автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Динамические режимы работы асинхронного двигателя с разомкнутым магнитопроводом и их математическое моделирование

На правах рукописи

ФЕДОРЕЕВ СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВЫ1

ДИНАМИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ АСИНХРОННОГО

ДВИГАТЕЛЯ С РАЗОМКНУТЫМ МАГНИТОПРОВОДОМ И ИХ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Специальность 05.09.01 Электромеханика и электрические аппараты

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2006

Работа выполнена в Уральском государственном техническом университете на кафедре «Электротехника и электротехнологические системы», г. Екатеринбург.

Научный руководитель: Научный консультант:

доктор технических наук, профессор Саралулов Ф.Н.

кандидат технических наук Иваницкий C.B.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Беспалов В JL (г. Москва);

кандидат технических наук, Ткачук A.A. (г. Екатеринбург).

Ведущая организация: ГОУ ВПО Пермский государственный

технический Университет (г. Пермь).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного технического университета.

Защита диссертации состоится 29 ноября 2006 года в 1415 на заседании диссертационного совета Д 212.285.03 при Уральском государственном техническом Университете по адресу: г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, ауд. Э406.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, УГТУ, К-2, ученому секретарю совета.

Автореферат разослан «2//» октября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

д.т.н., доцент Паздерин A.B.

У/у

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Определенную долю общего числа электрических машин составляют асинхронные двигатели с разомкнутым магнитопроводом. К ним относятся асинхронные двигатели с поступательным движением вторичного элемента и асинхронные двигатели с вращательным движением вторичного элемента (такие как дугостаторные или дисковые асинхронные двигатели).

Эффективность применения таких машин в производственных системах и системах наземного транспорта обусловлена возможностью непосредственной, т.е. без промежуточных звеньев, передачи усилия рабочему органу, а также возможностью получения свойств привода, принципиально недостижимых для электропривода с промежуточными механическими преобразователями. Исключение промежуточных механических передач при использовании плоских асинхронных двигателей с поступательным движением вторичного элемента и дугостаторных линейных асинхронных двигателей приводит к уменьшению общей массы оборудования, снижению затрат на ремонт и обслуживание, а также повышает надежность производственной или транспортной системы в целом.

Многообразие конструкций ЛАД определяется количеством типов индуктора и вторичного элемента. ЛАД может иметь один или несколько индукторов (многоиндукторный), индукторы могут быть плоскими (транспортная система) или дугообразными (дугостаторный пресс). В то же время для всего многообразия конструкций ЛАД общими являются особенности переходных процессов, обусловленные размкнутостью магнитопровода: эффект входа-выхода, продольный краевой эффект, вынос тепла из активной зоны индуктора за счет перемещения вторичного элемента.

Внедрение асинхронных двигателей с разомкнутым магнитопроводом требует их детального исследования, однако анализ динамических электромагнитных и тепловых процессов в машинах с разомкнутым магнитопроводом усложняется в сравнении с круговыми асинхронными двигателями за счет вышеперечисленных особенностей.. Кроме этого, в случае многоиндукторного привода появляется необходимость совместного исследования, по крайней мере, тепловых процессов нескольких машин с общим вторичным элементом, т.к. токовые контуры и нагретые участки ВЭ перемещаются из активной области одного индуктора в активную область другого. Таким образом, каждый индуктор, следующий за предыдущим, будет работать в более тяжелых тепловых условиях.

Зачастую постоянные времени переходных процессов в электрической цепи двигателя пренебрежимо малы, в сравнении с продолжительностью рабочего цикла ЛАД, и электромагнитные переходные процессы при оценке теплового состояния машины в таком случае можно не учитывать. Однако существует ряд технологических процессов, продолжительность включения машины в которых ограничена несколькими периодами питающего напряжения и АД практически не работает в установившемся режиме. Так, например, «Винтовой пресс с дугостаторным приводом усилием 250 т.е.»,

переходные процессы в двигателе которого исследуются в работе, имеет рабочий ход примерно 30 периодов питающего напряжения, 10 периодов -пауза, 50 — реверс и еще 10 пауза. Кроме этого, ЛАД может выполнять функцию передачи усилия рабочему органу и функцию его нагрева одновременно, как, например, в приводе качающихся транспортирующих машин, где при транспортировке сыпучего материала происходит его сушка. В таких случаях для оценки теплового состояния двигателя целесообразно использовать совместную электромеханическую и тепловую модель ЛАД.

Для исследования динамических режимов работы ЛАД используются математические модели, основанные на методе детализированных электрических, магнитных и тепловых схем замещения. Данный метод позволяет изменять степень детализации электрической, магнитной и тепловой схем замещения в зависимости от решаемой задачи. Электрическая и магнитная схемы замещения могут быть детализированы до уровня паза, а тепловая схема замещения - до паза, полюса или фазы, а также до уровня целого индуктора (если это необходимо при исследовании многоиндукторного привода).

Объект исследования

Объектом исследования в данной работе является многоиндукторный асинхронный двигатель с разомкнутым магнитопроводом, работающий в динамических режимах, сопровождающихся электромагнитными, механическими и тепловыми переходными процессами.

Предмет исследования

Предмет исследования - динамические режимы работы асинхронного двигателя с разомкнутым магнитопроводом.

Цель работы

Создание математической модели и исследование с ее помощью электромеханических и тепловых переходных процессов асинхронного двигателя с разомкнутым магнитопроводом, (например, при пуске ЛАД, подхвате, при перемещении края ВЭ или его разрыва в активной зоне индуктора).

Задачи

1. Разработка динамической модели асинхронного двигателя с разомкнутым магнитопроводом, позволяющей проводить исследования динамических свойств машины при пуске, торможении, «набросе» нагрузки, при входе в активную область индуктора края ВЭ или его разрыва. Модель должна предусматривать возможность исследования электромеханических и тепловых переходных процессов в многоиндукторных производственных и транспортных системах, и иметь структуру, которая не требует внесения изменений при изменении конструктивных параметров исследуемых машин (количество индукторов, количество пазов индуктора) или уровня детализации электрической магнитной или тепловой схем замещения ЛИМ;

2. Исследование электромеханических переходных процессов ЛАД с разрывами и без разрывов ВЭ, а также тепловых переходных процессов многоиндукторной системы на основе ЛАД;

3. Совместное исследование электромеханического и теплового переходных процессов в высокодинамичном приводе на основе ЛАД по методу детализированных схем замещения.

Методы исследования

В данной работе используются методы структурного моделирования электромеханических систем, методы теории цепей, в том числе с использованием подробных схем замещения электрических, магнитных и тепловых цепей электрических машин. Также используются физические методы исследования с применением лабораторных и действующих установок.

Научная новизна работы:

1. Разработана динамическая модель асинхронного двигателя с разомкнутым магнитопроводом, позволяющая проводить исследования динамических свойств машины при пуске, торможении, «набросе» нагрузки, при входе в активную область индуктора края ВЭ или его разрыва. Модель предусматривает возможность исследования электромеханических и тепловых переходных процессов в многоиндукторных производственных и транспортных системах, и имеет структуру, которая не требует внесения изменений при изменении конструктивных параметров исследуемых машин (количество индукторов, количество пазов индуктора) или уровня детализации электрической, магнитной или тепловой схем замещения ЛИМ.

2. Исследованы электромеханические переходные процессы ЛАД с разрывами и без разрывов ВЭ, а также тепловые переходные процессы многоиндукторной системы на основе ЛАД;

3. Проведено совместное исследование электромеханического и теплового переходных процессов в высокодинамичном приводе на основе ЛАД по методу детализированных схем замещения.

Практическая ценность

Комплекс разработанных моделей асинхронного двигателя с разомкнутым магнитопроводом с разомкнутым или замкнутым вторичным элементом может быть использован для оценки характеристик электромеханических и тепловых переходных процессов в машине при пуске, «набросе» нагрузки, при подхвате, т.е при включении машины в сеть при ненулевой начальной скорости, при перемещении края ВЭ или его разрыва в активной зоне индуктора. Также комплекс позволяет исследовать тепловые переходные процессы многоиндукторной системы с общим ВЭ.

С помощью комплекса разработанных моделей были выполнены следующие работы:

1. Исследованы электромеханический и тепловой переходные процессы в двигателе производственной системы «Винтовой пресс с дугостаторным приводом усилием 250 т.е.», имеющей два дугостаторных индуктора и замкнутый ВЭ;

2. Исследованы электромеханический и тепловой переходные процессы в двигателе 8Ь-5-100, работающего в составе качающего привода церковных колоколов;

3. Исследованы электромеханические переходные процессы двигателя наземной транспортной системы.

Реализация

1. Результаты исследования электромеханических переходных процессов в ЛАД состава монорельсовой дороги переданы Инженерно-научному Центру «ТЭМП».

2. Результаты исследования электромеханических и тепловых переходных процессов в двигателе установки «Винтовой пресс с дугостаторным приводом усилием 250 т.е.» переданы Федеральному Государственному Унитарному Предприятию «Верхнетуринский машиностроительный завод» («ВТМЗ», г. Верхняя Тура).

3. Результаты работы используются на кафедре электротехники и электротехнологических систем УГТУ-УПИ и кафедре автоматизации технологических процессов и систем Нижнетагильского технологического института УГТУ-УПИ в учебном процессе, при курсовом и дипломном проектировании, проведении научных исследований.

Апробация

Результаты работы докладывались, были обсуждены и одобрены на следующих конференциях:

1. VI международный симпозиум ЭЛМАШ-2006. Москва, октябрь 2006 г.

2. Международная тринадцатая научно-техническая конференция «Электроприводы переменного тока». Екатеринбург, УГТУ-УПИ, март 2005 г.

3. Региональная научно-техническая конференция «Проблемы энергосбережения и экологии промышленного региона», Нижний Тагил, НТИ УГТУ-УПИ, декабрь 2005 г.

4. 5-ая международная научно-техническая конференция «Компьютерное моделирование 2004». СПб, СПбГПУ, 2004 г.

5. V отчетная конференция молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 2003 г.

6. XXXV международная научно-техническая конференция молодых специалистов. Нижний Тагил, ОАО «НТМК», октябрь 2003 г.

Публикации

По результатам работы опубликовано 18 статей и докладов.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников и 4 приложений. Общий объем 159 страниц. Основная часть изложена на 116 страницах машинописного текста, иллюстрирована 78 рисунками, 9 таблицами. Список использованной литературы содержит 100 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность решаемой проблемы, сформулирована цель работы, выделена научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе дана краткая характеристика исследуемых переходных процессов и перечислены конструкции линейных асинхронных машин, рассматриваемых в работе (рис. 1, рис. 2). На основании анализа отечественных и зарубежных публикаций показано развитие моделей асинхронных двигателей с разомкнутым магнитопроводом. В результате оценки соотношения сложности моделей, требований к вычислительным ресурсам при их реализации и точности результатов расчетов, в качестве базовой выбрана модель, основанная на детализированных схемах замещения электрических цепей индуктора и вторичного элемента, магнитной и тепловой цепей машины.

Рис. 1. Схема многоиндукторной транспортной системы с плоскими

индукторами и разомкнутым ВЭ

Во второй главе приведены допущения, принятые при построении базовой математической модели ЛАД на основе метода детализированных схем замещения (рис. 3, рис. 4) , рассматриваются базовые математические модели электрической цепи индуктора и вторичного элемента, математическая модель магнитной цепи машины и математическая модель тепловой цепи машины.

На рис. 3 представлены схема замещения одной фазы обмотки индуктора (где uuq - фазное напряжение; isq - ток в <?-той фазе индуктора; esq -ЭДС, наводимая в q-той фазе индуктора основным магнитным потоком; Rsq -сопротивление q-той фазы индуктора; Lsq - индуктивность рассеяния q-той фазы индуктора), фрагмент схемы замещения электрической цепи ВЭ (где г ы и rcN - сопротивление боковых шин и стержней ВЭ; LkN и LCN - индуктивность боковых шин и стержней ВЭ; ecN - ЭДС, наводимая в стержнях ВЭ, и включающая в себя трансформаторную ЭДС, ЭДС движения и ЭДС от основного потока) и фрагмент схемы замещения магнитной цепи машины (где RalN, Ra2N - магнитное сопротивление «-го участка магнитопроводов индуктора (al) или вторичного элемента (а2); RN - магнитное сопротивление немагнитного зазора; F*n - пазовые МДС индуктора и ВЭ).

На рис. 4. представлен один участок ЭТС. По продольной координате двигателя и в краевых зонах выделены тепловые массы обмотки сердечника

индуктора и ВЭ, соответствующие по протяженности одному участку схемы замещения. В этой схеме показаны тепловые проводимости теплоотдачей L1, L5, L9, L7, L12, L15 и излучением L8, L13 внутри выделенного участка, а также L2, L14 , L14r как тепловые проводимости связи с соседними участками. Тепловые проводимости L14r и L14 отличаются друг от друга из-за массопереноса при движении ВЭ.

в) , с*

RV

Тьчь

N+1

Рис. 3. а - схема замещения одной фазы обмотки индуктора; б - схема

замещения «-го и (п+1)-то стержней ВЭ; в - схема замещения участка магнитной цепи машины, соответствующего одному зубцовому делению

Рис. 4. ЭТС одного участка тепловой цепи

Третья глава посвящена разработке динамической модели асинхронного двигателя с разомкнутым магнитопроводом, позволяющей проводить исследования электромеханических и тепловых переходных процессов в машине при пуске, торможении, «набросе» нагрузки, при входе в активную область индуктора края ВЭ или его разрыва.

Сложность структурной модели, основанной на методе детализированных схем замещения, определяется количеством блоков, каждый из которых реализует соответствующее уравнение только для одного участка электрической, магнитной или тепловой схемы замещения, а также числом связей между такими блоками. Исследование машин с различным количеством рассматриваемых участков, а также решение задач, требующих разного уровня детализации схем замещения, приведет к необходимости изменения структурной модели, что потребует чрезвычайно больших трудозатрат.

Для создания структурной модели многоиндукторного привода, основанной на методе детализированных схем замещения, необходим алгоритм, позволяющий построить модель, структура которой не требует внесения изменений при изменении таких параметров конструкции исследуемых машин, как число индукторов или пазов индуктора, а также при необходимости изменения уровня детализации схем замещения.

Такой алгоритм предполагает использование матричного подхода при построении структурной модели. Структура модели при этом остается неизменной, а количество рассматриваемых участков, уровень детализации схем замещения и связи между блоками структурной схемы определяются соответствующими матричными коэффициентами.

Созданная модель предусматривает возможность исследования электромеханических и тепловых переходных процессов в многоиндукторных производственных и транспортных системах, и имеет структуру, которая не требует внесения изменений при изменении конструктивных параметров исследуемых машин (количество индукторов, количество пазов индуктора) или уровня детализации электрической магнитной или тепловой схем замещения ЛИМ. Для этого предлагается матричные уравнения электрического равновесия, записанные для детализированных схем замещения электрических, магнитной и тепловой цепей машины, дополнить вспомогательными матричными коэффициентами, отражающими конструктивные параметры машин.

№ участка 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Мэ 0111100011110

111111 111111 11111 11111

1 ^нду^стор ф | | | |

111111 111111 1 1 1 1 1. 1 I I I 1 1 1 | I I 1 ■ .1 1 1 1

N -1-1-1-1-1 ЦазрМв$Э '-1-1-!- ||||||||||||

Мг 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

Рис. 5. Схема многоиндукторного привода с разрывом ВЭ

На рис. 5 показана схема многоиндукторного привода с разрывом ВЭ и принцип формирования главных диагоналей вспомогательных матричных коэффициентов Мг и Мг, представляющих собой квадратные матрицы, размерность которых определяется числом рассматриваемых участков. Матричный коэффициент отражает количество индукторов, уровень их

детализации и расстояние между ними. Элементарный состав матричного коэффициента Мя для случая, приведенного на рис. 5, представлен на рис. 6.

0 000000000000 0100000000000 0010000000000 0001000000000 000010000 0 000 0000000000000 Л/у = 0000000000000 0000000000000 0000000000000 0000000001000 0000000000100 000000000001 о 00000000000 00 Рис. 6. Элементарный состав матрицы Му

Матричный коэффициент Мг совпадает по размерности с матричным коэффициентом Л/у, и отражает положение разрыва ВЭ относительно набегающего края первого индуктора в данный момент времени и величину этого разрыва. Так, например, исходное матричное уравнение электрической цепи ВЭ (1), не отражающее наличие разрыва ВЭ, можно записать в форме (2), при этом разрыв будет учтен.

О)

(2)

где |/с| - матрица-столбец токов стержней вторичного элемента; |ФС| - матрица-столбец потоков спинки вторичного элемента;

е 2/г

-I — г I — 0 с 2/, с с 2/

V - линейная скорость движения вторичного элемента; и - зубцовое деление; Ьс - индуктивность рассеяния стержня ВЭ; ге — сопротивление стержня ВЭ;

141 =

4 0 • • ■ • 0

0 4 • •

• • • • 4 0

0 • • 0 4

И =

0 V 0 • 0

V 0 V 0 •

0 V V

"2Тг 0 • 0 V 2/,

0 • • 0 0 21,

Аналогичным образом предлагается описывать многоиндукторный привод с общим вторичным элементом при создании тепловой модели. Предполагается, что все участки тепловой модели характеризуются одинаковым набором параметров, а воздушные участки между индукторами моделируются введением матричного коэффициента тепловой массы Мт, размерность которого определяется количеством участков ЭТС т. Элементарный состав матричного коэффициента Мт аналогичен матричному коэффициенту Мз. Например, матричное уравнение тепловых потоков характеризующих теплообмен между медью обмотки индуктора и магнитопроводом, имеет вид:

|<?3| = (\Мт\ х |7с*| ~\Мт\ х |Га*|)х 1тЪЪ, (3)

где 1 - матрица-столбец тепловых потоков для всех участков ЭТС; |7с,у| - матрица-столбец температуры массы меди обмотки индуктора; |Га.5| - матрица-столбец температуры массы стали магнитопровода индуктора;

ЬтЪЗ - теплопроводность между медью и сталью индуктора.

В четвертой главе рассматриваются вопросы реализации модели, основанной на методе детализированных схем замещения, в среде визуального моделирования БппиПпк математического пакета МАТЬАВ.

Приведены структурно-матричные модели, основанные на методе детализированных схем замещения, и предназначенные для исследования электромеханических и тепловых переходных процессов в многоиндукторных ЛАД. Приведена обобщенная структурно-матричная модель (рис. 7), предназначенная для совместного исследования электромеханических и тепловых переходных процессов в машине.

В качестве электромеханической модели (блок МеЫЭт) может быть использована структурно-матричная динамическая модель ЛАД (рис. 8) или статическая модель в форме многомерного массива характеристик ЛАД, в зависимости от решаемой задачи. Блок Рогегу предназначен для перехода от потерь, рассчитанных с помощью электромеханической модели ЛАД с уровнем детализации схем замещения до зубцового деления, к потерям, соответствующим уровню детализации тепловой схемы замещения. Тепловая схема замещения может быть построена с уровнем детализации до зубцового деления, до полюсного деления, или до целого индуктора (в случае, если это необходимо для исследования многоиндукторного привода с общим ВЭ). Блок Неа1Мос1е1 (рис. 9) предназначен для расчета средних температур тепловых масс соответствующих участков ЭТС.

v Рс РСГ

Рс РО.РОГ

Рей

MehDIn

Potery

Heat Model

Рис. 7. Совместная электромеханическая и тепловая модель машины

U

Рис. 8. Общая структурная схема электромеханической модели машины

Рассматривается программа, созданная для формирования статической модели ЛАД в форме многомерного массива, использующая формуляры расчетов статических характеристик ЛАД в МаШСаё, и адаптирующая результаты расчетов с использованием этих формуляров для пакета

математического моделирования МайЬаЬ. Размерностями массива являются температура обмотки индуктора, температура ВЭ, скорость движения ВЭ, частота, тяговое усилие, а также потери в обмотке индуктора и во ВЭ.

Рис. 9. Общий вид тепловой модели АД с разомкнутым

магнитопроводом

В пятой главе приведены результаты исследования электромеханических и тепловых переходных процессов лабораторных установок, и проведено их сравнение с результатами экспериментов. Сравнение показало, что модели, основанные на методе детализированных схем замещения, приемлемы для получения достаточной, для инженерной практики, точности.

Созданные модели использовались для исследования электромеханических переходных процессов при частотно-токовом управлении пуском двигателя (рис. 10), и исследования тепловых переходных процессов в многоиндукторной транспортной системе. Было показано, что при малых скоростях движения вторичного элемента, его влияние на тепловое состояние индуктора существенно, в то время как при больших скоростях движения ВЭ, его влиянием можно пренебречь. Также показано, что при исследовании многоиндукторного привода, работающего на низких скоростях, необходимо учитывать влияние предварительно нагретых участков ВЭ, перемещающихся из активной области одного индуктора в активную область другого индуктора.

тооан \ \ | 1 V, м/о | * 1 ; : « - 5 — 1 - 2

• : : ■ ? ? : •ч. : •

; .............. ...................:...........................................•.........................................~ 1 1 ! ;

/ !

7 |

■/ { ! ...... I

Рис. 10. Тяговое усилие, развиваемое ТЛАД, и скорость при частотном пуске 1 - тягвое усилие; 2 - скорость

Рис. 11. Мгновенные значения усилия ЛАД и угла отклонения чаши колокола: 1 — тяговое усилие ЛАД, 2 — угол отклонения колокола

С помощью созданных моделей исследованы электромеханические переходные процессы в ЛАД 8Ь-5-100, работающего в составе качающего привода церковных колоколов, для которого характерен повторно-кратковременный режим работы двигателя. При моделировании

механическая часть была с определенной погрешностью представлена в виде одномассовой модели:

¿а

Л

(4)

где Мц - момент, создаваемый двигателем,

Мг - момент от сил гравитации,

М, - момент от сил трения,

J¡ - момент инерции системы,

а - угол отклонения чаши колокола,

со - уловая скорость движения чаши колокола.

На рис. 11 представлены результаты моделирования электромеханического переходного процесса при работе ЛАД 8Ь-5-100 в составе качающего привода.

В результате проведенных исследований разработаны рекомендации по формированию режима работы двигателя в составе качающего привода церковных колоколов.

В рамках работ с Федеральным государственным унитарным предприятием Верхнетуринский машиностроительный завод (ФГУП ВТМЗ, г. В. Тура) по реконструкции и модернизации винтового пресса с дугостаторным приводом, выполнено исследование электромеханического и теплового переходных процессов дугостаторного двухиндукторного двигателя с массивным ферромагнитным ВЭ (рис. 12).

Рис. 12. Конструкция дугового статора и маховика

Рис. 13. Зависимость усилия (для одного индуктора) и скорости от времени при прямом пуске двигателя «Винтового пресса с дугостаторным приводом усилием 250 т.е.» на напряжение 220 В. 1 - тяговое усилие, 2 -

линейная скорость ВЭ.

Рис. 14. Температуры элементов конструкции ДАД при прямом пуске двигателя на напряжение 220 В. 1 - температура обмотки индуктора, 2 -температура стали сердечника, 3 — температура ВЭ.

Для учета зависимости параметров электрической схемы замещения массивного ферромагнитного ВЭ использовался подход, согласно которому участок схемы замещения с нелинейными параметрами заменялся цепной электрической схемой замещения с параметрами, независящими от частоты.

Было проведено исследование теплового состояния при естественной и принудительной вентиляции, при прямом и плавном пуске двигателя. Показано, что при плавном пуске со временем нарастания напряжения 0,04 с (2 периода питающего напряжения) потери мощности в обмотке индуктора и во ВЭ за время рабочего цикла сокращаются на 9%, в сравнении с прямым пуском двигателя.

Результаты моделирования представлены на рис. 13 и рис. 14. Т.к. при работе ДАД прослеживается неравномерность нагрева по его длине, оценка теплового состояния машины осуществлялась по самому нагретому участку.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Внедрение асинхронных двигателей с разомкнутым магнитопроводом требует детального исследования электромеханических и тепловых переходных процессов в них, при этом необходимо учитывать явления, характерные для таких машин. Для изучения процессов в ЛАД целесообразно использовать модели, основанные на методе детализированных электрических, магнитных и тепловых схем замещения, и реализованные в приложении 8шш1шк пакета математического моделирования МАТЬАВ.

Выполненная диссертационная работа представляет собой развитие разработок коллектива кафедры ЭЭТС УГТУ-УПИ в результате решения практических задач. Основные результаты могут быть выражены в следующем:

1. Разработана матричная структурная модель асинхронного двигателя с разомкнутым магнитопроводом, позволяющая проводить исследования электромеханических переходных процессов машины при пуске, торможении, «набросе» нагрузки, при входе в активную область индуктора края ВЭ или его разрыва. Матричная модель основана на детализированных схемах замещения электрических, магнитных и тепловых цепей двигателя и позволяет исследовать машины с различными параметрами конструкции без изменения структуры модели, реализованной в пакете 81шиПпк среды математического моделирования МАТЬАВ.

2. Разработана матричная модель на основе детализированных схем замещения для исследования тепловых переходных процессов в многоиндукторных машинах с разомкнутым магнитопроводом. Данная модель позволяет использовать различную степень детализации элементов конструкции машины, а также моделировать многоиндукторный линейный асинхронный привод с произвольным числом индукторов, не внося изменений в структурную схему модели.

3. Создана модель для совместного исследования электромеханического и теплового переходных процессов высокодинамичного линейного асинхронного привода. Уровень детализации электрической и магнитной схем замещения может отличаться от уровня детализации тепловой схемы замещения.

4. Исследован электромеханический переходный процесс лабораторной установки «Дугостаторный асинхронный двигатель - ДАД». Выполнено сравнение опытных и расчетных результатов, которое показало удовлетворительное совпадение (4%).

5. Исследован тепловой переходный процесс в лабораторной установке с двусторонним индуктором и дополнительным внутренним сердечником в немагнитном зазоре. Выполнено сравнение опытных и расчетных результатов, которое показало удовлетворительное совпадение (3,6%).

6. Выполнено исследование электромеханических и тепловых переходных процессов в тяговом асинхронном двигателе монорельсового состава ОАО «Московские монорельсовые дороги» разработки Инженерно-научного Центра «ТЭМП». Дана оценка влияния ВЭ на тепловое состояние индукторов тягового привода при различных скоростях движения.

7. Исследованы электромеханические и тепловые переходные процессы в двигателе производственной системы «Винтовой пресс с дугостаторным приводом усилием 250 т.е.», произведена оценка теплового состояния машины в различных режимах работы при естественном и принудительном охлаждении.

8. В рамках совместных работ со Щецинским техническим Университетом (г. Щецин, Польша) исследованы электромеханические переходные процессы в двигателе SL-5-100, работающего в составе качающего привода церковных колоколов. Сформулированы рекомендации по длительности включения двигателя и целесообразности использования плавного пуска.

Результаты выполненной работы используются при формировании режимов работы тяговых ЛАД Инженерно-научным Центром «ТЭМП» (г. Москва); Федеральным государственным унитарным предприятием Верхнетуринский машиностроительный завод (ФГУП ВТМЗ, г. В. Тура) при эксплуатации и модернизации винтового пресса с дугостаторным приводом; Щецинским техническим Университетом (г. Щецин, Польша) при проектировании привода церковных колоколов; в учебном процессе кафедры «Электротехника и электротехнологические системы» УГТУ-УПИ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В

СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Гоман В.В., Федореев С.А., Иваницкая В.В. Чувствительность характеристик асинхронного двигателя, рассчитанных с помощью математической модели на основе детализированных схем замещения, к изменению параметров // Вестник ГОУ ВПО УГТУ-УПИ №16 (46). 60 лет Нижнетагильскому политехническому институту: Сб. тр. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. - С. 80 - 84.

2. Федореев С.А., Дерябин В.Н., Гоман В.В., Иваницкий C.B. Модель линейного асинхронного двигателя для проектирования электропривода. // Электроприводы переменного тока: Труды международной тринадцатой научно-технической конференции. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. - С. 185- 188.

3. Сарапулов Ф.Н., Гоман В.В., Иваницкий С.В, Федореев С.А. Расчет переходных процессов на основе статической модели асинхронного двигателя // Энергосберегающие техника и технологии. Сборник докладов 8-й региональной научно-практической конференции с международным участием в рамках выставки «Энергосбережение». Екатеринбург: Уральские выставки, 2005. - С.113-114.

4. Гоман В.В., Федореев С.А., Прахт В.А. Исследование режимов работы тягового линейного электропривода монорельсовой транспортной системы // Автоматизация и прогрессивные технологии: труды IV межотраслевой научно-технической конференции. - Новоуральск: НГТИ,

2005.-С. 208-212.

5. Гоман В.В., Федореев С.А., Прахт В.А. Моделирование электромеханических и тепловых процессов в тяговом линейном асинхронном двигателе монорельсовой транспортной системы // Электромеханические преобразователи энергии Материалы Международной научно-технической конференции. Томск: ТПУ, 2005. С. 108-112.

6. Сарапулов Ф.Н., Бегалов В.А., Федореев С.А., Гоман В.В. Программный комплекс для исследования тепловых и электромеханических процессов ЛАД // Труды Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Актуальные проблемы ресурсо- и энергосберегающих электротехнологий», Екатеринбург, УГТУ-УПИ,

2006. - С. 473 - 479.

7. Федореев С.А. Исследования динамических характеристик тягового линейного асинхронного двигателя с учетом неоднородностей вторичного элемента // Проблемы энергосбережения и экологии промышленного региона: материалы региональной научно-технической конференции. -Нижний Тагил: НТИ (ф) «УГТУ-УПИ», 2005.

8. Федореев С.А. Создание программы формирования массивов данных и передачи результатов моделирования ЛАД из пакета МАТНСАЕ) в МАТЪАВ // Вестник УГТУ-УПИ. Сборник трудов. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. - №4 (75). - С. 214-218.

9. Сарапулов Ф.Н., Бегалов В.А., Гоман В.В., Федореев С.А. Исследование тепловых процессов в линейном асинхронном двигателе // Труды 6-го международного симпозиума ЭЛМАШ-2006. - Москва: МА «Интерэлектромаш», 2006. - Т. 2. - С. 55-59.

Подписано в печать 18.10.2006 Формат 60x84 1/16 Бумага писчая Офсетная печать Тираж 100 Заказ №196

Ризография НИЧ УГТУ 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБЗОР

ЛИТЕР АТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1.1 Исследуемые переходные процессы.

1.2 Обзор существующих методик исследования переходных процессов в асинхронных двигателях.

ГЛАВА 2. БАЗОВАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МАШИНЫ.

2.1 Общее описание базовой математической модели ЛАД.

2.2 Математическая модель электрической цепи индуктора.

2.3 Математическая модель электрической цепи вторичного элемента.

2.4 Математическая модель магнитной цепи машины.

2.5 Уравнение движения электропривода.

2.6 Математическая модель теплового состояния машины.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 3. РАЗВИТИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ И ТЕПЛОВОЙ МОДЕЛИ ЛАД.

3.1 Особенности построения динамической электромеханической модели ЛАД.

3.2 Особенности построения тепловой динамической модели многоиндукторного привода.

3.2.1 Общие допущения.

3.2.2 Матричная форма записи уравнений теплового состояния машины.

3.3 Совместная электромеханическая и тепловая модель ЛАД.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ И ТЕПЛОВОЙ МОДЕЛИ ЛАД.

4.1 Динамическая электромеханическая модель машины.

4.1.1 Общий вид динамической электромеханической модели.

4.1.2 Блоки структурной схемы электромеханической модели машины

4.2 Программа формирования многомерных массивов.

4.3 Динамическая тепловая модель машины.

4.3.1 Общий вид тепловой модели.

4.3.2 Блоки расчета тепловых потоков.

4.4 Обобщенная динамическая модель машины.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И ТЕПЛОВЫХ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ЛАД

5.1 Расчет переходных процессов лабораторной установки ДАД.

5.2 Исследование двухиндукторной ЛИМ лабораторной установки.

5.3 Исследование электромеханических переходных процессов в тяговом ЛАД

5.4 Исследование ЛАД SL-5-100 в составе привода церковных колоколов

5.5 Исследование режимов работы двигателя промышленной установки

Винтовой пресс с дугостаторным приводом усилием 250 т.е.».

Актуальность темы

Определенную долю общего числа электрических машин составляют асинхронные двигатели с разомкнутым магнитопроводом. К ним относятся асинхронные двигатели с поступательным движением вторичного элемента и асинхронные двигатели с вращательным движением вторичного элемента (такие как дугостаторные или дисковые асинхронные двигатели) [34, 39, 78, 80, 94, 95 и др.].

Эффективность применения таких машин в производственных системах и системах наземного транспорта обусловлена возможностью непосредственной, т.е. без промежуточных звеньев, передачи усилия рабочему органу, а также возможностью получения свойств привода, принципиально недостижимых для электропривода с промежуточными механическими преобразователями. Так, например, при использовании ЛАД в качестве электромеханического преобразователя в высокоскоростном наземном транспорте устраняются ограничения по ускорению при разгоне и остановке поезда, обусловленные сцеплением несущих элементов и опоры. Исключение промежуточных механических передач при использовании плоских асинхронных двигателей с поступательным движением вторичного элемента и дугостаторных линейных асинхронных двигателей приводит к уменьшению общей массы оборудования, снижению затрат на ремонт и обслуживание, а также повышает надежность производственной или транспортной системы в целом.

Многообразие конструкций ЛАД определяется количеством типов индуктора и вторичного элемента. ЛАД может иметь один или несколько индукторов (многоиндукторный), индукторы могут быть плоскими (транспортная система) или дугообразными (дугостаторный пресс). В то же время вторичный элемент может быть разомкнутым или замкнутым, ограниченной длины или длины, которую можно принять за бесконечно большую, может быть сплошным или с разрывами. Подробная классификация приведена в [73]. Для всего многообразия конструкций ЛАД общими являются особенности переходных процессов, обусловленные размкнутостью магнитопровода: эффект входа-выхода, продольный краевой эффект, вынос тепла из активной зоны индуктора за счет перемещения вторичного элемента.

Внедрение асинхронных двигателей с разомкнутым магнитопроводом требует их детального исследования, однако анализ динамических электромагнитных и тепловых процессов в машинах с разомкнутым магнитопроводом усложняется в сравнении с круговыми асинхронными двигателями за счет вышеперечисленных особенностей. Все это делает недостаточным применение классических методик [19, 46] анализа процессов в ЛАД. Кроме этого, в случае многоиндукторного привода появляется необходимость совместного исследования, по крайней мере, тепловых процессов нескольких машин с общим вторичным элементом, т.к. токовые контуры и нагретые участки ВЭ перемещаются из активной области одного индуктора в активную область другого. Таким образом, каждый индуктор, следующий за предыдущим, будет работать в более тяжелых тепловых условиях.

Зачастую постоянные времени переходных процессов в электрической цепи двигателя пренебрежимо малы, в сравнении с продолжительностью рабочего цикла ЛАД, и электромагнитные переходные процессы при оценке теплового состояния машины в таком случае можно не учитывать. Однако существует ряд технологических процессов, продолжительность включения машины в которых ограничена несколькими периодами питающего напряжения и АД практически не работает в установившемся режиме. Так, например, «Винтовой пресс с дугостаторным приводом усилием 250 т.е.» имеет рабочий ход 30 периодов питающего напряжения, 10 периодов - пауза, 50 - реверс и еще 10 пауза. Кроме этого, ЛАД может выполнять функцию передачи усилия рабочему органу и функцию его нагрева одновременно, как, например, в приводе качающихся транспортирующих машин [1], где при транспортировке сыпучего материала происходит его сушка. В таких случаях для оценки теплового состояния двигателя целесообразно использовать совместную электромеханическую и тепловую модель ЛАД.

Для исследования динамических режимов работы ЛАД целесообразно использование математических моделей, основанных на методе детализированных электрических, магнитных и тепловых схем замещения [73, 75, 76]. Он позволяет изменять степень детализации электрической, магнитной и тепловой схем замещения в зависимости от решаемой задачи. Так электрическая и магнитная схемы замещения могут быть детализированы до уровня паза, а тепловая схема замещения - до паза, полюса или фазы, а также до уровня целого индуктора для многоиндукторного привода.

Объект исследования

Объектом исследования в данной работе является многоиндукторный асинхронный двигатель с разомкнутым магнитопроводом, работающий в динамических режимах, сопровождающихся электромагнитными, механическими и тепловыми переходными процессами.

Предмет исследования

Предмет исследования - динамические режимы работы асинхронного двигателя с разомкнутым магнитопроводом.

Цель работы

Создание математической модели и исследование с ее помощью электромеханических и тепловых переходных процессов асинхронного двигателя с разомкнутым магнитопроводом, (например, при пуске ЛАД, подхвате, при перемещении края ВЭ или его разрыва в активной зоне индуктора).

Задачи

1. Разработка динамической модели асинхронного двигателя с разомкнутым магнитопроводом, позволяющей проводить исследования динамических свойств машины при пуске, торможении, «набросе» нагрузки, при входе в активную область индуктора края ВЭ или его разрыва. Модель должна предусматривать возможность исследования электромеханических и тепловых переходных процессов в многоиндукторных производственных и транспортных системах, и иметь структуру, которая не требует внесения изменений при изменении конструктивных параметров исследуемых машин (количество индукторов, количество пазов индуктора) или уровня детализации электрической, магнитной или тепловой схем замещения ЛИМ;

2. Исследование электромеханических переходных процессов ЛАД с разрывами и без разрывов ВЭ, а также тепловых переходных процессов многоиндукторной системы на основе ЛАД;

3. Совместное исследование электромеханического и теплового переходных процессов в высокодинамичном приводе на основе ЛАД по методу детализированных схем замещения.

Методы исследования

В данной работе используются методы структурного моделирования электромеханических систем, методы теории цепей, в том числе с использованием подробных схем замещения электрических, магнитных и тепловых цепей электрических машин. Также используются физические методы исследования с применением лабораторных и действующих установок.

Научная новизна работы:

1. Разработана динамическая модель асинхронного двигателя с разомкнутым магнитопроводом, позволяющая проводить исследования динамических свойств машины при пуске, торможении, «набросе» нагрузки, при входе в активную область индуктора края ВЭ или его разрыва. Модель предусматривает возможность исследования электромеханических и тепловых переходных процессов в многоиндукторных производственных и транспортных системах, и имеет структуру, которая не требует внесения изменений при изменении конструктивных параметров исследуемых машин (количество индукторов, количество пазов индуктора) или уровня детализации электрической, магнитной или тепловой схем замещения ЛИМ;

2. Исследованы электромеханические переходные процессы ЛАД с разрывами и без разрывов ВЭ, а также тепловые переходные процессы многоиндукторной системы на основе ЛАД;

3. Проведено совместное исследование электромеханического и теплового переходных процессов в высокодинамичном приводе на основе ЛАД по методу детализированных схем замещения.

Практическая ценность

Комплекс разработанных моделей асинхронного двигателя с разомкнутым магнитопроводом и с разомкнутым или замкнутым вторичным элементом, может быть использован для оценки характеристик электромеханических и тепловых переходных процессов в машине при пуске, «набросе» нагрузки, при подхвате, т.е. при включении машины в сеть при ненулевой начальной скорости, при перемещении края ВЭ или его разрыва в активной зоне индуктора. Также комплекс позволяет исследовать тепловые переходные процессы многоиндукторной системы с общим ВЭ.

С помощью комплекса разработанных моделей были выполнены следующие работы:

1. Исследованы электромеханический и тепловой переходные процессы в двигателе производственной системы «Винтовой пресс с дугостаторным приводом усилием 250 т.е.», имеющей два дугостаторных индуктора и замкнутый ВЭ;

2. Исследованы электромеханический и тепловой переходные процессы в двигателе SL-5-100, работающего в составе качающего привода церковных колоколов;

3. Исследованы электромеханические переходные процессы двигателя наземной транспортной системы.

Реализация

1. Результаты исследования электромеханических переходных процессов в ЛАД состава монорельсовой дороги переданы Инженерно-научному Центру «ТЭМП» (г. Москва).

2. Результаты исследования электромеханических и тепловых переходных процессов в двигателе установки «Винтовой пресс с дугостаторным приводом усилием 250 т.е.» переданы Федеральному Государственному Унитарному Предприятию «Верхнетуринский машиностроительный завод» («ВТМЗ», г. Верхняя Тура).

3. Результаты работы используются на кафедре электротехники и электротехнологических систем УГТУ-УПИ и на кафедре автоматизации технологических процессов и систем Нижнетагильского технологического института УГТУ-УПИ в учебном процессе, при курсовом и дипломном проектировании, проведении научных исследований.

Апробация

Результаты работы докладывались, были обсуждены и одобрены на следующих конференциях:

1. VI международный симпозиум ЭЛМАШ-2006. Москва, октябрь 2006 г.

2. Международная тринадцатая научно-техническая конференция «Электроприводы переменного тока». Екатеринбург, УГТУ-УПИ, март 2005 г.

3. Региональная научно-техническая конференция «Проблемы энергосбережения и экологии промышленного региона», Нижний Тагил, НТИ УГТУ-УПИ, декабрь 2005 г.

4. 5-ая международная научно-техническая конференция «Компьютерное моделирование 2004». СПб, СПбГПУ, 2004 г.

5. V отчетная конференция молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 2003 г.

6. XXXV международная научно-техническая конференция молодых специалистов. Нижний Тагил, ОАО «НТМК», октябрь 2003 г.

Публикации

По результатам работы опубликовано 19 статей и докладов.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников и 4 приложений. Общий объем 159 страниц. Основная часть изложена на 116 страницах машинописного текста, иллюстрирована 78 рисунками, 9 таблицами. Список использованной литературы содержит 100 наименований.

Выводы:

1. При работе винтового пресса с дугостаторным приводом наблюдается неравномерность нагрева участков индуктора по его длине, поэтому оценку теплового состояния следует проводить для самого нагретого участка.

2. При плавном пуске двигателя и времени нарастания напряжения 0,04 с потери мощности в обмотке индуктора и во ВЭ сокращаются на 9%.

3. Для заданных циклов работы необходима принудительная вентиляция двигателя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Внедрение асинхронных двигателей с разомкнутым магнитопроводом требует детального исследования электромеханических и тепловых переходных процессов в них, при этом необходимо учитывать явления, характерные для таких машин. Для изучения процессов в ЛАД целесообразно использовать модели, основанные на методе детализированных электрических, магнитных и тепловых схем замещения, и реализованные в приложении Simulink пакета математического моделирования MATLAB.

Выполненная диссертационная работа представляет собой развитие разработок коллектива кафедры ЭЭТС УГТУ-УПИ в результате решения практических задач. Основные результаты могут быть выражены в следующем:

1. Разработана матричная структурная модель асинхронного двигателя с разомкнутым магнитопроводом, позволяющая проводить исследования электромеханических переходных процессов машины при пуске, торможении, «набросе» нагрузки, при входе в активную область индуктора края ВЭ или его разрыва. Матричная модель основана на детализированных схемах замещения электрических, магнитных и тепловых цепей двигателя и позволяет исследовать машины с различными параметрами конструкции без изменения структуры модели, реализованной в пакете Simulink среды математического моделирования MATLAB.

2. Разработана матричная модель на основе детализированных схем замещения для исследования тепловых переходных процессов в многоиндукторных машинах с разомкнутым магнитопроводом. Данная модель позволяет использовать различную степень детализации элементов конструкции машины, а также моделировать многоиндукторный линейный асинхронный привод с произвольным числом индукторов, не внося изменений при этом в структурную схему модели.

3. Создана модель для совместного исследования электромеханического и теплового переходных процессов высокодинамичного линейного асинхронного привода. Уровень детализации электрической и магнитной схем замещения может отличаться от уровня детализации тепловой схемы замещения.

4. Исследован электромеханический переходный процесс лабораторной установки ДАД. Выполнено сравнение опытных и расчетных результатов, которое показало удовлетворительное совпадение (4%).

5. Исследован тепловой переходный процесс ЛИМ лабораторной установки с двусторонним индуктором и дополнительным внутренним сердечником в немагнитном зазоре. Выполнено сравнение опытных и расчетных результатов, которое показало удовлетворительное совпадение (3,6%).

6. Выполнено исследование электромеханических и тепловых переходных процессов в тяговом асинхронном двигателе монорельсового состава ОАО «Московские монорельсовые дороги» разработки Инженерно-научного Центра «ТЭМП». Дана оценка влияния ВЭ на тепловое состояние индукторов тягового привода при различных скоростях движения.

7. Исследованы электромеханические и тепловые переходные процессы в двигателе производственной системы «Винтовой пресс с дугостаторным приводом усилием 250 т.е.», произведена оценка теплового состояния машины в различных режимах работы при естественном и принудительном охлаждении.

8. В рамках совместных работ со Щецинским техническим Университетом (г. Щецин, Польша) исследованы электромеханические переходные процессы в двигателе SL-5-100, работающего в составе качающего привода церковных колоколов. Сформулированы рекомендации по длительности включения двигателя и целесообразности использования плавного пуска. Результаты выполненной работы используются при формировании режимов работы тяговых ЛАД Инженерно-научным Центром «ТЭМП» (г. Москва); Федеральным государственным унитарным предприятием Верхнетуринский машиностроительный завод (ФГУП ВТМЗ, г. В. Тура) при эксплуатации и модернизации винтового пресса с дугостаторным приводом; Щецинским техническим Университетом (г. Щецин, Польша) при проектировании привода церковных колоколов; в учебном процессе кафедры «Электротехника и электротехнологические системы» УГТУ-УПИ.

1. Аипов, Р.С. Основы построения и теории линейных асинхронных приводов с упругими накопителями энергии. - Уфа: БашГАУ, 2006. - 295 с.

2. Архангельский, А.Я. Delphi 6. Справочное пособие /

3. A.Я. Архангельский. -М.: ЗАО «Издательство БИНОМ», 2001. 1024 с.

4. Бегалов, В.А. Исследование линейных асинхронных двигателей с короткозамкнутой вторичной частью: автореф. дис. . канд. техн. наук. -Свердловск, 1980. 24 с.

5. Беспалов, В.Я. Исследование параметров линейного асинхронного двигателя методом проводимостей зубцовых контуров / В.Я. Беспалов,

6. B.В. Кузнецов, Е.М. Соколова и др. // Электричество. 1985. - № 7. - С. 62-65.

7. Беспалов, В.Я. Нестационарные тепловые расчеты в электрических машинах / В.Я. Беспалов, Е.А. Дунайкина, Ю.А. Мощинский ; под ред. Б.К.Клокова. М.: МЭИ, 1987. - 72 с.

8. Бессонов, JI.A. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учеб. для электротехн., энерг., приборостроит. спец. вузов. Изд. 9-е, перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1996. - 638 с.

9. Борисенко, А.И. Аэродинамика и теплопередача в электрических машинах / А.И. Борисенко, В.Г. Данько, А.И. Яковлев. М.: Энергия, 1974. -560 с.

10. Бычков, А.В. Учет поперечного краевого эффекта в линейной индукционной машине / Ф.Н. Сарапулов, Б.А. Сокунов. М.: Машиностроение, 1976. - 247 с.

11. Браславский, И.Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений /И.Я. Браславский, З.Ш. Ишматов, В.Н.Поляков; под ред. И.Я. Браславского. М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 256 с.

12. Веселовский, О.Н. Линейные асинхронные двигатели / О.Н. Веселовский, А.Ю. Коняев, Ф.Н. Сарапулов. М. : Энергоатомиздат, 1991.-256 с.

13. Веселовский, О.Н. Линейные электродвигатели переменного тока для производственных механизмов и автоматических устройств / О.Н. Веселовский. // Электротехника. 1977. № 6. - С. 12-15.

14. Винтовой пресс с дугостаторным приводом усилием 250 т.е. модель Ф1734А: паспорт: ЧЗПА. -М.: Станкоимпорт СССР, 1985.-21 с.

15. Винтовой пресс с дугостаторным приводом усилием 250 т.е. модель Ф1734А: руководство по эксплуатации: ЧЗПА. М.: Станкоимпорт СССР, 1985.-38 с.

16. Винтовой пресс с дугостаторным приводом усилием 250 т.е. модель Ф1734А: руководство по электрооборудованию: ЧЗПА. -М.: Станкоимпорт СССР, 1985.- 18 с.

17. Винокуров, В.А. Наземный транспорт на новых технологических принципах: монография в 2 ч. / В.А. Винокуров, А.А. Галенко, А.Т. Горелов, А.Н. Фиронов; под ред. В.А. Винокурова. М.: МИИТ, 2004. - Ч. 1. - 185 с. -Ч. 2. - 140 с/

18. Вольдек, А.И. Индукционные магнитогидродинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом / А.И. Вольдек. Л. : Энергия, 1970. -272 с.

19. Вольдек, А.И. Электрические машины. Учеб. для студ. втузов / А.И. Вольдек. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1974. - 840 с.

20. Гольдберг, О.Д. Переходные процессы в электрических машинах и аппаратах и вопросы их проектирования: учеб. пособие для вузов / О.Д. Гольдберг, О.Б. Буль, И.С. Свириденко, С.П. Хелемская; под ред. О.Д. Гольдберга. -М.: Высшая школа, 2001. 512 с.

21. Гольдберг, О.Д. Проектирование электрических машин: учеб. для втузов / О.Д. Гольдберг, Я.С. Гурин, И.С. Свириденко; под ред.

22. О.Д. Гольдберга. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2001. -430 с.

23. Гоман, В.В. Методика выбора шагов заполнения многомерных массивов характеристик линейных асинхронных двигателей / В.В. Гоман. // Вестник УГТУ-УПИ, 2006.

24. Дэбни, Д. Simulink 4. Секреты мастерства / Джон Дэбни. М. : БИНОМ : Лаборатория знаний, 2003. - 403 с.

25. Дьяконов, В. MATLAB 6: Учебный курс / В. Дьяконов. СПб. : Питер, 2001.-592 с.

26. Зимин, В.И. Обмотки электрических машин / В.И.Зимин, М.Я. Каплан, М.М. Палей и др. Л.: Энергия, 1976. - 488 с.

27. Иваницкая, В.В. Математическое моделирование электрической цепи индуктора асинхронного двигателя на основе графотопологического подхода: дис. канд. техн. наук. г. Екатеринбург, 2002.

28. Иваницкий, С.В. Асинхронные короткозамкнутые электродвигатели с несимметричным вторичным элементом и математическое обеспечение их анализа: дис. канд. техн. наук. Свердловск, 1985. - 214 с.

29. Иваненко, B.C. Выбор способа охлаждения, тепловой расчет и экспериментальная проверка нагрева низкоскоростного линейного асинхронного электродвигателя / B.C. Иваненко, С.В. Карась,

30. A.Н. Бурковский // Взрывозащищенные электрические машины: Сб. науч. тр. ВНИИВЭ.-Донецк, 1985.-С. 96-102.

31. Иваненко, B.C. Исследования нагрева двухстороннего линейного асинхронного электродвигателя / B.C. Иваненко, С.В. Карась // Конструкция и охлаждение специальных электрических машин безотходной технологии. -Харьков: ХАИ, 1986. С. 127-137.

32. Иваненко, B.C. Нагрев вторичного элемента духстороннего низкоскоростного линейного асинхронного электродвигателя /

33. B.C. Иваненко, С.В. Карась // Известия вузов. Горный журнал, 1988. № 2.1. C.89-94.

34. Иванов-Смоленский, А.В. Универсальный метод расчета электромагнитных процессов в электрических машинах / А.В. Иванов-Смоленский, Ю.В. Абрамкин, А.И.Власов, В.А.Кузнецов. М.: Энергоатомиздат, 1986. -216 с.

35. Иванов-Смоленский, А.В. Метод проводимостей зубцовых контуров и его применение к электромагнитному расчету ненасыщенной электрической машины с двухсторонней зубчатостью сердечников/ А.В. Иванов-Смоленский. // Электричество. 1976. - №9. - С. 18-28.

36. Иванушкин, В. А. Динамические модели и детализированные структуры электромеханических систем на основе специальных индукционных машин: автореф. дис. . канд. техн. наук. Екатеринбург, 1999.-21 с.

37. Иванушкин, В.А. Структурное моделирование электромеханических систем и их элементов / В.А. Иванушкин, Ф.Н. Сарапулов, П. Шымчак. -Щецин: ЩТУ, 2000.-310 с.

38. Ижеля, Г.И. Линейные асинхронные двигатели / Г.И. Ижеля, С.А. Ребров, А.Г. Шаповаленко. Киев: Техника, 1975. - 136 с.

39. Ильинский, Н.Ф. Автоматизированный электропривод / Н.Ф. Ильинский, М.Г. Юнькова. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 544 с.

40. Инкин, А.И. Электромагнитные поля и параметры электрических машин / А.И. Инкин. Новосибирск: ООО «Издательство ЮКЭА», 2002. -464 с.

41. Исаков, Д.В. Формирование вычислительных моделей и анализ электромеханических систем с линейными асинхронными двигателями наоснове детализированных структурных схем: дис. . канд. техн. наук. -Екатеринбург, 2000. 158 с.

42. Исаченко,В.П. Теплопередача / В.П.Исаченко, В.А. Осипова,

43. A.С. Сукомел. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1975.

44. Карась, С.В. Электропривод для горной промышленности на основе специальных асинхронных двигателей с замкнутым и разомкнутым магнитопроводом: дис. . д-ра. техн. наук. Свердловск, 1990. - 150 с.

45. Ключев, В.И. Теория электропривода: учеб. для вузов / В.И. Ключев. -М.: Энергоатомиздат, 1985. 560 с.

46. Коняев, А.Ю. Исследование линейных асинхронных двигателей с массивной ферромагнитной вторичной частью: дис. . канд. техн. наук. -Свердловск, 1979. 194 с.

47. Коняев, А.Ю. Линейные индукционные машины для технологического электромагнитного воздействия на обрабатываемые электропроводящие изделия и материалы: дис. д-ра. техн. наук. Екатеринбург, 1996. - 39 с.

48. Коняев, А.Ю. Особенности расчета характеристик линейного асинхронного двигателя с массивным магнитопроводом / А.Ю. Коняев,

49. B.C. Проскуряков, М.Г. Резин, Ф.Н. Сарапулов // Электричество, 1983. N8.1. C.65-67.

50. Копылов, И.П. Математическое моделирование электрических машин: учеб. для вузов. / И.П. Копылов. М.: Высш. школа, 1987. - 248 с.

51. Копылов, И.П. Проектирование электрических машин: учеб. пособие для вузов / И.П. Копылов, Ф.А. Горяинов, Б.К. Клоков и др.; под ред. И.П. Копылова. М.: Энергия, 1980. - 496 с.

52. Копылов, И.П. Численное моделирование линейных асинхронных двигателей высокоскоростных транспортных систем / И.П. Копылов, Е.Ф. Беляев // Энергетика и транспорт: Изв. АН СССР, 1977. № 3. - С.61-69.

53. Копылов, И.П. Электрические машины: учеб. для вузов / И.П. Копылов. 4-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2004. - 607 с.

54. Кувалдин, А.Б. Индукционный нагрев ферромагнитной стали / А.Б. Кувалдин. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 200 с.

55. Куцевалов, В.М. Асинхронные и синхронные машины с массивными роторами / В.М. Куцевалов. М.: Энергия, 1979. - 160 с.

56. Куцевалов, В.М. Вопросы теории и расчета асинхронных машин с массивными роторами / В.М. Куцевалов. М.: Энергия, 1966. - 160 с.

57. Лазарев, Ю. Моделирование процессов и систем в MATLAB. Учебный курс / Ю. Лазарев. СПб.: Питер; Киев: Изд. гр. BHV, 2005. - 512 с.

58. Махорский, Ю.Л. Асинхронные машины с электромагнитной несимметрией индуктора: дис. канд. техн. наук. Свердловск, 1985. - 182 с.

59. Михеев, М.А. Основы теплопередачи / М.А. Михеев, И.М. Михеева. -2-е изд. М.: «Энергия», 1977. - 344 с.

60. Мурджикян, М.Г. Исследование асинхронного двигателя с разомкнутым магнитопроводом и петлевой короткозамкнутой обмоткой на вторичном теле: автореф. дис. канд. техн. наук. Свердловск, 1978. - 24 с.

61. Мэтьюз, Д. Численные методы. Использование MATLAB / Джон Мэтьюз, Д. Куртис. Финк, 3-е издание.: пер. с англ. - М.: Изд. дом «Вильяме», 2001. - 720 с.

62. Назаров, С.Л. Линейные асинхронные машины с повышенными электромагнитными нагрузками на вторичном элементе с массивным ферромагнитным сердечником: автореф. дис. . канд. техн. наук. -Свердловск, 1990. 23 с.

63. Насар, С.А. Тяговые и подъемные усилия, развиваемые односторонним линейным двигателем для высокоскоростного наземноготранспорта / С.А. Насар, JI. Дел Сид // Наземный транспорт 80-х годов: пер. с англ. М.: Мир, 1974. - С. 163-170.

64. Нейман, JLP. Теоретические основы электротехники: в 2 т. / Л.Р.Нейман, К.С. Демирчян. Л.: Энергоатомиздат, 1981. - Т. 1. - 536 с. -Т. 2.-416 с.

65. Нейман, Л.Р. Поверхностный эффект в ферромагнитных телах / Л.Р. Нейман. М.: ГЭИ, 1949. - 190 с.

66. Огарков, Е.М. Исследование влияния продольных краевых эффектов на статические характеристики линейных асинхронных двигателей: дис. . канд. техн. наук. Пермь, 1974. - 223 с.

67. Огарков, Е.М. Квазитрехмерная теория линейных асинхронных двигателей / Е.М. Огарков. Пермь: ПГТУ, 2003. - 240 с.

68. Патанкар, С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости / С. Патанкар; пер. с англ. В.Д. Виоленского. М.: Энергоатомиздат, 1984.

69. Пирумян, Н.М. Исследование электромагнитных процессов в линейных асинхронных двигателях в режиме холостого хода: автореф. дис. канд. техн. наук. Свердловск, 1972. - 20 с.

70. Проскуряков, B.C. Исследование линейных асинхронных двигателей с различной конструкцией вторичной части: дис. . канд. техн. наук. -Свердловск, 1980. 200 с.

71. Прохоров, А.И. Исследование тепловых режимов линейного асинхронного двигателя / А.И. Прохоров, Ф.Н. Сарапулов, С.В. Карась, П. Шымчак // Энергосберегающие техника и технологии: сборник докладов. -Екатеринбург, 2004. С. 67-69.

72. Резин, М.Г. Эффект реакции ротора и механические характеристики двигателя с дуговым статором. Электричество, 1950. - № 2. - С. 51-52.

73. Ряшенцев, Н.П. Электромагнитные прессы / Н.П. Ряшенцев, Г.Г. Угаров, А.В. Львицын. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989. -216 с.

74. Сарапулов, Ф.Н. Исследование электромеханических переходных процессов линейного асинхронного двигателя / Ф.Н. Сарапулов, А.А. Емельянов, С.В. Иваницкий и др. // Электричество, 1982. №10. - С.54-57.

75. Сарапулов, Ф.Н. Исследование электромагнитных процессов в линейном асинхронном двигателе с обмотанной вторичной частью / Ф.Н. Сарапулов, В.А. Бегалов, А.Ю. Коняев и др. Электричество, 1979. - № 4.-С. 53-56.

76. Сарапулов, Ф.Н. Математические модели линейных индукционных машин на основе схем замещения: учебное пособие / Ф.Н. Сарапулов, С.Ф. Сарапулов, П. Шымчак. Екатеринбург: УГТУ, 2001. - 236 с.

77. Сарапулов, Ф.Н. Электротехнологическая виртуальная лаборатория: учебное пособие / Ф.Н. Сарапулов, С.Ф. Сарапулов, Д.Н. Томашевский и др. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. - 233 с.

78. Сарапулов, Ф.Н. Математическая модель линейной индукционной машины как объекта управления / Ф.Н. Сарапулов, И.В. Черных. -Электричество, 1994. № 5.

79. Сарапулов, Ф.Н. Передаточные функции и структурные схемы линейных асинхронных двигателей: учеб. пос. / Ф.Н. Сарапулов, И.В. Черных; под. ред. Ф.Н. Сарапулова. Екатеринбург, 1992. - 100 с.

80. Свенчанский, А.Д. Электрические промышленные печи: учеб. для вузов: в 2 ч. /А.Д. Свенчанский. -М.: Энергия, 1975. Ч. 1. - 384 с.

81. Свечарник, Д.В. Линейный электропривод / Д.В. Свечарник. М.: Энергия, 1979. - 152 с.

82. Соболев, С.В. Линейный асинхронный двигатель с многофазными обмотками на вторичном элементе: автореф. дис. . канд. техн. наук. -Свердловск, 1985. 23 с.

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

84. Соловьев, Г.И. Трехмерная теория линейных асинхронных двигателей. Исследование путей улучшения их характеристик применительно к высокоскоростному наземному транспорту: автореф. дис. . канд. техн. наук. Л.: ЛПИ, 1987. - 21 с.

85. Таланкин, А.А. Исследование электромеханических и информационных свойств управляемого линейного асинхронного двигателя методами математического моделирования: автореф. дис. . канд. техн. наук.- Свердловск, 1991. 23 с.

86. Ткачук, А.А. Математическое моделирование асинхронного частотно-регулируемого электропривода в режиме рекуперации энергии торможения в питающую сеть / А.А. Ткачук, B.C. Копырин. Электротехника, 2006. - № 1.- С. 37-44.

87. Урманов, Ю.Р. Линейный асинхронный двигатель с неравномерным воздушным зазором и фиксацией подвижной части: автореф. дис. . канд. техн. наук. Свердловск, 1985. - 23 с.

88. Федореев, С.А. Реализация матричного подхода при построении модели асинхронного двигателя по методу детализированных схем замещения в SIMULINK / С.А. Федореев, В.В. Гоман, С.В. Иваницкий //

89. Компьютерное моделирование 2004: Труды 5-й Международной науч.-техн. конф. СПб.: Нестор, 2004. - Ч. 1. - С. 238-241.

90. Филиппов, И.В. Теплообмен в электрических машинах: учеб. пособие для вузов / И.В. Филиппов. JL: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986. -256 с.

91. Фридкин, П.А. Безредукторный дугостаторный электропривод / П.А. Фридкин. -М.: Энергия, 1970. 138 с.

92. Хомоненко, А.Д. Delphi 7 / А. Хомоненко, В.Гофман, Е.Мещеряков, В. Никифоров. СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 1216 с.

93. Черных, И.В. Основы теории и моделирование линейного двигателя как объекта управления: автореф. дис. . д-ра. техн. наук. Екатеринбург, 1999.-43 с.

94. Черных, И.В. Передаточные функции и переходные процессы линейного асинхронного двигателя: автореф. дис. . канд. техн. наук. -Свердловск, 1990. 23 с.

95. Черных, И.В. Моделирование много двигательного линейного АД конвейерного поезда / И.В. Черных, Ф.Н. Сарапулов, С.В. Карась и др. -Электротехника, 2000. № 8. - С. 40-42.

96. Черных, И.В. Simulink. Среда создания инженерных приложений / И.В. Черных. М.: Диалог - МИФИ, 2004. - 496 с.

97. Шрейнер, Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты / Р.Т. Шрейнер. Екатеринбург: УРО РАН, 2000. 654 с.

98. Штурман, Г.И. Краевой эффект в индукционных машинах с разомкнутым магнитопроводом / Г.И. Штурман, Р.А. Аронов. -Электричество, 1947. № 2. - С. 54-59.

99. Шымчак, П. Динамическая модель и структурная схема линейного асинхронного двигателя / П. Шымчак. Электричество, 2003. - № 11. - С. 5663.

100. Ямамура, С. Теория линейных асинхронных двигателей / С. Ямамура -Л.: Энергоатомиздат, 1983. 180 с.

101. Begalov, У.A. Propulsion and normal forces in linear induction drives. / V. Begalov, F. Sarapulov, A. Gorelov // Proc. of ACED-04, Capri (Italy), 2004.

102. Begalova, T.A. Loss calculation in linear induction drives. / T.A. Begalova, V.A. Begalov // Proc. of Ural-Electroproect University of Gent. Ural State Technical Universities, Belgium, 1997. - P. 15-25.