http://www.tor.ru/elcut

96. Jamieson R.A. Eddi-current effects in solid iron rotors.- Proc. IEE -1968.- V.l 15. № 6. P. 813-820.

97. ANSYS Basic Analysis Procedures Guide. ANSYS Release 5.6. ANSYS Inc., 1998.

98. Сайт фирмы производителя постоянных магнитов http ://www.NdFeB .ru.