автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Бесконтактный вентильный двигатель постоянного тока

На правах рукописи

БЕСКОНТАКТНЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

. Специальность ft3.C9.01 - Электромеханика

Автореферат диссертации па соигкэ1ше ученой степшн кандидата техтпеекмх наук

Екатеринбург 1996

Работа выполнена на нетрадиционной энергетики технического университета.

11аучпыи руководитель

кафедре электромеханики и Самарского государственного

заслуженный деятель науки и техники России, д-р техн. наук, профессор Скороспсшк'ин А.И.

Научный консультант

канд. техн. наук, доцент Высоцкий В.Е.

Официальные оппоненты:

д-р техн. наук, профессор Пластуй А.Т. (г.Екатеринбург);

канд. техн. наук, доцент Бегалов В А. (г. Екатеринбург).

Ведущее предприятие

АО "Псковэлектромаш" (г.Псков)

Защита диссертации состоится 22 мая 1996 г. в 14 ч 15 мин в ауд. Э-406 на заседании специализированного совета Д.063.14.05 при Уральском государственном техническом университете.

С диссертацией можно ознако. - лтъся в библиотеке УГТУ.

Огзыв в одном экземпляре, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, К-2, ул. Мира, 19, УПУ, ученому секретарю.

Автореферат разослан

-Ю

апреля 1996 г.

Ученый секретарь специализированного совета канд. техн. наук, доцент

В.Ф. Шутько

Актуальность темы. Создание новых и модернизация.существующих систем промыаленной автоматики и электропривода битового назначения требует разработки высокоэффективных электромеханотрон-ных систем на база специальных электрических маилн. Улучиенные динамические свойства, высокая перегрузочная способность я хоро-аая управляемость в сочетании с рациональной компоновкой дают несомненные преимущества бесконтактным зонтилышм двигателям посто-7:11 ;юго тока (Е2ШТ) с постоянными магнитами э качестве индуктора по сравнении с другими типами маиин.

В насгояцоо зромя, несмотря на проышленнов освоение ЕЗДИТ, многие вопросы теории, проектирования, исследования и разработки БЗДПТ остаатся малоизученными и треоуюг доли^ийтельного анализа и подробного рассмотрения.

Поскольку вентильный двигатель является сочетанием дискретного управляемого полупроводникового и бесконтактного электромеханического преобразователей энергии, вопросы взаимоувязки и взаимовлияния электромагнитных процессов в иапинной и преобразовательной части безусловно играют большую роль при проектировании таких систем. Дискретный характер переключений и смени электромагнитных структур БВДПТ оказызает существенное гоздойстзиа на характер его функционирования а управления. Скачкообразный характер изменения параметров на границах интервалов постоянства структур а их изменение з пределах каздого интервала позволяют отнести БЗДПТ к весьма сложным динамическим системам с изменяемыми параметрами. Таким образом, своеобразие электромагнитных, а такяе электромеханических процессов, присущих этому типу маиин, приводит к необходимости их дальнейшей разработки и углубленного теоретического анализа, создания адекватных математических моделей и поиска методов и средств повшения качества процессов электромеханического преобразования энергии и управления.

Учитывая излозенное, мохно сделать зызод, что разработка и исследование БВДцТ актуальны и способствуют дальнейаему созераен-ствованиа электроприводов и электрооборудования на их осново, а также призваны повысить эффективность и технический уровень данного класса элекхромеханотронных систем.

Цель работц. Исследование квазиустановинзихся процессов бесконтактного вентильного двигателя с зозбузденнем от постоянных магнитов и получедио на этой основе рекомендаций по'проектированию и выбору конструктивных вариантов,-а таюхе исследование способов

наиболее рационального управления ими для обеспечения заданного качества процессов электромеханического преобразования.

Задачи исследования. В работе решаются следующие основные задачи.

1. Разработать математические модели квазиустановивлшхся электромагнитных процессов в ЩПТ как в системе с периодически скачкообразно изменяющимися параметрапп с учетой коммутационного интервала постоянства структуры и формы кривой индукции в зазоре.

2. Получить выражения для составляющих противоЭДС обмотки якоря и определить использование электромаглшной части БЗДПТ з зависимости от конструкции ротора, воздействия коммутационных электромагнитных процессов и параметров управления.

3. Выработать рекомендации по частным аспектам проектирования ВДПТ: выбору рациональной конструкции ротора, учету фактора пульсаций, оценке влияния угла включения вентилей управляемого коммутатора (УВК) и другим.

4. Исследовать функционирование в квазиустановивиемся регше и способы управления ВДНТ с учетом дискретности работы УВК и закона позиционной коммутации.

5. Провести экспериментальную проверку адекватности математических моделей и основных теоретических полозений на макетной образце.

Цотоды исследования. Реиение указанных задач выполнялось о использованном:

1)'Ыатодов полезной составляющей и усредненных значений для исследования эяектромеханотронных систем;

2) иетода припасовывания реыений и методов мгновенных значений; _ '

3). дискретного В - преобразования Лапласа и аналогов преобразования Рймана-Меллина. для дискретных систем;

А) методов теории подобия и идентификации для экспериментальной проверки результатов теоретических исследований.

Научная новизна

I. Разработаны математические модели для квазиустановивяшхся электромагнитных процессов на основа "полезных" составляющих параметров, учитывающие конструкцию магнитной системы, коммутационный интервал постоянства структуры, фориу кривой изменения индукции в воздупшм зазоре, ограниченное число секций(фаз) обмотки якоря

2. Получены выранения для коэффициента использования элект-роыашкнной часта ЩИТ, учитывающие кроне перечисленных факторов, фактор пульсаций, закон позиционной коммутации, параметры управления, эффект вытеснения тока по переменит составляющим.

3. Разработана ыатематическая модель БЕДДТ для исследования его функционирования и управления при различных импульсных способах воздействия на напряжение фаз обмотка якоря с учетом дискретности работ УВК.

4. Выявлены основные закономерности изменения показателей функционирования ВДиТ в зависимости от частоты вращения, параметров цепи якоря, длительности коммутационного интервала, параметров регулирования в квазнустановивпемся и динамической резиыах работы.

5. Предложены критериальные зависимости по оценке пульсаций тока якоря и электромагнитного ысцента при.функционировании, а такзе при различие: способах импульсного управления ЩИТ.

Практическая ценность

1. На основе теоретических к экспериментальных исследований, а та.'ае расчетов ряда ЩаТ, получено обоснование выбора рациональной конструкции «агнптяоа цепи электромеханического преобразователя ЕЗДИТ. .

2. Разработан» рекомендации по проектированию ВБДПТ с учетом ряда факторов, присущи: этому тису электромеханотронных систем.

3. Получены зависимости пульсаций тока якоря к частоты вращения от параметров управления при различных способах импульсного воздействия (ВШ, ВИР).

4. Разработана система управления,реализующая основные принципы лозиционно - зависимой коммутации к-регулирования Щ!!Г.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и Осуждались на:

- УП пзучно-техплчаскоя конференции "Современные тенденция в развитии и конструировании коллекторных иапин постоянного тока". Оиск, 1393 г.;

• пбплояной нзучко-тохническоз лонфоронцпк "Современные проблемы энергетики, электромеханики и электротахиологии", поеввденной

75 - летио УГ1У - УПИ, Екатеринбург, 1995 г.; - научно-технических семинарах кафедры "Электромеханика и нетрадиционная энергетика" Самарского государственного технического университета, I99í - 1996 гг.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 4 печатных работы.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заклвчения, списка использованных источников из 64 наименований, изложена на 127 страницах основного

текста, иллюстрирована рисунками на 45 страницах.

«

СОДЕРШИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследований, определена цель рабой, сформулированы задачи диссертации и новые научные результаты, полученные при их.ранении.

В первой главе проведен анализ современного состояния теоретических исследований и практических разработок вентильных двигателей с постоянными магнитами и УВК на полностью управляемых вентилях-транзисторах. Эти разработки и исследования, как показывает анализ, необходимо развивать з следующих основных направлениях.

Во-первых, это. улучшение использования электромеханических преобразователей вентильных двигателей (35) как за счет применения специальных схем обмоток и управляемых транзисторных коммутаторов, так и за счет оптимизации конструкций индукторов с постоянными магнитами. Добиться этого, а -тагае повцпения энергетических показателей ВДПГ, mosho только при комплексном-подходе, учитываемом особенности бесконтактного электромеханического и управляемого вентильного преобразователей и требования к Вд со стороны исполнительного механизма.

Во-вторых, это создание адекватных математических моделей БЗДПТ, учитывающих дискретность работы УВК, связь мэкду основными электромагнитными величинами,,характеризующими его состояние,и пологением ротора. В отконении указанного -следует отметить, что современные методы матоматического моделирования электромагнитных и электромеханических процессов в бесконтактных £Д базируются на двух подходах. Первый подход применяется преимущественно для машин малых н средних мощностей, при этом £Д рассматривается .как машина постоянного тока. Он используется s работах Овчинникова И.Е., Лебедева Н.И., Дубенского A.A., Скороспешкина А.й.,3иннера Л.Я.

Согласно вториму шлхаду ВД» особенно больших мощностей, анализируется как ыааина пораненного тока. Такой подход принят в работах Аракеляна А.К., Афанасьева Д.А., Свдельникова Б.В., Вевюрко И.А., Magreatvu R., Haßoch. А.

В целом математические а одел:: различных модификаций позволяют разработать та или шшо обобщенные подходы к проектировании и оптимизации Щ.

Далее необходимо иметь в виду такое на правление,как разработка методик проектирования, в тои числе .и автоматизированного, которые учитывали бы особенности электромагнитных и электромеханических процессов в БД, связанные с аалш числом $аз(секций) якоря, пульсациями тока, момента и частоты вращония, добавочными потерями и другими факторами, сопрояждаюциии его работу.

Из анализа публикаций следует, что для проектирования ВДЛТ, в зависимости от исходных требований, использувтся разные рекомендации, ко до сих пор нет единой стратегии его проектирования. Тем нэ менее слодует признать ощутимый перенос работ, в которых подход к проектированию приближается к методике проектирования классических маиин постоянного тока, дополненной расчетом магнитной системы с постоянными магнитами и элементов коммутирующего устройства.

И наконец, к ваанейиеау направления в области зонтяльных двигателей относится исследование функционирования и управления с учзтом дискретности изменения электрических цепей обмоток и коммутатора, смены структур на рабочем и коммутационном интервалах, пульсаций тока, момента я частоты вращения. Здесь следует отметить, 'что разные подходы к анализу не позволяй? адекватно учесть указанные факторы, и поэтом? для наиболее полного учэта следует использовать комбинацию различных методов.

'Хйким образом, в данной главе определен круг вопросоз, которые необходимо разрешить при исследовании и разработке ВДПТ.

Во второй главе приводится математическая модель ЩИТ, учи- ' :ыва;тдая различные структуры на рабочем и коммутационном интервалах в электромагнитном КЕазиустанозивщеыся процессе, конструктивов устройство ротора, форму кривой индукции в воздупном зазора -I закон позиционной коммутации.

Уравнение исходной математической модели квазиустановиваэгося >ез£има m - фазного ВД11Т для рабочего интервала, когда в электро-

магнитной процесса участвуй? 1-я и л/-я фазы,имеет зад

И,* - и,-ия- *

2eos42n-')^ w»(2n-0 a(wU/?0Vie] »

i,= -i« = la , где - т^*-^"14^ •

Ç - угол спада индукции з зазоре; у - угол, соответствующий длительности коммутационного

интервала; /?„- угол включения вентилей УВН;

эквивалентное потокосцегаение постоянного магнита, для коммутационного интервала, когда в работе участвуют 1-я, iV-я и ЛМ фазы (рис.1),структура уравнения усложняется, поскольку■

, для - 4 L а ^ - t .

С i V .'toi* ОДт • : / Угшч

a li = 1а » —jf' lftV1 у >•

Бозиояносги получения аналитических выражений для токов, ЗДЗ, мгновенной мощности и других переменных, характеризующих работу ВД, весьма ограничены. Даже для очень простых случаев эти ранения трудно представить в замкнутой форме. В связи с этич анализ проводится с использование!) ряда упрощающих допущений.

имея в виду пределы суцествования электромагнитных структур коммутационного ( - X ; - + у ) и рабочего ( - • + ^ ,

т 2m 2т *-т

-f--) интервалов,следует определить математическую модель ЩПТ как систему дцффорепцпалькъсс уравнений с переменными, пориодичзс-ки скачкообразно изменяющимися коэффициентами. Метод поиска перы-одаческих реаений уравнений для ЩПТ при синусоидальном законе распределения индукции вдоль зазора основан на спектральном подходе. Уравнения математической подели приобретают следующий вид:

«Л" VP[U(Ol„] .

Правая и левая части уравнения являются периодическими скачкообразно изменяющимися функциями с периодом и поскольку обе подчиняются условию Дирихле, то, раскладывая их в ряд Фурье, ценно получить на*основе спектрального подхода интегральные характеристики ЕЭД1Т для квазиустановивзегося регима.

С целью анализа использования электромеханического преобразователя 5ВДПТ в работе получены выранения мгновенных и средни значений пзрацетрической ЭДС и ЭДС зращения. Графики этих ЭДС на рабочем и коммутационном интервалах приведены для частного случая гармонического закона изменения индукции в воздушном зазоре на рис. 2.

В общем случае при трапецеидальном законе изменения индукции в зазоре выражение для мгновенного значения параметрической ЭДС на рабочем интервале имеет вид

3 выражение для параметрической ЭДС на коммутационном интервале входят компоненты,зависящие от угла коммутации. При гармоническом закона распределения индукции в зазоре получаом зырагониэ для бри, с учетом а а I.

Среднее значение параметрической ЭДС определяется интегралом зтаа . я ' ■

m -JT Í, Im

Аналогично определяется параметрическая ЭДС а аа коммутационном интервале. . ■ '

В целом среднее значение параметрической ЭДС на такте работы ЕЗДПТ, т.е. на интервале

•Щ

с" . с"

Ьр*и Я. Срки •

т

Подобный анализ проводится и для ЭДС вращения, причем среднее значение ЭДС отдельно на рабочей и коммутационном интервалах определяется следующими выражениями:

Среднее значение Е^* на такте работы ЩПТ находится аналогично Ер*. Для учета влияния коммутационного интервала л параметрическог ЭДС на использование электрической машины Щ, с точки зрения соотношения электромагнитных мощностей ВДПГ и коллекторного двигателя, вводится ряд коэффициентов.

Б пренебрегеиии интервалом коммутации для ЩПТ при наличии полисных башмаков, т.е. только с учетом параметрической ЭДС, следует учитывать коэффициент . . «

у . . Е РР«

с а »«

Необходимо иметь в гиду, что г ЩПТ с постоянными магнитами величина оказывается отрицательной, и в целом при опережающе, коммутации коэффициент'оказывается больоим I, что увеличивает использование электрической папина 8Д.

При учете коммутационного интервала для ЩПТ без полосных

наконечников следует руководствоваться коэффициентом

■ _•» ■ _»♦

К г *»» * Ьвия НИ в г»

Полученные коэффициенты могут быть применена как для оценки эффен тивности использования электромеханического преобразователя, так и при его проектировании.

В третьей главе проводится анализ эффективности использования электромашинной части рассматриваемого двигателя по сравнению с коллекторной машиной постоянного тока (МТ), а такзге даются рекомендации по проектированию ЕВДПТ.

В частности,сформулированы условия эквивалентности вентильного и коллекторного двигателей и дается оценка использования ЩИТ по отношению к ¡¿ПТ.

Коэффициент использования ЕВДПТ по отношения к ЫПТ составляет

рБВОПТ. г 6ВВПТ т Б83ПТ

к„

_ OBUIII . I

fco _ia_

мпт смпт тппт г зп . t„ ia

При определении коэффициента использования учитывается закон позиционной коммутации, дискретность работы ВДПТ, увеличение средних значений ЭДР, для чего вводятся коэффициент инвариантности активных потерь , коэффициент увеличения среднего значения протиЕОЭДС за счет гармонических составляющих, а тзкке коэффициент, учитывающий увеличение активного сопротивления

К . m

m En 2 cos /Зв

из-за действия переменных составляющих тока якоря.

3 самом.общем случае при учете коммутационного интервала, фактора явнопояЕсноста и изменения длительности рабочего интервала при произвольном законе позиционной коммутации коэффициент гс-пользования имеет вид

К* *к к'лРГ ¿тг Р» к „

HL т . ln 2t0S ß. K* ■

Для учета влияния коммутационного интервала на электромагнитный процесс ЕЗДИТ при принудительном выключении вентилей УЕК -транзисторов получены зависимости Л =ПРИ ß» и У»*](]?,) при w® «tonst.

В частности, установлено, что при нейтральной коммутации длительность коммутационного интервала меняется з пределах У»* 10вт28' от холостого хода до номинальной нагрузка. Изменение ае угла включения вентилей ß9 в сторон? опережающей коммутация приводит к умоньиенкю f, на 8 ♦ 20°. .

При известных параметрах машины эти данные позволяют найти

значения коэффициентов ^нк» ^я • Кяк и определить результирующие коэффициенты использования БВДПТ.

Из зависимости Кц от угла /?0 (рис.3) следует, что наличие коммутационного интервала отрицательно сказывается на использовании электромашиной части ЕЗДПТ особенно в зоно рабочих углов О + 30°, причем это характерно и для гармонического для трапецеидального'закона изменения поля в зазоре (рис. 3).

Следует отметить, что для конструкции ротора типа "звездочка' с призматическими постоянными магнитами установка полюсных башмаков (рис.s значительной мэра позволяет скомпенсировать ухудшение использования ЕЩПТ, обусловленкоо наличием коммутационного интерзала. Объясняется это.превалирующим влиянием фактора явнопо-лнсности и, как следствие,значительно!» величиной параметрической ЭДС при Гармоническом законе распределения индукции в зазоре.

Таким образом, в результате анализа и сравнительной оценки ВДПТ и ЫПТ стало возможным учесть конструктивные факторы, влияющие на использование электроыашинной части ВДПТ.

Рекомендации и особенности инженерной методики проектирована ЕЗДПТ основаны на подходе к проектировании коллекторных машин постоянного гока с постоянными магнатами и учитывают специфику вентильной коммутации.

При проектировании. ЩПТ определение обмоточЕшс данных якорной обмотка долнно осуществляться с учетом'дискретного характера процессов ноимутацип и неравномерной токовой загрузка фаз якоря.

Плотность тока в обиотке якоря БЗД!ГГ определяется вкразением • ' ; ,/пГ Ja'JoVT

при - законе позиционной коммутации.

Одной из характерных особенностей расчета БЦДПТ является определение добавочных потерь,, которые складываются из потерь от увеличения действующего значения тока и потерь от увеличения активного сопротивления, вызванного выгесаеннам тока на повышенных частотах. Т. •.- - v/:

При расчете величин, харак*еризуюа^х рабочий регим, следует учитывать возможность работы ВДЕТ е уИШйа Ойэрбаенкя включения вентилей УВК (?, , отличными oi йуйОйй»

Рекомендации по проектированию учтены при расчете макетного, опытного образцов ЕДДПТ, а таксе ряда типоразмеров на различные номинальные данные. Кроме того, они могут.быть учтены при проекта

Рис. I. Электромагнитная схема ШДПТ на рабочем и коммутационном интервалах

^Рри'^Рки

С.* к Я*

Рис. 2. Составляющие противо-ЭДС при гармоническом законе изменения индукции в зазоре:

а) параметрическая ЭДС>

б) ЭДС вращения

ли.

о.е

1,0 о,в о,б

0,4

0,2

Гч

г 'V N ;ч

\ \ \ \ // Ч. чу — NN. ЧЛ V

—— - при синусоидально» законе изпе • нения индукции 6 зазоре ;

——— - при трапецеидальной законе изменения индукции В зазоре.

к/г

1 - кнк = 1

-¡5

■30

р;

гл.

кя =1

Рис. 3. Коэффициент использования . 2 - «п к ' 1 ; к = i ;

о ^нк = ^ » кя' 4 I .

Рис. 4. Магнитная система ротора БВДПТ

о

эовак'ли серий и отрезков серий ЕйДПТ с коммутаторами на непол-яостыо управляемых вентилях.

Для сравнительного анализа различных вариантов бесконтактных вентильных двигателей постоянного тока в диссертации проведены эасчеты некоторых вариантов ВДПТ, один из ни изготовлен в виде )пыткого образца. Указанный образец изготавливался на базо асинхронного двигателя 4А6АР90Ы, что определило глазные размеры статора I ротора. 3 качестве магнитов использованы готовые призмы из ма-гериала ЮНДК35Т5БА с направленной кристаллизацией. В варианта с зотором коллекторного типа в качзстве материала при расчете при-1ималпсь магниты КС37П на база сплава редкоземельных материалов. 3 другом варианта з качестве материала для постоянных магнитов тринят феррит-барий, а ротор ЕЕДПТ имеет конструкции без полюсных «конечникоз.

Анализ конструкций ряда вариантов ЩПТ поз золил выявить пре-шуцестза ротора с призматическими магнитами из материала типа шьнико и полисными наконечниками из магнктомягких материалов [рис.4). При этом наиболее технологичным вариантом выполнения маг-штной системы ротора является крепление наконечников со стороны 'орцоз ротора дисковыми крысками.

3 четвертой глазе представлены результаты исследования раз-:кчкых регимов работы ЕЗДПГ при учета дискретности изменения ¡труктуры управляемого вентильного коммутатора. Здесь ъэ призеде-щ результаты разработки вентильного двигателя с постоянными маг-[итамл, управляемого вентильного коммутатора и системы управления, такие испытательной установки, включащей з себя ЕВДПХ5 регулируемый источник питания постоянного тока, блок питания системы правления и схему оперативного управления.

Адекватность и достоверность результатов диссертационной ра-;сты проверены с помощыэ макетного образца, на котором бьш прозе-ен комплекс испытаний в соответствии с программой, разработавшей втором.

Для анализа электромагнитных и электромеханических процессов, ульсаций тока якоря и частоты вращения рассматривается подход к ешениа, сочетающий методы анализа ВДПГ лак импульсной системы и лассический принцип прлпасоззыванля решения на интервалах постоян-тва электромагнитных структур ЕЕДПТ. Такой, подход позволяет полу-ить некоторые весьма важные критериальные зависимости, 'характерце для процессоз функционирования в кваэиустановивиемся режиме

к„-К«)» IVкю'

гдо Кн - коэффициент неравномерности частоты вращения, а со - её относительное значение.

Рассмотрены такке электромагнитные и электромеханические процессы при двух способах управления напрянением на якоре ЩПТ-виротно-имйульсном и ииротноы. Получены зависимости критической скважности ШШ - сигнала от угла поворота ротора = | (п.) , а такке максимальных пульсаций частоты вращения ос электромагнитной постоянной якоря.

Приведена зависимость КНВК&)'- при пиротно-импульсном способе регулирования (ШИР) фазных напряжений обмоток якоря. Эти зависимости дают возможность оценить качество функционирования к управления в замкнутой система автоматического регулирования на основе анализа таких характеристик,как амплитуда пульсаций тока, момента и частоты вращения в функции параметров и режима работы Е2ДПГ.

Для натурных испытаний разработан макетный образец, электромеханическая часть которого выполнена на базо электрической «едины синхронного типа с призматическими постоянными магнитами ' Ш14ДК24 на роторе типа "звездочка", а ванильная часть - на основе трохфазкой цостозой схемы транзисторного коммутатора с .использованием силовых модулей сипа 11ЭД. Параметры макетного образца: Ргн = МО в= и/1% :« 0,75

г|„ = 200 3 а - = 0,68 Ю-5КГ и

К.н = 3000 об/мин Гф = 5,1 Ом.

Экспериментально сняты рабочие характеристики, определены зависимости для углов коммутации от углов опережения и тока якоря по результатам осциллографиро.вания электромагнитных процессов. Подтверждена правомерность.принятых допущений и адекватность ыа-темагических ыоделой. Расхокдения результатов расчегоэ и экспара-мвнтов находятся в пределах 10+15

. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Основные результаты диссертационной работы могуг быть обобщены в сгедуюцих выводах и рекомендациях.

1. Разработана математическая модель исследования электромагнитных процессов, позволяющая учесть дискретный характер переключения ограниченного числа фаз якорной обмотки, наличие рабочего; и коммутационного интервалов на такте работы ЕВДПТ, форму кривой изменения индукции вдоль воздусшого зазора, особенности конструкции магнитной системы ротора с постоянными магнитами, способ позиционного управления-вентилями и реним работы коммутатора.

2. Показано, что интегральные характеристики ЕВДПТ могут быть получены на основе решения уравнений математической модели методом усредненных значений, а для такого частного случая, как одинаковая магнитная проводимость по продольной и поперечной осям ротора и бесконечно малая длительность коммутационного интервала, ранения непосредственно получаются э замкнутой форме.

3. Анализ ЭДС обмотки якоря с учетом всех перечисленных ранее факторов дал возможность с помощью специально введенных для этой цели коэффициентов оценить влияние таких факторов,как коммутационный интервал и явнополосность на величину электромагнитной мощности.

4. Исследования использования электромашинкой частя э схемах бесконтактных вентильных двигателей позволили выявить положительное влияние параметрической составляющей мощностей и возрастание коэффициента- использования вентильной машины по сравнения с коллекторной.

5. Коммутационные факторы, и в частности появление коммутационного интервала на такте работы ЕВДПТ, снизапт использование электромашинкой части и отрицательно сказываются на эффективности процесса эдектроыеханлческого преобразования энергии в нем.

6. Особенности вентильной коммутации и позиционного управления ЕВДПТ указывает на необходимость использования при их проектировании методики, приближающейся к методике расчета коллекторных на айн постоянного тока. При этом такие факторы, как неравномерная загрузка током фаз обмотки якоря и наличие высших гармоник в кривых тока якоря учитывается введением в расчет специальных {оэффициентов.

?. Проработка конструктивных вариантов БВДПТ показала преиму-юство конструкция ротора с призматическими магнитами из сплава 1льнико и полисными наконечниками из магнитомягкого материала, зафиксированными со стороны торцов ротора дисковыми крышками.

0. Показано, что качество функционирования и управления БВДИТ в квазиустановившихся и переходных режимах, а таюхе фактор дискретной смены структур долины оцениваться с использованием подхода, основанного на сочетании классической методики припасо-вывания на интервалах дискретности и теории импульсных систем.

9..Критериальные зависимости, установленные е работе, испол: зованы для определения связи между длительностью интервала комму тации, параметрами и характеристиками квазиустановившегося режим, С помощью полученных кривых представляется возможным проанализировать' показатели работы БЗДПТ при различных способах управления фазными напряжениями - широтно-импульсного и широтного.

Ю. Макетный образец ЕЗДИТ, созданный для проверки основных теоретических положений и результатов.исследований, был испытан в различных режимах по напряжению, току якоря, частоте вращения при опережающей, запаздывающей и нейтральной коммутации, а снятые с его помощью характеристики подтвердили адекватность разработанных математических моделей и достоверность выводов, данных в работе...

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Скороспешкин А.И., Коньков H.H., Аль-Саафин U.X. Обоснование рациональных конструкций роторов вентильных двигате лей с возбуждением от постоянны« магнитов//Совреыенные тенденци в развитии и конструировании коллекторных машин постоянного ток Тез. докл. УЛ научн.-гехн. конф. Омск , I9S3. С. 73 - 74.

2. Высоцкий В.£., Аль-Саафин Ыаджвд Хасан. Исследование ди намики бесконтактного вентильного двигателя с учетом дискретнос ти изменения структуры управляемого вентильного коммутатора. Сс мара: СамГГУ, 1994. 22 с. Деп. в.Информэлектро, № 22-ЭТ94// Электротехника.' 1994. }? 10 (реф.).

3. Высоцкий В.Е., Аль-Саафин М.Х. Анализ использования электромашинноЧ части вентильного двигателя в бесконтактном электроприводе постоянного тока. СаыИУ: Самара, 1994. 19 с. Деп. в Информэлектро, F 42-ЭТ94 от 13.09.94//Электротехника. 1995. 6. (реф.).