автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Электроприводы гелиоустановок наземного и космического базирования

На правах рукописи

Овсянников Евгений Михайлович

Электроприводы гелиоустановок наземного и космического базирования. Теория и практика.

Специальность 05.09.03 — Электротехнические комплексы и системы.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2003

Работа выполнена на кафедре Ароматизированного электропривода Московского энергетического института (технического университета)

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кувалдин Александр Борисович; доктор технических наук, профессор Иньков Юрий Моисеевич; доктор технических наук, профессор Иванченко Георгий Евтихеевич.

Ведущее предприятие: Российское Авиационно-Космическое Агенство,

Федеральное Государственное Унитарное Предприятие «Исследовательский Центр имени М.В.Кельдыша»

Защита диссертации состоится «16» мая 2003 г в аудитории М 611 в 14 час. 00 минут на заседании диссертационного совета Д 053.16.02 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 13.

Отзыв на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 14 Ученый совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан « »_2003 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 053.16.04 кандидат технических наук, доцент

4472.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Истощение ископаемых энергоресурсов, отрицательное влияние традиционной энергетики на экологию, а также экономические факторы обусловливают поиск новых источников энергии, в частности, возобновляемых. К ним, прежде всего, относятся: солнечная энергия; ветровая энергия; гидроэнергия; геотермальная энергия; энергия биомассы.

Из всех видов возобновляемых источников энергии наиболее перспективным и доступным представляется Солнце. Запас солнечной энергии неисчерпаем, а физические принципы преобразования этой энергии в виды, удобные для потребления, просты, надежны и безопасны. Мощность лучистого потока энергии Солнца, достигающего Земли, оценивают в 1,7-1017 Вт, в то время как установленная мощность источников энергии, созданных во всем Мире, еще не достигла 10Вт. Согласно прогнозам, основную часть энергии человечество будет получать от Солнца, в разумных пределах дополняя ее термоядерной энергией.

Гелиоустановки (ГУ) - устройства, преобразующие солнечную энергию в электрическую иди тепловую.

В настоящее время используются ГУ различного назначения и принципов преобразования энергии: солнечные водо- и воздухонагреватели (системы горячего водоснабжения, отопления, сушки и обработки сельхозпродуктов); установки прямого преобразования энергии Солнца в электрическую на полупроводниковых фотопреобразователях (ФП) без концентрации и с концентрацией солнечной энергии; тепловые энергетические турбогенераторные ГУ; тепловые гелиосгатные электростанции башенного типа с газотурбинными циклами (основу которых составляют плоские управляемые зеркала — гелиостаты); наземные и орбитальные высокотемпературные солнечные печи (СП); орбитальные солнечные батареи.

Разнообразные ГУ объединяются общей операцией — наведением рабочего органа на Солнце. Эту операцию выполняет система наведения, выполненная в виде двухкоординатного следящего электропривода (СЭП), от которого существенно зависит качество работы и производительн

В технологических ГУ, которыми являются СП. необходимо осуществлять регулирование температуры в зоне нагрева, что достгаается перекрытием части потока лучистой энергии посредством подвижных экранов и жалюзи, перемещением которых управляет СЭП регулятора температуры. Кроме них в ГУ применяются вспомогательные электропривода (ЭП) (для перемещения исследуемого образца материала в СП или перекачки охлаждающей жидкости в энер! етаческой ГУ и т.д.). Совокупность указанных электроприводов составляет комплексную электромеханическую систему ГУ.

Условия эксплуатации и обслуживания ГУ различны. В одних случаях это промышленные установки с квалифицированным персоналом и хорошо оснащенной материальной базой. В других случаях, для бытовых, сельскохозяйственных ГУ с массовым применением характерно отсутствие квалифицированного персонала. Для этих установок показателен надежный ЭП с простейшим обслуживанием. В целях обеспечения высокого уровня качества и производительности технологического режима ГУ требуется максимальная их автоматизация. Наиболее жесткие требования в отношении точности слежения и надежности предъявляются к СЭП СП.

В связи с задачами новой техники по дальнейшему улучшению качества термообработки материалов возросли требования к температурному режиму процесса обработки. В некоторых случаях, при температуре нагрева в несколько тысяч градусов, недопустимо отклонение от заданной температуры на единицы градусов. Температурный режим СП жестко связан с точностью работы системы наведения. Повышение требований к стабильности температурного режима обуславливает необходимость создания высокоточного (СЭП) СП с допустимой среднеквадратичной ошибкой в доли утловой минуты.

СЭП, обеспечивающий необходимую точность слежения для СП применим и для любого другого типа ГУ с меньшими гочностными требованиями. Таким образом, данный ЭП приобретает общность и представительность для широкого класса различных ГУ.

Отдельной научной проблемой является разработка комплексных электромеханических систем СП космического базирования или, т. н., орбитальных

СП. Ранее СП в космосе не применялись. Впервые этой проблемой начали заниматься РКК «Энергия» и Московский энергетический институт (технический университет).

Разработкой приводов для гелиоустановок занимаются многие научно-технические организации. Например, в Московском энергетическом институте творческий коллектив под руководством д.т.н. профессора Терехова занимается этой проблемой с 1975 года. Электроприводы гелиоустановок рассмотрены в диссертационных работах Овсянникова Е. М., Турдзеладце Д. А., Чириапа К., Бу-Диаб Сайеда и других авторов.

Аналитический обзор литературы по электрооборудованию ГУ показал, что в опубликованных работах преимущественно рассматривались системы электроприводов, не полностью соответствующие современным технико-экономическим требованиям. Особенно это касается точности наведения приемника лучистой энергии на Солнце и регулирования температуры в фокальном пятне СП.

В теоретическом плане остаются без внимания важные вопросы: методологии создания датчиков рассогласования, разработки безлюфтовых опорно-поворотных устройств (ОПУ) повышенной механической жесткости; влияния кинематического люфта на точность ГУ в процессе слежения; анализа и синтеза СЭП ГУ с люфтом; влияния нелинейности элементов СЭП на работу ГУ.

Публикации по системам электроприводов космических СП в настоящее время отсутствуют.

Необходимо дальнейшее развитие исследований и комплексное решение научных проблем по созданию современных систем электроприводов ГУ, т.к. необходимость применения таких систем постоянно возрастает. Это определяет важность, научную актуальность я практическую значимость выбранной темы исследований.

В работе обобщены итоги 27-летней деятельности автора по вышеуказанной проблеме в качестве ответственного исполнителя научно-исследовательских работ. Исследования выполнялись в соответствии с госбюджетными и хоз-договорными работами, проводимыми Московским энергетическим институтом (техническим университетом) под руководством д.т.н., профессора В.М.Терехова.

Объект исследования — системы электроприводов ГУ наземною и космического базирования.

Цель работы — улучшение технологических и энергетических показателей, повышение уровня автоматизации ГУ широкого класса наземного и космического базирования на основе теоретической и практической разработки их ЭП. В работе представлены и решены следующие задачи:

1. Выработка требований к классу СЭП и ЭП регуляторов температуры ГУ наземного и космического базирования.

2. Создание методик анализа и синтеза СЭП ГУ по точностному принципу с учетом возникающих ударных нагрузок в механической части.

3. Разработка безлюфтовых электромеханических систем с повышенной механической жесткостью для наземных ГУ.

' 4. Создание методологии построения и практическая разработка датчиков рассогласования для СЭП ГУ различных типов.

5. Разработка ЭП ГУ наземного и космического базирования.

6. Создание методологии, а также разработка оборудования для проведения наземных испытаний СЭП космических СП.

Методы исследования. Поставленные в задаче научные проблемы решались с применением аппарата математического анализа, теоретических основ автоматизированного электропривода, теории планирования экспериментов, частотных методов исследования линейных систем автоматического ретулирования, математического моделирования. Основные теоретические результаты работы подтверждены экспериментальными исследованиями, выполняемыми на реальных моделях ЭП ГУ в лабораторных и производственных условиях с использованием специально разработанных стендов и методик. Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Обоснована обобщённая математическая модель СЭП для широкого класса ГУ.

2. Предложены методики анализа и параметрического синтеза построения однодвигательного СЭП с кинематическим люфтом для широкого класса ГУ с количественными оценками максимальной и среднеквадратичной

ошибок слежения, а также ударных нагрузок к силовой части привода в условиях случайных воздействий по ветровому моменту нагрузки.

3. Предложена методология построения дагчиков рассогласования для СЭП ГУ различных типов.

4. Разработаны безлюфтовые электромеханические системы с повышенной механической жесткостью структуры и оптимизированные рабочие режимы СЭП энергетических ГУ.

5. Предложена методология построения комплексной электромеханической системы наземной СП, включающий в себя СЭП и ЭП регулирования температуры объекта нагревания.

6. Разработана математическая модель, варианты конструктивных узлов, структурные и функциональные схемы двухкоординашой системы наведения космической СП.

7. Предложена методика наземных испытаний электроприводов космических СП. На защиту выносятся:

1. Структура обобщенного СЭП для широкого класса ГУ, позволяющая комплексно исследовать типовой однодвигательный СЭП с кинематическим люфтом в условиях случайных воздействий по ветровому моменту нагрузки.

2. Методики анализа и синтеза однодвигательного СЭП с кинематическим люфтом для широкого класса ГУ.

3. Методология создания датчиков рассогласования доя ГУ различных типов.

4. Варианты построения СЭП энергетических ГУ.

5. Способ оптимизации рабочего режима СЭП энергетической ГУ с концентрацией лучистой энергии.

6. Комплексная электромеханическая система наземной СП.

7. Математическая модель, варианты конструктивных узлов, структурные и функциональные схемы двухкоординатной системы наведения космической СП.

8. Методика и стенд для наземных испытаний электроприводов космических СП. Достоверность полученных результатов определяется корректностью постановки

задач, обоснованностью принятых допущений; адекватностью используемого

математического аппарата и полученных моделей исследуемым процессам,

подтйерждаотся хорошей сходимостью результатов математического моделирования с зкспериментиыми данными, полученными на физических моделях, лабораторных стендах и реальных установках в производственных условиях. Обоснованность основных еыводов и рекомендаций подтверждена промышленными испытания?,«! и внедрением в практику предложенных технических решений по реализаций систем ЭП для ГУ различных типов.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. Результаты работы использованы при создании серии систем ЭП действующих энергетических и технологических ГУ.

2. Полученные способы оценки точностных показателей и ударных нагрузок нелинейных СЭП в условиях случайных воздействий по ветровому моменту могут быть рекомендованы при проектировании новых и модернизации действующих однодвигательных СЭП ГУ различных типов.

3. Разработанные датчики рассогласования для СЭП ГУ различных типов, обеспечивают требуемые пеленгационные характеристики и их стабильность при изменениях мощности лучистого потока.

4. Разработанная комплексная электромеханическая система для СП, дает повышение точности регулирования температуры объекта нагревания.

5. Разработанные двухкоординатные СЭП для космических СГ1 различных типов, создают предпосылки для повышения технологических зффективностей СП.

6. Разработан стенд для проведения наземных испытаний электроприводов космических СП, позволяющий • гарантировать надёжную работу электроприводов в космосе.

Реализация результатов работы. Основные научные положения, инженерные методики и рекомендации диссертационной работы внедрены в промышленность, использованы в научно-исследовательских и проектных институтах, а также в учебных процессах высших учебных заведений.

Основными внедрениями являются: 1. Разработанные и выполненные комплексные электромеханические системы, обеспечивающие наведение наземных СП с погрешносхью не более одной угловой минуты и регулирование температуры образцов материалов с

погрешностью не более 3 -ь 5% применены в гелиоцентре Института проблем материаловедения HAH Украины (Крым, п. Кацивели).

2. Система СЭП энергетической ГУ с концентрацией лучистой энергии, типа СЭУ - 5G0 с выходной электрической мощностью РаО,5кВт для ГУП НТПК «Геофизика - APT» (Москва).

3. Комплексная электромеханическая система, обеспечивающая наведение космической СП тина СП - 1,0 с погрешностью не более одной минуты и регулирование температуры образцов материалов с погрешностью не более 1 -г 2% для РКК «Энергия» (г. Королев).

4. Система СЭП гелиостатиой СП с тепловой мощностью Pi®! мВт для НПО «Солнце» Физико-технического института АН Узбекистана (Узбекистан, п. Паркент).

5. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Электротехника и компьютеризированные электромеханические системы» Московского государственного технического университета «МАМЙ» (Москва).

Акты о внедрении прилагаются. Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на следующих

конференциях:

3. Всесоюзной конференции «Современные проблемы энергетики и электротехники», Москва, 1977г.

2. XI Всесоюзной конференции по проблемам автоматизированного электропривода, Суздаль, 1991г.

3. Международной конференции по использованию солнечной энергии, Украина, Крым, пос. Кацивели, 1990г.

4. Международной конференции «Ракетно-космическая техника»: фундаментальные проблемы механики и теплообмена, Москва, 1998г.

5. I Международном симпозиуме «Передовые термические технологии и материалы», Украина, Крым, пос. Кацивели, 1997г.

6. IV Международной конференции «Электротехника, электромеханика и

электротехнологяя», Россия, Клязьма, 2000г.

7. ¡И Международной (XIV Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу, Россия, Нижний Новгород, 2001г.

В полном объеме диссертационная работа докладывалась на заседании кафедры Автоматизированного электропривода Московского энергетического института (технического университета).

Публикации. Результаты диссертации опубликованы в 35 работах, список которых приведен в конце автореферата.

Личный вклад автора. Общий анализ проблемы. Постановка задач, организация и проведение всех теоретических и экспериментальных исследований, представленных в работе.

Создание математической модели и проведение исследований обобщенного СЭП для широкого класса ГУ.

Разработка методологии создания датчиков рассогласования СЭП ГУ.

Разработка структурных, злектротромеханических и принципиальных схем электроприводов, а также ОПУ для энергетических и технологических наземных ГУ.

Математическое описание, создание математической модели и исследование СЭП космической СП. Разработка и изготовление СЭП и системы регулирования температуры космической СП.

Разработка методики и стенда для проведения наземных испытаний ЭП космических СП.

Все результаты, составляющие научную новизну диссертации и выносимые на защиту, получены автором лично, в плане общих работ научной группы, руководимой доктором технических наук, профессором Тереховым В.М.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из содержания, перечня принятых сокращений, введения, четырёх разделов с иллюстрациями и таблицами, заключения, списка литературы из 119 наименований и 4

приложений. Работа содержит 292 страниц основного машинописного текста и 79 рисунков. Общий объем работы составляет 367 страниц.

В приложениях предоставлены 4 акта о внедрении результатов работы.

Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность темы, определены решаемые в диссертации научно-технические проблемы, основная цель работы и конкретные задачи по ее выполнению. Обзор литературных источников показал недостатки существующих систем ЭП наземных ГУ, характеризующихся недостаточной точностью слежения, низкой надежностью, сложностью наладки и эксплуатации. Качество работы таких приводов не соответствует современным техническим требованиям.

Исследование и разработка систем ЭП для космических СП производится в мировой практике впервые. Публикации по данной тематике отсутствуют.

В первой главе диссертации обосновывается оптимальная по точностным и нагрузочным показателям структура одаодвигательного СЭП для ГУ широкого класса. Исследуется обобщённый однодвигательный СЭП с кинематическим люфтом, разработанный на базе обоснованной структуры. Делается структурная и параметрическая оптимизация СЭП. При анализе режимов работы СЭП за расчетный принят самый неблагоприятный режим, когда момент трения на исполнительном валу полностью компенсируется постоянной составляющей момента ветровой нагрузки при наличии ветровых флюктуаций. В этом случае резкие возрастания ошибки слежения и ударные нагрузки в силовой части привода, обусловленные наличием кинематического люфта, будут возникать с частотой флюктуаций, что приведёт к многократному увеличению среднеквадратичной величины ошибки и преждевременному износу электропривода. В исследовании оцениваются точностные возможности и возникающие ударные нагрузки в силовой части привода на основании предварительных данных по основным параметрам СЭП при стохастических возмущающих воздействиях нагрузки.

При составлении математической модели однодвнга тельного СЗЛ ГУ и обосновании ее оптимальной структуры рассматривались все приемлемые одноконтурные и многоконту рные структуры приводов. Класс рассматриваемых приводов характеризуется сравнительно малой мощностью — менее одного киловатта. Такие приводы в большинстве случаев не нуждаются в токоограничении. Поэтому в структуре СЭП ГУ нет необходимости предусматривать контур тока. Достаточно ограничиться только контурами скорости и утла. Контур скорости обеспечивает повышение стабильности движения установки в зоне низких скоростей, а также позволяет расширить полосу пропускания электропривода, что способствует повышению динамической точности СЭП. Окончательно необходимые динамические свойства и требуемые точностные показатели СЭП в целом придает регулятор положения в контуре угла. Таким образом, за базового была выделена и обоснована двухконтурная схема СЭП с пропорционально-дифференциальным регулятором в контуре скорости двигателя и пропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором в контуре положения.

При составлении структурной схемы механической части привода учитывались кинематические люфты и упругости, а также вязкое трение на исполнительном валу. Принимая во внимание значительную жесткость конструкции исполнительного механизма гелиоустановки принято допущение, что вся упругая податливость системы обусловлена кинематической цепью, состоящей из редуктора и выходной передачи, соединяющей редуктор с коренным зубчатым колесом. Моменты инерции элементов кинематической цепи приняты равными нулю, ввиду их несоизмеримости с приведенными моментами инерции двигателя и исполнительного механизма. Это позволило в качестве расчетной принять двухмассовую упругую модель механической части привода. В базовой схеме СЭП предусмотрен аетатизм второго порядка, который позволяет снизить требования к полосе пропускания СЭП и исключить скоростную и статическую ошибки слежения.

Кроме рассмотренной ' выше наиболее общей структуры СЭП в работе рассмотрены и описаны математически более простые варианты построения схемы

электропривода ГУ. Обоснованы области применения этих стр^таур. Описана методика оптимизации различных вариантов выполнения контура скорости, которая позволила предложить для всех распространенных структур СЭП единую унифицированную математическую модель.

Результаты исследований, проведенных на обобщенной математической модели

»

СЭП, справедливы для различных одноконтурных и двухконтурных структур, которые исчерпывают все варианты СЭП ГУ от простейших до самых высокоточных.

Для исследования процесса слежения однодвигагельного СЭП ГУ при воздействии возмущения по нагрузке использован метод планирования эксперимента. В расчетной модели СЭП ветровая нагрузка имитировалась с применением генератора псевдослучайного двоичного сигнала. Вид кривой имитации ветровой нагрузки одинаков во всех опытах. Масштабы времени и момента подобраны так, что частота колебаний нагрузки лежит в пределах у=1+6 а максимальная амплитуда составляет 30% от номинального момента двигателя, заложенного в расчетную модель, что соответствует экспериментальным данным.

Соотношения базовых частот для желаемой ЛЧХ лимитированы.

К базовым частотам и величинам относятся: гак=1/Тк! - стабилизирующая

частота регулятора положения, с-*; Тк] - основная стабилизирующая постоянная времени регулятора положения, с; ©о2=КРуск)^ - базовая частота СЭП, с"1; Буск-Ераб макс/8доп - добротность СЭП по ускорению, с~2; Ераб макс -максимальное рабочее ускорение, с"2; 5доп - допустимая средне-квадратичная ошибка, рад; ©р - граничная частота для высокочастотного участка ЛЧХ, на которой фаза скоростной подсистемы равна - 90°, с" &2 - частота свободных колебаний исполнительного механизма при заторможенном вале двигателя, с"1; <ос - частота среза, с"*.

Оптимальными для линейного СЭП по условию минимальной колебательности при заданной полосе пропускания будут следующие соотношения: шк/£йО2^0,6 -г 0,7 <32/юо2йЗ,8 * 4,9

Эти соотношения примерно выполнялись и при настройке нелинейного СЭП с люфтом с целью сохранения его оптимальности в линейном режиме работы.

В состав аналитических зависимостей, аппроксимирующих функции отклика входят три определяющих показателя системы: добротность по ускорению Оуск, коэффициент распределения масс у и относительная величина кинематического люфта АУ*к.л.

Добротность по ускорению - ОуСК-о.>2о2--=к=Кй* Кс/То, (1)

где К - коэффициент передачи разомкнутой системы, рад/в*с: К8 - коэффициент передачи измерительного устройства, в/рад: То - постоянная времени ПИД -регулятора положения, с;Кс - коэффициент передачи контура скорости, рад/в*с.

Коэффициент распределения масс - у=.(дв/(Ди. в.+1дв) , (2)

где .¡дв - момент инерции двигателя, кгм^; 1и.в. - то же исполнительного вала, кгм2;

Относительная величина кинематического люфта -АУ*к.л.= ДУк.л./5ср.кв.лин. , (3)

где ДУк.л - абсолютная величина кинематического люфта; бср.кв. лин. - среднеквадратичная ошибка от принятого в эксперименте характера нагрузки в линейной системе при заданной добротности, рад.

В работе использован известный ортогональный центрально-композиционный план (ОЦКП) второго порядка для трех факторов. Согласно плану, в экспери-менте проведено 15 опытов при различном сочетании значений варьируемых факторов. Плюсам и минусам единичных значений истинных факторов соответствуют: шо2 (-1)=2,6 с"1; ©02 (+1)^17,3 с"*", У(-1)=0,2;

У(-П)=0,7; АУ*к.л.(_] у=4; АУ*к.л.(ч-1)=28.

Кодированные значения факторов связаны с истанньши значениями факторов соотношениями:

ХгК'Чср ■)' х1ср-"х1мин • Г1 >Ч"х1ср''х]макс"хюр » (4)

где X; . кодированное значение фактора; Х1 - истинное значение фактора; хшин - минимальное истинное значение фактора; хшр - среднее истинное значение фактора; хшакс - максимальное истинное значение фактора.

Искомыми величинами были относительная среднеквадратичная величина ошибки ^йср.кв.= ^ср.кв-/ §ср.кв.лин.,

относительная максимальная величина амплитуды ошибки

^5макс.= 5макс-/ 8ср.кв.лин. и относительная максимальная величина ударного момента в механической части СЭП УМумакс:-=Мумакс- ''Мвмакс

где Мвмакс - максимальный ветровой момент.

Определению относительной максимальной величины ударного момента в диссертационной работе уделено особое внимание.

После обработки опытных данных согласно методике планирования эксперимента получены аналитические выражения для искомых величин: У&р.кв.^-0,6x1 (-0,2x2+2,4x3-0,22x2-0,22x3-0,8x1x2-0,4x1x3+0,1x1x3; (5)

У5.макс=17,6-0,2х1+0,4x2+7,2хз-2,62 х12-0,12 х22-2,82 х32-1,3 Х]Х2-

-0,4x1X3+0,8 Х]Х2; (6)

^Мумакс.= 1,2-0,3x1 +0,6x2+0,3хз-0,3х] 2+0,7 х22-0,7х1 х2+0,3 х2хз. (7)

Адекватность расчетной аналоговой модели подтверждена при помощи эксперимента, проводимого на действующем СЭП.

Выполненный эксперимент позволяет в зависимости от относительной величины кинематического люфта разделить следящие электроприводы на три группы: линейные, нелинейные и существенно нелинейные. В линейных СЭП кинематический люфт отсутствует. К нелинейным относятся СЭП, у которых кинематический люфт лежит в пределах: 0<ДУкл./5ср.кв.лин.<4, т.е. не превышает четырёх величин среднеквадратичной ошибки от среднесгатических возмущающих воздействий по нагрузке в линейной системе. Нелинейный СЭП примечателен тем, что даже при отсутствии в его структуре дополнительной электрической коррекции

в нем не возникают автоколебание если величина коэффициента распределения масс лежит в пределах 0,4<у<0,7. При неличное относительного кинематического люфта АУк.л./Зср.кв.лин>4 имеет место существенно нелинейный СЭП. В этом варианте при отсутствии момента нагрузки на исполнительном валу, в СЭП возникают незатухающие автоколебания, сорвать которые удается только введением дополнительной электрической коррекции. Существенно нелинейный СЭП практически неработоспособен без дополнительной электрической коррекции, т.к. в режиме автоколебаний амплитудная и особенно среднеквадратичная величина ошибки резко возрастают. Как показали исследования, если амплитудная ошибка увеличиваемая в 2-3 раза, то среднеквадратичная - на порядок и более.

По результатам исследований сделан анализ влияния обобщенных параметров СЭП с кинематическим люфтом на среднеквадратичную и амплитудную величины ошибки при среднестатистических возмущающих воздействий по нагрузке. Полученные в работе аналитические и графические зависимости ошибок-СЭП от его обобщенных параметров позволяют для исследуемого СЭП оценивать точностные возможности по заданным параметрам или, напротив, определять значения параметров, отвечающих требуемым точностным показателям, устанавливать необходимость применения корректирующих и компенсирующих средств. Таким образом, разработана методическая основа решения вопросов как анализа, так и синтеза нелинейного СЭП ГУ.

Во второй главе диссертации изложена методология проектирования, а также предложены конструкции датчиков рассогласования для СЭП ГУ различных типов.

Датчики рассогласования, формирующие информацию об угловом отклонении оптической оси светопрнемника от направления на Солнце, в настоящее время не производится серийно, а разрабатываются и изготовляются конкретно для каждой ГУ в соответствии с ее особенностями и спецификой работы. Основой для разработки датчика служит требуемая т.н. пеленгационная характеристика, т.е. зависимость выходною напряжения от угла рассогласования. К ее параметрам

относятся ширина зены нечувствительности So, ширина линейного участка 8л, которому соответствуют режимы слежения, максимальное выходное напряжение Umax и значение угла захвата 5з, т.е. .максимальный угол рассогласования, ири котором датчик выдает логически правильный сигнал (рис. 1). Характеристика 1 относится к непрерывному режиму слежения, а характеристика 2 — к релейному. Параметры желаемой пеленгадионной характеристики датчика определяются с учетом технических данных и условий работы рассматриваемой ГУ. Если не учитывать оптического воздействия атмосферы, солнечные лучи образуют у поверхности Земли телесный угол а=9,3-10~3 рад, поэтому солнечная тень имеет зоны полного затенения и полной освещенности, между которыми расположена зона частичного затенения шириной Д=1а, где 1 - расстояние от тенеобразующего элемента датчика (диска или диафрагмы) до фотоэлемента.

Освещенность прямым солнечном светом при переходе от зоны полного затенения к зоне полной освещенности увеличивается от нуля до максимума. Освещенность единичного участка экрана пропорциональна площади солнечного диска, видимой из данной точки. Форма кривой освещенности Е=А(3) в зоне частичного затенения определяется конфигурацией затеняющего наконечника датчика. Изменяя ее, можно формировать различные зависимости Е=Г(8).

На рис.2 показано распределение освещенности на симметричном шелевом экране датчика с круглым наконечником при различных уровнях плотности лучистого потока. Кривые 1 и 2 ограничивают семейство зависимостей Е=А[3).

Рис. 1 Пслеигаиионная характеристика датчика р*есошс«ншя.

Рис. 2 Распределение освещенное ги на щелевом экране датчика.

Штрих - пунктирными линиями 3 и 4 показаны расположение и относительные размеры засвечивающих щелей датчика. Под засвечивающими щелями расположены фотоэлементы 5. Для наглядности при обозначении зоны полного затенения 6 нулевые значения освещенности разнесены относительно оси ординат. По оси абсцисс отложен угол ошибки 5. Ширина линейного участка геометрической пеленгационной характеристики: 5л=а+Аа, (10)

где Аа - угловое значение ширины засвечивающей щели, выполненной на экране датчика.

Во избежание образования зоны нечувствительности в пеленгационной характеристике целесообразно соблюдать условие: Да-а (11)

При этом максимальная ширина линейного участка пеленгационной характеристики не превышает значения двойного телесного угла солнечного диска: 5лтах=2а=1,86-10-2 рад (12)

Согласно выражению (10) минимальный угол 5 для линейного участка пеленгационной характеристики численно равен телесному углу солнечного диска: 8лтах=а=9,3-10-3 рад (13)

В зависимости от погодных 5'словий и времени дня освещенность датчика изменяется в широких пределах. Имея семейство пеленгационных характеристик, при одном и том же угле отклонения от заданного направления датчик, как звено системы автоматического регулирования, может обеспечивать различные коэффициенты передачи. Общий коэффициент передачи разомкнутой системы наведения — добротность по скорости Дс — имеет определенное значение, при котором система устойчива и обеспечивает заданный уровень погрешности по скорости: Дс=Кд.р.Кр.пКу.пКдВКред=Шраб^ск (14)

где Кд р Кр п, Кда и Кред - передаточные коэффициенты датчика рассогласования, регулятора положения, двигателя и редуктора; Ку п - коэффициент усиления управляемого преобразователя напряжения; Шраб - максимальная рабочая угловая скорость слежения, рад/с.

Достичь постоянства Дс можно, выполнив условие

Кд.р.Кр.п-С-сопБ1, или Кр.п-С/Кд.р~Дс/(Кд.рКу.яКдвКре,д), (15)

которое реализуется включением направленного на Солнце измерите.1ьного фоторезистора в обратную связь операционного усилителя, входящего в состав регулятора положения.

Кроме слежения за Солнцем с адата!шей к погодным условиям, датчик выдает в схему управления информацию об уровне плотности лучистого потока. При значительной облачности система наведения автоматически выключается до улучшения погодных условий. Автоматическое выключение и наведение установки происходит при минимальной рабочей плотности лучистого потока. Вмешательства оператора при этом не требуется, если углы рассогласования по каждой координате не превышают 90°, г.е. максимальной ширины пеленгационной характеристики.

Построение датчика рассогласования начинается с желаемой пеленгационной характеристики. Задаются значения ширины зоны нечувствительности 50, ширины линейного участка 8Л и значение угла захвата 83. В репейных следящих электроприводах энергетических ГУ без концентрации лучистого потока 80=5+8 угловых градусов. В следящих электроприводах ГУ с концентрацией лучистого потока обычно 6о=0. Самые жесткие требования предъявляются к пеленгационной характеристике датчиков солнечных печей, где 5о=0 и 5л=5н-10 угловых минут, а 53=±90 угловых градусов.

Далее определяются конфигурация и геометрические размеры датчика, которые связаны с размерами и шириной активного участка выбранных фотоэлементов. Это могут быть фоторезисторы или фотодиоды с приемлемыми чувствительностью и стабильностью выходных характеристик. Диаметр датчика соответствует размещению четырех фотоэлементов. Ширина засвечивающей щели экрана датчика А равна одной пятой ширине активного участка фотоэлемента из условий достаточной освещенности последнего.

Одно из условий построения датчика рассогласования - ширина засвечивающейся щели экрана равна ширине размытой границы тени, которая

соответствует углу а-9.3-10~3 рад. Тогда линейный участок геометрической пеленгадионной характеристики датчика будет равен йдг~30 угловых минут. Расстояние от экрана до затеняющего диска в открытых датчиках или от экрана до крышки-диафрагмы в закрытых датчиках будет: а=Д/5лг (16)

где А- ширина засвечивающей щели, мм; 5ЛГ=--9,3-10~3 - ширина линейного участка геометрической пеленгадионной характеристики, рад.

Для расширения пеленгационной характеристики датчики имеют дополнительный затеняющий диск, расположенный от экрана на .расстоянии: ДХ=10Д (17)

Диаметр дополнительного диска из условий не затенения размытой границы тени от основного диска: <1дО11-0.95с1осн, (18)

где (30СЛ - диаметр основного затеняющего диска.

Весь линейный участок геометрической пелеигационной характеристики не используется. При 5ЛГ =10 угловых минут электрическая схема входит в насыщение. Датчик выдает максимальный сигнал.

Универсальный датчик открытого типа для автоматизированных солнечных печей (рис.3), кроме слежения за Солнцем, осуществляет стабилизацию общего коэффициента усиления и, соответственно, добротности по скорости следящего электропривода, отключает систему слежения при низком уровне плотности лучистого потока и ведет поиск Солнца в пределах

8

90°=83=+90°на повышенной скорости при восстановлении рабочего уровня плотности лучистого потока. В основании 2 датчика диаметрально, под прямыми углами расположены „ четыре фотоэлемента 3, образующих два основных электрических моста.

Рис. 3 Универсальный датчик открытого типа.

В центр основания ввинчен несущий цилиндр 5 с расположенными на нем затеняющим наконечником 6, дополнительно затеняющим 9 и экранирующим 10 дисками. Основание ввинчено в корпус 11.

Передняя стенка пеленгационной характеристики края выполнены наклонными к оптической оси щели корпуса и экранирующий даек образуют засвечивающую щель Щ. Для расширения датчика. Между засвечивающими щелями и фотоэлементами располоясены пылезащитные светофильтры 4. В корпусе затеняющего наконечника в тех же координатах, что и основные фотоэлементы, смонтированы четыре дополнительных фотоэлемента 7, служащих для отключения установки при низком уровне солнечной радиации. Вспомогательные фотоэлементы 8, включенные в обратные связи операционных усилителей регуляторов положения, расположены на передней части затеняющего наконечника.

Реальная характеристика этого датчика близка к требуемой.

Разработанные датчики эксплуатируются в гелиоцентрах России (г. Махачкала), Украины (в Крыму) и Узбекистана (г. Паркент).

В третьей главе диссертации решались проблемы повышения энергетических и технологических эффективностей наземных ГУ на основе усовершенствования их электроприводов.

Рассматривались условия целесообразности применения СЭП на энергетических. ГУ без концентрации лучистой энергии. Показано, что при электрической выходной мощности ГУ Рэл>50Вт применение однокоординатного СЭП экономически оправдывается.

Обоснован выбор систем координатных осей ОПУ ГУ различных типов. Для энергетической ГУ без концентрации лучистой энергии наиболее предпочтительной является экваториальная система координат с релейным СЭП.

Для энергетических и технологических ГУ с концентрацией лучистой энергии наиболее целесообразно применение азимутально-зеяитальной системы координатных осей.

Предложен вариант модульного исполнения энергетической ГУ, при котором общая площадь ФП разбивается на несколько единичных площадей, образуя систему электрически связанных между собой наводящихся модульных ФП (рис.4). Каждый модуль наводится на Солнце общим для всех модулей СЭП 1, расположенном на ведущем модуле. Ведомые модули приводятся в движение с помощью механической передачи, состоящей из одинаковых ведущего 2 и ведомого 3 шкивов, а также троса 4 между ними. Движение модулей «по Солнцу» обеспечивает ЭП. В противоположном направлении модули движутся под действием механических пружинных устройств 5. Электрические выходы

каждого ФП 6 кабелем соединены с общим приемником - распределителем 7. Рекомендуемая выходная

электрическая мощность одного модуля составляет 300Вт. При этом площадь единичного ФП равна 6 м^. размер одной стороны ФП - 2,45м. Ориентация по второй координате производится несколько раз в год, вручную.

Рассмотрены функциональные схемы ГУ с турбогенератором и с фотопреобразователем (ФП).

Разработаны безлюфтовые ОПУ с повышенной механической жест- костью для ГУ с концентрацией лучистого потока. На рис. 5 представлен один из вариантов безлюфтового ОПУ. Движение по азимуту осуществляется посредством СЭП с тросовой передачей. Угломестный СЭП 1 вынесен от вертикальной опоры 2 кронштейном 3 на расстояние: Я=ш а (19)

где т-расстояние от угломестной исполнительной оси до несущего обода концентратора, М; а - полный угол поворота концентратора по углу места, рад.

На катушке 4 выходного вала редуктора закреплен трос 5. Второй конец троса закреплен на несушем ободе концентратора 6. Наматыванием троса на катушку меняется угломестное положение концентратора. Дляпредотвращения раскачивания концентратора от ветра применен дополнительный трос 7, который

Оптимизирован рабочий режим СЭП энергетической ГУ. Рассмотрен шаговый режим СЭП, когда движение, компенсирующее допустимую ошибку слежения чередуется с паузой, в которой эта ошибка накапливается. Достоинство пошаговой отработки закона перемещения объекта слежения - Солнца заключается не только в отсутствии необходимости применять специальный управляющий преобразователь, питающий двигатель, но и в возможности сократить потребление электроэнергии на процессе слежения в несколько раз.

В диссертационной работе рекомендована для широкого применения в гелиотехнике универсальная электромеханическая схема СЭП.

В особо точных СЭП ГУ необходимо применение электромеханических схем, обеспечивающих линейность системы слежения во всех режимах без каких-либо допущений. Сказанное в первую очередь относится к высокотемпературным СП, где допустимая ошибка слежения (одна угловая .чин.) во много раз меньше величины кинематического люфта (десятки угл. мин.). Указанная цель достигается применением несимметричного двухдвигаггельного СЭП, называемого также универсальным. В данной схеме управляемым является только двигатель слежения. Второй вспомогательный двигатель питается от неуправляемого источника тока,

через направляющие ролики 8 и 9, а также подвижный блок 10 натягивается грузом 11. Тросовая растяжка концентратора позволяет выбрать в системе кинематические люфты и повысить механическую жесткость

Рис. 5 Ашмутально-хенвтадьное ОПУ гслно-установкм с вынесенным электроприводом.

создавая tía исполнительном вату постоянный по величине и по направлению начальный момент распора Мо. Кроме надежной компенсации кинематического люфта несимметричная схема СЭП позволяет в десятки раз снизить установленную мощность управляемого преобразователя напряжения, так как все потери в приводе компенсируются за счет неуправляемого вспомогательного двигателя. Кроме того, в рассматриваемой схеме легко осуществляются режимы быстрых перемещений исполнительного вала. Для этого используется вспомогательный двигатель.

В главе описаны режимы работы несимметричного СЭП, обоснованы соотношения крутящих моментов двигателей и нагрузки. Подробно рассмотрены условия линейности несимметричного СЭП. В окончательном виде, с учетом упругой деформации кинематических цепей условие линейности запишется в виде: [(Мк.з.сл - Мтр.ред.сл.)Лдв.сл. - (Мн.дв.всп. - Мв.макс. - Мтр.и.в.)/

/(JflB.Bcn.+JH.B.)]*t2K.3. < 4Мо/Ск.ц. (9)

где .Тдв.сл., 1дв.всп. Jh.b. - моменты инерции, соответственно, двигателя слежения , двигателя вспомогательного и исполнительного вала,кгм2;Мк.з.сл. - момент короткого замыкания двигателя слежения, Нм; Мтр.ред.сл. - момент трения редуктора слежения, Нм; Мн.дв.всп. - номинальный момент вспомогательного двигателя, Нм; Мв.макс. - максимальный момент ветровой нагрузки, Нм; Мгр.и.8. - момент трения на исполнительном валу, Нм; йс.з. - время приложения момента короткого замыкания, с.

Рассмотрены вопросы повышения технологической эффективности СП на основе комплексной электромеханической системы (КЭМС), состоящей из двухкоординатного СЭП наведения концентратора на Солнце и двухконтурной системы регулирования температуры на образце материала (рис 6). В состав системы наведения входят азимутальный СЭП1 и угломестный СЭП2 с пропорционально - интегрально - дифференциальными регуляторами положения РП1 и РП2, а также с транзисторными управляемыми преобразователями напряжения УП1 и УП2. Сигналы управления на РП1 и РП2 поступают от датчика рассогласования ДР. В состав ЭП регулирования температуры ЭПРТ входят регулятор потока РП и регулятор температуры РТ, сигналы управления на которые

поступают от датчика лучистого потока ДП и от датчика температуры ДТ. Применение в ЭПРТ внутреннего контура регулирования лучистого потока увеличило быстродействие реагирования системы на изменение уровня солнечной радиации и позволило снизить погрешность регулирования температуры с

десяти процентов до трех, о чем свидетельствуют акты о внедрении результатов диссертационной работы.

Разработан исполнительный механизм ЭПРТ, обеспечивающий оптимальное распределение энергии в фокальном пятне.

Рис. 6 Комплексная солнечной печи.

электромеханическая система

В качестве составляющих КЭМС разработаны структурные и электрические принципиальные схемы электроприводов непрерывного и дискретного действия. В схемах заложены автоматические отключения и включения электроприводов при изменениях облачности неба.

V™ , О ^ к -»-ч» и I /ГТг -1 Г — Гмин

О-. у. г ~г 1 п- ^ _

^"^чгч! 1

</3

г— *я Г--- ' \ го

о 1о зо за со то во Зо юа , ■■>

Рис. 7 Осциллограмма отработки комплексной электромеханической системой изменения мощности падающего лучистого ноюка.

На рис.7 показана осциллограмма отработки КЭМС скачкообразного тридцатипроцентного изменения мощности падающего лучистого потока на

действующей СП прямого взведения с двухметровым диаметром концентратора. На практике так резко и значительно мощность потока не меняется, но и при таких жестких условиях отклонения температуры не превышают пятипроцентного значения от установленного, что видно из верхней кривой.

Разработанный КЭМС внедрен в производство СП РКК «Энергия» и Института проблем материаловедения HAH Украины, что подтверждается актами о внедрении.

В четвёртой главе диссертации сделана теоретическая и практическая разработка ЭП орбитальных СП с различными объектами космического базирования. В процессе проведения наземных материаловедческих работ на СП возник научный и коммерческий интерес к высокотемпературным технологическим процессам, протекающим в условиях невесомости. Физика процессов расплава и кристаллизации материалов в этом случае существенно отличается от процессов, получаемых в наземных условиях, что дает широкие новые возможности получения уникальных материалов с заданными свойствами. Например, кристаллов для интегральных схем, твердотельных лазеров и инфракрасной техники, сверхпроводящих материалов с особыми физическими свойствами и др.

Ранее СП в космосе не применялись, но в условиях постоянного дефицита энергии на орбитальных станциях применение для целей получения тепла установок прямого солнечного нагрева материалов концентрированным солнечным излучением выглядит предпочтительнее по сравнению с применяемыми ранее резистивными и оптическими нагревателями.

Электроприводы орбитальных СП работают в диапазоне температур ±100 градусов Цельсия, в вакууме до 10~6 мм.рт.ст. и невесомости. В этих условиях отсутствует конвективный теплообмен и возникает молекулярная диффузия, что накладывает дополнительные требования к исполнению и защите электроприводов.

Рассматриваются два варианта исполнения ЭП орбитальных СП. Во-первых -создание искусственных условий эксплуатации ЭП, со специальными устройствами для герметизации и обеспечения темнературно) о режима. Учитывая сложность герметизации вращающихся валов желательно исключить вращательное рабочее движение на выходе из термокамеры и передавать рабочее усилие на ОПУ

поступательно, используя гермосильфоны. Подобное решение технически реализуется на орбитальных СП с ограниченными требуемыми рабочими углами поворота концентратора - практически до 8тах=40°.

Второй вариант исполнения СЭП орбитальных СП предполагает использования элементов и узлов, способных работать в открытом космосе без специальной защиты. Этот вариант неизбежен при требуемых рабочих углах орбитальной СП, превышающих значение 8тах = 40°, что соответствует орбите и инерциальному варианту ориентации МКС «Альфа».

Исследование динамических и точностных характеристик системы неведения показало, что предпочтительным для работа в открытом космосе является бесконтактный моментяый двигатель типа ДБМ, работающий в режиме вентильного двигателя, т.е. обеспечивающим характеристики двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.

В обоих вариантах реализации СЭП орбитальных СП предусматривается

_7 использование ОПУ специальных конструкций. В

работе предложены три конструкции ОПУ-для СП с рабочими углами 5тах < 5°, базирующихся на ОС с собственной системой ориентации на Солнце, для СП с рабочими углами 8тах < 40° и для СП с рабочими углами 8тах2: 40°.

\

12 13

\

Рис.8 Опорно-поворотное устройство системы наведения с взаимосвязанным электроприводом.

Оригинальной представляется двухко-

3

ординатная система наведения с взаимосвязанными электроприводами, ОПУ которой представлено на рис.8. Два двигателя - редуктора 1 и 2 располагаются на плоском посадочном месте 3. На выходных валах редукторов расположены катушки, на которые наматываются тянущие тросы 4 и 5, соединенные через шарнирные крепления 6 и 7 с поворотной площадкой 8.

Герметичность двигателей - редукторов обеспечивается свльфонами 9 и 10. Поворотная плошадка 8 с подшипниками 11 установлена на конце силовой пружины 12.

При линейном перемещении тросов 4 и 5 поворотная плошадка 8 совершает угловые движения относительно конца пружины 12 по одной координате и, относительно консольного кронштейна 13 одновременно с закручиванием пружины, по второй координате, перпендикулярной к первой координате. Таким образом, организуется двухкоординатяое наведение концентратора СП в углах, не превышающих 8тах = 40°. Угол начального закручивания пружины 12 регулируется устройством 14 расположенном на сшйке 15. При линейном перемещении одного из тянущих тросов поворотная площадка будет совершать угловые движения сразу по двум координатам. Движение поворотной площадки только по одной координате осуществляется при одинаковых перемещениях тянущих тросов - в том или ином направлении. Подобное наведение возможно при смещении координатных осей датчика рассогласования на угол _0см =45° относительно координатных осей поворотной площадки.

Исследование, системы наведения с взаимосвязанными электроприводами проводилось теоретически, на математической модели, а также экспериментально на полноразмерном макете.

Структурная схема системы наведения с взаимосвязанными электроприводами представлена на рис.9. В схеме приняты обозначения: К - длина плеча вращения в плоскости У02 относительно координаты X на угол р; г-длина плеча вращения в плоскости ХОг относительно оси 001 на угол а; Ра и № - силы, приложенные к плечам: ,1а и 1(3 - моменты инерции массы т относительно осей а и р; И_я -сопротивление якорной цепи двигателя; наведения с взаимосвязанными электроприводами. Се- коэффициент пропорциональности; т- приведенная масса ротора электродвигателя; Бп - радиус приведения; К-коэффициент передачи датчика рассогласования и управляемого преобразователя напряжения; Р-оператор

дифференцирования; в - коэффициент жесткости троса; В - коэффициент «внутреннего» демпфирования троса; 1а и 1Ь - линейные перемещения гроеов.

Рис. 9 Структурная сиша двуисоординатной системы

Испытания системы наведения с взаимосвязанными электроприводами на действующей, установке показали, что максимальная погрешность слежения в режиме автосопровождения не превышает одной угловой минуты.

В некоторых случаях, в зависимости от орбиты и способа ориентации ОС, для работы бортовой СП необходимо ее наведение в значительных угловых пределах. Например, при базировании СП на МКС «Альфа» рабочие узлы СЭП составят ±90°

по каждой координате. При таких углах затруднительно использовать поступательное движение приводного устройства с целью его герметизации. Требуется специальная конструкция ОПУ с комплексом электроприводов, предназначенных яд я работы в открытом космосе.

18

Рнс. 10 Опорно-поворотиое устройство солнечной печи «Зенит».

На рис. 10 представлено в общем виде двухкоординатное ОПУ. Зубчатые секторы 4 и 9 закреплены на фигурном посадочном диске 7 перпендикулярно и под углом 90° относительно друг друга, образуя единую жесткую конструкцию. В центрах вращения секторов смонтированы исполнительные оси 8 и 17, на подшипниках которых расположены качающиеся вилки 3 и 9, приводимые в движение ведущими шестернями 2 и 11 от двигателей-редукторов 12 и 18, расположенных на соответствующих вилках. Кинематические люфты в передачах

выбираются торсионными устройствами 5 и 14. С этой целью ведущие шестерни 2 и 11 выполнены разрезными и подпружиненными.

Углы поворотов качающихся вилок (±95°) относительно исполнительных осей отсчитываются датчиками положения 6 и 15. Посадочные пластины 1 и 13 крепятся к соответствующим качающимся вилкам.

Рис. 11 Функциональная схема СЭП с двухфазным моментным двигателем в режиме

вентильного двигателя.

С другой стороны, приспособление 1 фиксируется на корпусе объекта базирования. Стояночное стопорение двухкоординатного ОПУ осуществляется арретирами путем фиксации приводных шестерен 2 и 11. Значительная жесткость конструкции предполагаемого ОПУ, а следовательно, и повышенная частота свободных колебаний, в отличие от традиционных решений с координатными осями вдоль выходных валов соответствующих механических передач определяется значительными радиусами зубчатых секторов, которые являются как бы выходными валами.

На рис. 11 представлена функциональная схема данного СЭП, в котором применен двухфазный моментный двигатель типа ДБМ в режиме вентильного двигателя. Усилитель мощности состоит из двух преобразователей напряжения ПН1 и ПВ2, к выходам которых подсоединены фазы двигателя М. На выходы ПН1 и ПН2 поступают сигналы от формирователя фазных напряжений ФФН, который по

цифровому коду от электронного блока ЭБ коммутирует обмотки двигателя, заменяя собой механический коллектор. Амплитуда фазных токов зависит от выходного напряжения регулятора положения РП, а возникающий на валу двигателя движущий момент прямопропорционален ей. Для коммутации фаз двигателя используется цифровой код от основного датчика углового положения ВТ. Это осуществляется, если применить редуктор с общим передаточным отношением, определяемым как, Кр = 8.

В противном случае требуется установка датчика на валу двигателя или усложнение схемы обработки сигналов основного датчика. Исследование СЭП орбитальной СП с расширенными рабочими углами проводилось теоретически, а также на математической модели. На рис. 12 представлена одна из полученных на математической модели осциллограмм ошибки при скачкообразном входном воздействии. По полученным осциллограммам определялось ориентировочное время переходного процесса Щп и перерегулирование а при заданных моментах инерции нагрузки, динамической добротности, показателе колебательности и ^ у и, с рассчитанных постоянных времени. Из

осциллограмм видно, что погрешность СЭП не превышает двенадцати угловых секунд. В работе рассмотрены проблемы проведения наземных испытаний СЭП орбитальной СП.

Рис. 12 Ошибки СЭЛ оря ,1Н=1000 кг*м2 и К2=420 1/С2.

Целью проведения испытаний является: проверка работо-способноети всех узлов и блоков испытуемого СЭП; отработка способов управления и согласования с бортовой ЭВМ; оценка скоростных и динамических погрешностей наведения СЭП в условиях близких к орбитальным; настройка оптимальных параметров систем управления и наведения СП; наработка контрольного времени эксплуатации в заданных режимах по условиям надежности.

Для проведения наземных испытаний разработан и подготовлен полноразмерный макет орбитальной СП с трехметровым диаметром концентратора. Макет СП установлен на имитаторе угловых движений объекта космического базирования. В процессе наземных испытаний СЭП макета орбитальной СП отрабатываются

Для более точных исследований СЭП орбитальных СП разработан наземный испытательный стенд (ИС), (рис.13) который содержит следующие основные компоненты: опорно-поворотное устройство с электроприводами и датчиками углов; имитатор угловых движений космического объекта базирования; задатчик законов угловых движений испытательной платформы; устройство измерений угловых отклонений оптической оси орбитальной СП от контрольного направления; видеокамера; согласующее устройство с внешней ЭВМ; технологическая ЭВМ ; система управления стендом; пульт управления стендом; источники электрического питания постоянного тока 5, 15 В, 27 В; соединительные кабели; многоканальный регистратор; измерительные приборы; приборная рама; система обезвепшвания имитатора СП; На рис.13 представлен общий вид силовой подвижной электромеханической части ИС без системы обезвешивания.

движения Солнца и, одновременно, синусоидальные колебания имитатора угловых движений. Пределы сочетаний амплитуд и частот колебаний соответствуют определенному объекту космического базирования СП.

Полноразмерный макет орбитальной СП установлен в гелиоцентре Института проблем материаловедения HAH Украины (Крым, п. Кацивели).

Ряс. 13 Стенд для наземных испытаний электроприводов орбитальной солнечной печи.

Испытуемый бортовой СЭП СП закрепляется в посадочном месге 1 внутреннего кольца карданного подвеса 2.

Собственная масса СЭП балансируется противовесом 3, соединенным с посадочным местом ИС штангой 4. Внешние исполнительные оси карданного подвеса вставлены в подшипниковые опоры внешнего кольца.

Внутреннее и внешнее кольца поворачиваются вокруг своих осей на углы ±20° посредством электроприводов соответственно 10 и 11 через тянущие тросы 12 и 13. Обратные движения колец происходят под действиями толкающих пружин 14 и 15. Силы сжатия пружин регулируются домкратами 16 и 17. Толкающие пружины выполняют также функции торсионных устройств, выбирая кинематические люфты в механических передачах ОПУ ИС.

Углы поворотов колец карданного подвеса отсчитываются датчиками углов 18 и 19. Кроме того, в режиме стабилизации СЭП при имитации колебаний объекта базирования испытательным стендом, погрешность наведения СЭП оценивается посредством лазерного устройства 20, дающего на неподвижном экране 21 развернутую во времени картину отклонений геометрической оси СЭП от заданного направления. Динамическая картина перемещений лазерного луча по экрану фиксируется видеокамерой 22 и в последствии исследуется совместно с другими научными материалами, полученными в процессе испытаний СЭП СП. Момент инерции СП, имитируется переменной массой 23, отнесенной на значительные (до 3-х метров) расстояния от исполнительных осей СЭП вдоль соответствующих координат. Статические моменты нагрузок на осях СЭП, создаваемые массой 23. балансируются переменной массой 24 и удлинителями штанг 25 относительно оси 26 и 27 относительно оси 28 СЭП. Компоновка ИС позволяет поворачивать имитатор нагрузки СЭП в пределах ±95° относительно оси 26 и в пределах ±45° — относительно оси 28. При необходимости симметрично сконструированную бортовую СЭП можно перевернуть на 180° в вертикальной плоскости и на 90° в горизонтальной плоскости, поменяв оси 26 и 28 местами в пространстве. В перевернутом положении бортовая СЭП будет иметь углы прокачки, равные ±95° по оси 28 и ±45° - по осжЗбПЯОД^ЫЙЙШ рабочие углы

I БИБЛИОТЕКА 1

прокачки бортовой СЭП полностью обеспечиваются якви«»вотьньш стендом.

| 08 аоо •

Достаточная прочность конструкций бортовой СЭП и ИС, а также сбалансированность всех моментов нагрузок допускают во время испытаний включение СЭП и ИС в вышеуказанных угловых пределах без обезвешивания масс конструкций и нагрузок. Однако, для повышения степени достоверности точностных наземных испытаний в режиме стабилизации при имитации пространственных колебаний объекта базирования предусмотрено обезвепгавание в точке 29.

Заключение

В данной диссертации разработаны унифицированные электроприводы для широкого класса гелиоустановок, как наземного, так и космического базирования, обеспечивающие повышение их энергетической и технологической эффективностей за счёт уменьшения ошибки слежения за солнцем и погрешности регулирования температуры на объекте нагревания.

Основные результаты работы состоят в следующем:

1. Созданы теоретические предпосылки для анализа и параметрического синтеза оптимальных по точностным показателям однодвигательных следящих электроприводов гелиоустановок широкого класса с ограничением ударных нагрузок в силовой части привода. Разработана оптимальная по точности типовая структура следящего электропривода применительно к гелиоустановкам в условиях неблагоприятных сочетаний обобщённых параметров и режимов работы электропривода.

2. Полученные аналитические и графические зависимости амплитудных и среднеквадратичных значений ошибок , а также максимальных значений упругих моментов в силовой части от обобщённых параметров электропривода при среднестатистической ветровой нагрузке позволяют на стадии проектирования делать оценку точностных показателей и ударных нагрузок следящего электропривода , а также определять оптимальные параметры системы, обеспечивающие наибольшую точность слежения с ограничением ударных нагрузок.

3. Разработана методология построения фотоэлектрических датчиков рассогласования, учитывающая краевые эффекты освещённости , а также типы , особенности и режимы работы гелиоустановок.

На основе методологии выполнены датчики открытого и закрытого типов, обеспечивающие стабильность требуемых параметров пеленгационных характеристик для работы следящих электроприводов гелиоустановок различных типов.

4. Выполнено структурное и параметрическое усовершенствование электроприводов в направлении повышения энергетической и технологической эффективностей наземных гелиоустановок.

Разработана модульная система наведения энергетических ГУ с фотоэлектрическим приемником излучения.

Разработаны безлюфтовые конструкции подвижных частей с повышенной механической жесткостью для гелиоустановок с концентрацией лучистого потока.

Обоснован оптимальный режим слежения для энергетических гелиоустановок с концентратором лучистого потока.

5. Разработана комплексная электромеханическая система для солнечных печей , обеспечивающая наведение концентратора на Солнце с точностью не хуже одной угловой минуты и регулирование температуры на объекте нагревания с максимальной погрешностью 3-^5 %.

6. Определены условия эксплуатации и технические требования к электроприводам орбитальных высокотемпературных солнечных печей для космических технологий по производству материалов с заданными свойствами. Сделаны теоретическая и практическая разработки электроприводов орбитальных солнечных печей , предназначенных для работы в открытом космосе.

7. Предложены три варианта следящих электроприводов орбитальных солнечных печей с малым —до 5°, средними —до 40° и большими -до 190° требуемыми рабочими углами поворотов концентраторов, в зависимости от типа и способа ориентации объекта космического базирования .

Предлагаемые электроприводы перекрывают технические требования, предъявляемые к создаваемым в настоящее время орбитальным солнечным печам

8.Создана методика, разработано и выполнено оборудование для проведения наземных испытаний электроприводов орбитальных солнечных печей.

Данная диссертация является научно-квалификационной работой, в которой на основании выполненных исследований изложены научно обоснованные технические решения по созданию унифицированных электроприводов гелиоустановок наземного и космического базирования, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны и повышение его обороноспособности.

Основные результаты работы опубликованы в следующих трудах:

1. Овсянников Е.М., Терехов В.М., Байсалов Э.А., Физическое моделирование следящих электроприводов с упругим механическим звеном. // Тр. Ин-та / МЭИ -1975.-Вып. 9.-С. 103-111.

2. Терехов В.М., Алферов В.Г., Овсянников Е.М. К вопросу определения структуры исполнительной часта следящего электропривода с фрикционной передачей. // Тр. Ин-та / МЭИ - 1977. - Вып. 325. - С. 69 - 74.

3. Высокоточные следящие электроприводы радиотелескопов с безлюфтовыми кинематическими цепями. / Терехов В.М., Алферов В.Г., Клюев О.Л., Овсянников Е.М. // Доклады НТК. «Современные проблемы энергетики и электротехники». М.: 1997.-С. 136-137.

4. Терехов В.М., Алферов В.Г., Овсянников Е.М. Анализ способов компенсации люфтов в высокоточных следящих приводах. // Тр. Ин-та / МЭИ - 1978. Вып. 362.-С. 48-56.

5. Алферов В.Г., Овсянников Е.М. Компенсация влияния возмущающих воздействий на работу высокоточных следящих приводов. II Тр. Ин-та / МЭИ - 1978. - Вып. 370. - С. 64 - 70.

6. Овсянников Е.М. Особенности следящих электроприводов гелиоустановок. // Тр. Ин-та / МЭИ - 1979. Вып. 400. - С. 79 - 85.

7. Повышение точности многокоординатных следящих систем с редукторньгми передачами. / Терехов В.М., Алферов В.Г., Овсянников Е.М., Жулев В.В. // Тр. Ин-та / МЭИ - 1979. Вып. 413.-С. 28-32.

8. A.c. 928590, Б. 33 СССР, МКИ F24J2/40. Приводное устройство для солнечной печи. / Терехов В.М., Овсянников Е.М., Дверняков B.C. (СССР). - 4 е.: ил.

9. A.c. 1117810, Б. 37 СССР, МКИ Н02Р5/16. Управляемый преобразователь напряжения. / Жулев В.В., Овсянников Е.М., Малов Н.И., Пасичный В.В., Стегний А.И. (СССР). - 4 е.: ил.

10. A.c. 1177600, Б. 33 СССР, МКИ F24J2/40. Фотодатчик ориентации./ Овсянников Е.М., Николаев В.П., Новоселова Н.Г., Терехов В.М. (СССР). - 4 е.: ил.

11. A.c. 1146522, Б. 11 СССР, МКИ F24J2/42. Регулятор светового потока. /Овсянников Е.М., Капунцов Ю.Д. (СССР). - 4 е.: ил.

12. A.c. 119622, Б. 45 СССР, МКИ F24J2/40. Датчик слежения гелиоустановки. / Стегний А.И., Пасичный В.В., Терехов В.М., Малов Н.И., Овсянников Е.М. (СССР).-4 е.: ил.

13 A.c. 119623, Б. 45 СССР, МКИ F24J2/42. Формирователь световых импульсов./ Овсянников Е.М., Малов Н.И., Пасичный В.В., Стегний А.И. (СССР). - 4 е.: ил.

14 A.c. 1208998, Б. 16 СССР, МКИ Н02Р5/16. Реверсивный электропривод для гелиоустановки. / Овсянников Е.М., Николаев В.П., Семенцов Л.В., Семушкин Ю.И., Соколов JI.B. (СССР). -4 е.: ил.

15 Ас. 1307175, Б. 16 СССР, МКИ F24J2/38. Фотодатчик ориентации для гелиоустановки. / Овсянников Е.М., Николаев В.П., Новоселова Н.Г., Прокудо М.С. (СССР). - 4 е.: ил.

16 Овсянников Е.М., Нуру Терекегн. Проектирование различных типов солнечных установок. // Тезисы докладов на семинаре Бахр-Дарского политехнического института. - Эфиопия, 1988. - С. 19 - 20.

17 Овсянников Е.М., Захаров Ф.И., Стегний А.И. Комплексная система управления гелиотехнической установкой. // Тезисы докладов на

международной конференции по использованию солнечной энергии - Крым, Кацивели, 1990. - С. 61 - 62.

18 Терехов В.М., Овсянников Е.М., Капунцов Ю.Д. Многоканальные электромеханические системы, повышающие энергетические и технологические показатели концентратов солнечной энергии. // Тезисы докладов на XI Всесоюзной конференции по проблемам автоматизированного электропривода. - Суздаль, 1991. - С. 48 - 49.

19 Терехов В.М., Овсянников Е.М., Стегний А.И. Повышение энергетической и технологической эффективности солнечных печей на основе комплексной электромеханической системы. // Промышленная энергетика, №9 - М: Энергоатомиздат, 1991. - С. 24 - 26.

20 Терехов В.М., Овсянников Е.М., Гулям Сарвар. Оптимизация режимов слежения по потерям электроэнергии в тихоходных следящих электроприводах. // Тр. Ин-та / МЭИ - 1995. - Вып. 672. - С. 29 - 34.

.21 Овсянников Е.М., Агафонов М.С. Разработка фотоэлектрических датчиков рассогласования для электроприводов гелиоустановок. // Тр. Ин-та / МЭИ -- 1997.-Вып. 675.-С. 107-115.

22 Высокотемпературные солнечные печи космического базирования. / Курилов А.Н., Подвязников В.В., Носкин Г.В., Овсянников Е.М., Стегний А.И // Сборник аннотаций докладов 1-го международного симпозиума «Передовые термические технологии и материалы». - Крым, 1997. - С. 86 - 87.

23 Овсянников Е.М., _ Терехов В.М., Цаценкин В.К. Математическое описание двухкоординатной системы наведения с взаимосвязанными электроприводами. // Тр. Ин-та / МЭИ -1997. - Вып. 675. - С. 53 - 61.

24 Исследование процессов высокоскоростной кристаллизации в условиях орбитального полета с использованием солнечной печи. / Максимовский С.Н., Овсянников Е.М., Раков В.В., Стегний А.И. // Тезисы докладов на международной научной конференции «Ракетно-космическая техника»: Фундаментальные проблемы механики и теплообмена. - М.: 1998. -С. 122-123.

25 Универсальная платформа наведения космического базирования. / Терехов

B.М., Овсянников K.M., Цаценкин В.К. // Тезисы докладов на международной научной конференции «Ракетно-космическая техника»: Фундаментальные проблемы механики и теплообмена. - М.: 1998. - С. 34-35.

26 Исспользование солнечной печи в условиях орбитального полета для получения материалов с заданными свойствами. / Овсянников Е.М., Курилов А.Н., Подвязников В.В., Носкин F.B.// Тезисы докладов на международной научной конференции «Ракетно-космическая техника»: Фундаментальные проблемы механики и теплообмена. - М.: 1998. - С. 121-122.

27 Терехов В.М., Овсянников Е.М., Цаценкин В.К. Малоредукторный следящий электропривод для систем наведения. // Тр. Ин-та / МЭИ - 2000. - Вып. 676. -

C. 46-58.

28 Овсянников Е.М. Сравнительный анализ высокоточных следящих электроприводов для орбитальных платформ наведения. // Тр. Ин-та / МЭИ -2000. - Вып. 676. - С. 84 - 92.

29 Овсянников Е.М. Использование солнечных печей в условиях орбитального полета. // Инженерно-физический журнал, том 73, №1, - Национальная академия наук Белоруссии, 2000. - С. 80 - 85.

30 Овсянников Е.М. Особенности следящих электроприводов солнечных орбитальных печей. // Тезисы докладов на 4 Международной конференции: Электротехника, электромеханика и электротехнология. - Россия, Клязьма, 2000.-С.81.

31 Овсянников Е.М. Электропривод энергетической гелиоустановки.//Привод и управление, №2. - М.: 2000. - С. 4 - 9.

32 Овсянников Е.М. Анализ эффективности типовых энергетических гелиоустановок. // Автономная энергетика, №12. - М.: 2001. - С. 3 - 6.

33 Овсянников Е.М. Датчики рассогласования для следящих электроприводов гелиоустановок. // Привод и управление,]^ 1. - М.: 2001. - С. 13 - 17.

34 Овсянников Е.М. Типовые следящие электроприводы энергетических и технологических гелиоустановок. // Тезисы докладов на III Международной

(XIV Всероссийской) конференции но автоматизированному электроприводу. Россия, Нижний Новгород, 2001. - С. 5. 35 Овсянников Е.М. Безлюфтовые опорно-поворотные устройства для гелиоустановок. // Тр. Ин-та / МЭИ - 2001. - Вып. 677. - С. 51 - 54.

Печ.л>/ тЛсШиоШ ЮО_Заказ Ю

Типография МЭИ, Красноказарменная, 13.

Принятые сокращения.

Введение.

Глава первая. Разработка основной структуры следящего электропривода для гелиоустановок широкого класса.

1.1 Особенности режимов работы гелиоустановок и требования к их электроприводам.

1.2 Обоснование основной структуры следящего электропривода гелиоустановки.

1.3 Оценка точностных и нагрузочных показателей однодвигательного следящего электропривода гелиоустановки.

1.4 Оптимизация однодвигательных следящих электроприводов гелиоустновок.

1.5 Выводы.

Глава вторая. Методическая и практическая разработка датчиков рассогласования для гелиоустановок.

2.1 Методология создания датчиков рассогласования.

2.2 Закрытые датчики рассогласования.

2.3 Открытые датчики рассогласования.

2.4 Выводы.

Глава третья. Развитие электроприводов в направлении повышения энергетической и технологической эффективности наземных гелиоустановок.

W 3.1 Разработка электропривода энергетической гелиоустановки с фотоэлектрическим преобразователем лучистой энергии.

3.2 Усовершенствование электроприводов энергетических гелиоустановок с концентрацией лучистого потока.

3.2.1 Функциональная схема и основные технико-экономические показатели концентрирующей энергетической гелиоустановки с фотоэлектрическим преобразователем.

3.2.2 Функциональная схема и основные технико-экономические показатели турбогенераторной энергетической гелиоустановки.

3.2.3 Разработка безлюфтовых опорно-поворотных устройств для гелиоустановок с концентрацией лучистого потока.

3.2.4 Оптимизация рабочего режима следящего электропривода энергетической гелиоустановки.

3.3 Универсальная электромеханическая схема следящего электропривода гелиоустановки.

3.4 Повышение технологической эффективности солнечных печей на основе комплексной электромеханической системы.

3.5 Выводы.

Глава четвёртая. Теоретическая и практическая разработка электроприводов орбитальных солнечных печей с различными объектами космического базирования.

4.1 Использование солнечных печей в условиях орбитального полёта.

4.1.1 Основные типы разрабатываемых орбитальных солнечных печей.

4.1.2 Условия эксплуатации электроприводов орбитальных солнечных печей и предъявленные к ним требования.

4.2 Разработка подвижных частей электроприводов солнечных печей базирующихся на орбитальных станциях с собственной системой ориентации на Солнце.

4.3 Разработка двухкоординатной системы наведения с взаимосвязанными электроприводами.

4.3.1 Математическое описание двухкоординатной системы наведения с взаимосвязанными электроприводами.

4.3.2 Моделирование системы наведения с взаимосвязанными электроприводами.

4.4 Разработка двухкоординатной системы наведения орбитальной солнечной печи с увеличенными рабочими углами.

4.4.1 Состав и основные технические данные системы наведения с увеличенными рабочими углами.

4.4.2 Разработка опорно-поворотного устройства системы наведения орбитальной солнечной печи.

4.4.3 Оценка точностных показателей и математическое моделирование следящего электропривода орбитальной солнечной печи с увеличенными рабочими углами. ф 4.4.4 Обоснование структуры и комплектация следящего электропривода с вентильным двигателем.

4.5 Проведение наземных испытаний электроприводов орбитальных солнечных печей.

4.5.1 Состав и основные технические требования к наземному испытательному стенду.

4.5.2 Конструкция наземного испытательного стенда.

4.5.3 Система обезвешивания.

4.5.4 Обработка имитации бортовых колебаний объекта базирования.

4.5.5 Обработка заданных угловых отклонений опорно-поворотного устройства испытательного стенда следящего электропривода солнечной печи.

4.5.6 Отработка предельных углов прокачки следящего электропривода солнечной печи.

4.6 Выводы.

Истощение ископаемых энергоресурсов, отрицательное влияние традиционной энергетики на экологию, а также экономические факторы обусловливают поиск новых источников энергии, в частности, возобновляемых /1/.

К возобновляемым источникам энергии, прежде всего, относятся: солнечная энергия, энергия ветра, гидроэнергия, геотермальная энергия, энергия биомассы 121.

В работе за основу принята солнечная энергетика. Для сравнения следует рассмотреть основные технико-экономические показатели альтернативных источников энергии.

Потенциальная энергия основных возобновляемых и невозобновляе-мых источников в триллионах тонн условного топлива в год: солнечная энергия 131; ветровая энергия 2; гидроэнергия 7; энергия биомассы 0,1; уголь 11; уран 8; мировое потребление 0,01 /3/.

Ресурсы любого из этих источников энергии достаточны для удовлетворения потребностей человечества в настоящем и будущем. Наибольшее применение какого-то именно источника энергии зависит от многих показателей.

Удельные мощности разных типов электростанций в МВт/км2:

Солнечные станции 50-100;

Ветровые станции до 15;

Гидростанции до 10;

Энергия биомассы до 5;

Тепловые станции до 30;

Атомные станции 60-120.

При расчётах для тепловых и атомных станций учитывались территории, занятые под добычу угля и руды. Ожидается уменьшение удельной мощности атомных станций за счёт территорий, занятых под захоронение отходов. Для солнечных станций данный показатель должен увеличиваться за счёт увеличения КПД и большего использования возможности размещения их на крышах зданий /3/.

Энергоотдача- отношение количества энергии, выработанной системой за срок службы, к количеству энергии, затраченной на производство этой системы:

Солнечные станции 20-100;

Ветровые станции более 20;

Энергия биомассы более 20;

Тепловые станции более 15;

Атомные станции 6-13 /3/.

Приведённые цифровые показатели наглядно показывают преимущества использования солнечной энергии по сравнению с остальными источниками энергии.

Из всех видов возобновляемых источников энергии наиболее перспективным и доступным представляется Солнце. Запас солнечной энергии неисчерпаем, а физические принципы преобразования этой энергии в виды, удобные для потребления, просты, надежны и безопасны. Мощность лучистого потока энергии Солнца, достигающего Земли, оценивают в 17

1,7-10 Вт, в то время как установленная мощность источников энергии,

13 созданных во всем Мире, еще не достигла 10 Вт. Согласно прогнозам, основную часть энергии в будущем человечество будет получать от Солнца, в разумных пределах дополняя ее термоядерной энергией /1/.

Устройства, преобразующие солнечную энергию в электрическую или тепловую, называют гелиоустановками.

Солнечная энергия пока не получила надлежащего практического применения по ряду объективных причин. Плотность энергии Солнца сравнительно мала (1,4 кВт/кв. м в околоземном космосе и 0,4-0,6 кВт/кв.м на поверхности Земли) и зависит от состояния атмосферы, географической широты расположения установки, а также времени дня и года. Для использования солнечной энергии в практических целях приходится собирать ее с большой площади материалоемкими и дорогостоящими устройствами, которые с целью ориентации приемника излучения на Солнце, снабжаются опорно-поворотными устройствами со следящими электроприводами. Вследствие неравномерности поступления солнечной энергии необходимо осуществлять аккумулирование энергии и консервацию установок в течение года (в климатических условиях России гелиоустановки могут эффективно работать не более 2500 часов в году). Из-за открытого расположения гелиоустановок проявляется негативное влияние окружающей среды (ветер, дождь, пыль, солнечная радиация и т.д.) /2/.

Стоимость солнечных электростанций, в настоящее время, относительно велика, по сравнению со стоимостями других типов электростанций. Удельные стоимости Ватта установленной мощности электростанций в долларах США:

Солнечные станции 5-7;

Ветровые станции 3;

Тепловые станции 2.

Стоимости солнечных станций с ходом времени быстро снижаются

2/.

В 80-е годы прошлого столетия построены и испытаны гелиостатные электростанции башенного типа с паротурбинными циклами преобразования энергии мощностью от 30 кВт до 10 МВт (США, Россия, Франция, Япония, Италия, Испания).

Удельные капитальные затраты на гелиостатные электростанции башенного типа во много раз превышают затраты на традиционные тепловые станции (10-14 тыс. долл. США на 1 кВт установленной мощности) /2/. «Даровая» энергия была и остается пока дорогой. По этой причине построение энергетических гелиоустановок большой мощности (особенно башенного типа) не может определять стратегию освоения солнечной энергии. Значение солнечной энергетики сейчас и на ближайшее будущее следует рассматривать в первую очередь с точки зрения обеспечения или улучшения электроснабжения рассредоточенных потребителей (постоянных или сезонных), удаленных от энергосетей и источников топлива. Это должны быть установки малой или умеренной мощности (до 10 кВт), которые при необходимости можно сочетать с целесообразным «дублером» или простыми аккумуляторами энергии, делать их автономными, простыми по конструкции и в эксплуатации, а главное, доступными по цене не только для отраслей, но и для предприятий и индивидуальных потребителей /2/.

С учетом этой концепции на первом этапе целесообразно сосредоточить усилия на разработке установок прямого преобразования солнечной энергии в электрическую на основе фотопреобразователей (ФП).

Основными материалами для солнечных элементов прямого преобразования служат кремний и арсенид галлия. Мировой уровень эффективности ФП из монокристаллического кремния составляет примерно 15 %. В лабораторных условиях достигнут КПД примерно 20 %. Теоретический предел КПД кремниевых ФП - 22 %. ФП из поликристаллического и аморфного кремния значительно дешевле, но их КПД существенно ниже -4-5 %. ФП из арсенида галлия имеют меньшее внутреннее омическое сопротивление, а также более высокий и стабильный в широком диапазоне температур КПД (примерно 20 %), но они и существенно дороже /4/.

Значительный прогресс достигнут в изготовлении тонкопленочных ФП, а также ФП из гидрогенизированного аморфного кремния. Последние уже широко используют в электронных приборах: питание портативных калькуляторов, часов, устройств для зарядки аккумуляторов и др.

Основными недостатками ФП, препятствующими их широкому пракШ тическому применению, являются низкий КПД и высокая стоимость. Однако, следует отметить, что за последние 15-20 лет удельная стоимость солнечных ФП снизилась в 6-8 раз: в настоящее время затраты на 1 Вт установленной мощности солнечных модулей оценивается в 4- 6 долл. США.

Другой путь улучшения технико-экономических показателей фотоэлектрических гелиоустановок - уменьшение числа фотоэлементов на единицу мощности за счет предварительной концентрации излучения. Таким образом, затраты на дорогие ФП можно уменьшить в несколько раз. Необходимо, чтобы эта экономия с избытком окупала затраты на концентратор излучения, системы автоматического слежения за Солнцем и принудительного охлаждения ФП.

Вместо фотоэлектрического приемника излучения можно использовать турбогенератор. Построенные в США и Германии турбогенераторные гелиоустановки с параболическими концентраторами излучения, часто называемые модульными, имеют примерно такие же экономические показатели, как фотоэлектрические, и значительно превосходят показатели ге-лиостатных электростанций башенного типа.

Кроме электрической энергии, гелиоустановки с концентрацией излучения вырабатывают тепловую энергию, получаемую при охлаждении приемника излучения.

Модульные и фотоэлектрические энергетические гелиоустановки перспективны для комбинированной выработки тепловой и электрической энергии. Электрическая мощность таких установок лежит в пределах от нескольких единиц до нескольких десятков киловатт, что в большинстве случаев достаточно для отдаленных и рассредоточенных потребителей энергии /4/.

В настоящее время используются гелиоустановки (ГУ) различного назначения и принципов преобразования энергии: солнечные водо - и воздухонагреватели (системы горячего водоснабжения, отопления, сушки и обработки сельхозпродуктов); установки прямого преобразования энергии Солнца в электрическую на полупроводниковых фотопреобразователях (ФП) без концентрации и с концентрацией солнечной энергии; тепловые энергетические турбогенераторные гелиоустановки; тепловые гелиостатные электростанции башенного типа с газотурбинными циклами (основу которых составляют плоские управляемые зеркала — гелиостаты); наземные и орбитальные высокотемпературные солнечные печи (СП); орбитальные солнечные батареи.

Из перечисленных типов значительную часть составляют установки, преобразующие солнечную энергию в электрическую на основе полупроводниковых ФП.

Существует широкий класс установок, концентрирующих солнечную энергию и преобразующих ее в тепловую энергию. Такие установки называют солнечными печами (СП). В них производится изготовление, обработка и испытание промышленных изделий из тугоплавких материалов. Достоинство солнечных печей заключается в том, что они дают возможность производить термообработку материалов, как в вакууме, так и в любой инертной среде.

В процессе проведения наземных высокотемпературных материало-ведческих работ возник научный и коммерческий интерес к технологическим процессам, протекающим в условиях невесомости. Физика процессов расплава и кристаллизации материалов в этом случае существенно отличается от процессов, осуществляемых в наземных условиях, что дает новые возможности получения уникальных материалов с заданными свойствами. Разрабатываются различные направления и технологии перспективные для реализации в условиях невесомости (получение кристаллов для сверхбольших интегральных схем, твердотельных лазеров и инфракрасной техники, сверхпроводящих материалов с особыми физическими свойствами и т.д.) с использованием орбитальных СП.

Разнообразные ГУ объединяются общей операцией — наведением рабочего органа на Солнце. Эту операцию выполняет система наведения, выполненная в виде двухкоординатного следящего электропривода (СЭП), от которого существенно зависит качество работы и производительность ГУ.

В технологических ГУ, которыми являются СП, необходимо осуществлять регулирование температуры в зоне нагрева, что достигается перекрытием части потока лучистой энергии посредством подвижных экранов и жалюзи, перемещением которых управляет следящий электропривод регулятора температуры.

Желательно, чтобы электроприводы систем наведения и регулирования температуры были унифицированы, имели одинаковые структуры и элементные базы. Кроме них в гелиоустановках применяются вспомогательные электроприводы (для перемещения исследуемого образца материала в солнечной печи или перекачки охлаждающей жидкости в энергетической гелиоустановке и т.д). Совокупность указанных электроприводов составляет комплексную электромеханическую систему ГУ.

В мировой практике для ориентации ГУ используются системы наведения, в основе которых лежат электроприводы различных типов: шаговый в режиме программного управления от вычислительной машины или в режиме часовой заводки с управлением от задающего генератора импульсов (для экваториальных координатных осей); электропривод постоянного тока в режиме непрерывного слежения с управлением от датчика рассогласования; релейный следящий электропривод постоянного тока с управлением от датчика рассогласования (для энергетических гелиоустановок с полупроводниковыми ФП) /2/.

Поскольку в гелиоустановках в большинстве случаев источником электроэнергии является ФП, который вырабатывает постоянный электрический ток, то в гелиотехнике за основу принят электропривод постоянного тока. Наиболее широкое применение в гелиотехнике получил электропривод постоянного тока в режиме непрерывного слежения с управлением от датчика рассогласования.

Условия эксплуатации и обслуживания ГУ различны. В одних случаях это промышленные установки с квалифицированным персоналом и хорошо оснащенной материальной базой. В других случаях, для бытовых, сельскохозяйственных ГУ с массовым применением характерно отсутствие квалифицированного персонала. Для этих установок показателен надежный СЭП с простейшим обслуживанием. В целях обеспечения высокого уровня качества и производительности технологического режима ГУ требуется максимальная их автоматизация.

Для успешного решения задачи по увеличению масштабов использования солнечной энергии, т.е. широкого внедрения в практику ГУ, требуется разработка прежде всего простых и надежных следящих электропри водов с простейшим обслуживанием. Вместе с тем следящий электропривод должен обеспечивать необходимую точность слежения. Наиболее жесткие требования в отношении точности слежения и надежности предъявляются к СЭП СП.

В связи с задачами новой техники по дальнейшему улучшению качества термообработки материалов возросли требования к температурному режиму процесса обработки. В некоторых случаях, при температуре нагрева в несколько тысяч градусов, недопустимо отклонение от заданной температуры на единицы градусов. Температурный режим СП жестко связан с точностью работы системы наведения. Повышение требований к стабильности температурного режима обуславливает необходимость создания высокоточного СЭП СП с допустимой среднеквадратичной ошибкой в доли угловой минуты. При этом структура СЭП должна не только обеспечивать высокий уровень точности, но и быть достаточно простой и надежной.

Следящий электропривод, обеспечивающий необходимую точность слежения для СП применим и для любого другого типа ГУ с меньшими точностными требованиями. Таким образом, данный СЭП приобретает общность и представительность для широкого класса различных ГУ.

Имеются информационные источники по электрооборудованию и автоматизации ГУ. В работе /2/ исследован электропривод энергетической ГУ. Рассматриваемый релейный СЭП характеризуется большой погрешностью наведения - единицы угловых градусов и не может быть распространен на широкий класс ГУ.

В работе /5/ описан конкретный вариант исполнения релейного СЭП для СП с двухметровым диаметром зеркала. Анализ СЭП показал, что он не может обеспечить указанную точность - одну угловую минуту, из-за своих структурных и конструктивных недостатков. Обращает на себя внимание несовершенство датчика рассогласования, отсутствие обоснования в выборе двигателя и определения передаточного отношения редуктора. Кроме того, сам принцип работы СЭП на базе контактной аппаратуры делает схему недостаточно надежной и долговечной.

В работе /6/ дан обзор СП, а также их СЭП, созданных за рубежом. Наиболее совершенная из них система СЭП, выполненная на переменном токе, имеет ряд существенных недостатков. К ним относятся сложность и низкая надежность датчика рассогласования, недостаточная точность слежения, большое время подготовки к работе. Наладка и эксплуатация таких СЭП требует высокой квалификации оператора.

В работе /7/ был исследован СЭП, разработаны механические и электромеханические способы компенсации кинематических люфтов, датчик положения и оптимальная структура маломощных СЭП. В работе /8/ исследована устойчивость и качество переходных процессов автоматической системы управления СЭП ГУ. В работе /9/ исследована система управления взаимосвязанного автоматизированного шагового электропривода гелиостатов применительно к Крымской солнечной электрической станции. В зарубежных публикациях, например /10/, описано СП в США (Канзас-Сити) с диаметром зеркала 1,5 м. и с фокусным расстоянием 0,66 м., где регулирование температуры происходит с помощью ручного управления экранирующим цилиндром. В работе /11/ описана вертикально- осевая СП БР-З в Нагойе (Япония) с диаметром концентратора 1,5 м. и гелиостатом 2,5*2,5 м., где между гелиостатом и концентратором размещен регулятор температуры и тепловых потоков с ручным управлением продольного перемещения регулирующего экрана.

В имеющихся исследованиях по электрооборудованию /8,9/ задача стабилизации температурного режима решалась за счет СЭП, выполняющего непрерывное наведение на Солнце, а в работах /10,11/ - за счет ручного управления перемещения экранирующего органа. Чем точнее слежение, тем выше и стабильнее температурный режим. В работе /7/ анализируется возможность повышения точностных показателей за счет компенсации кинематических люфтов. Однако не проанализирован вопрос о влиянии на точность слежения нелинейного момента сопротивления СЭП ГУ. Наличие даже высокоточного СЭП является необходимым, но недостаточным условием стабилизации температуры в СП, так как СЭП не в состоянии обеспечить поддержание температурного режима при флюктуациях солнечной радиации. Не обеспечивает СЭП и требуемые по технологическим условиям испытаний различные законы изменения температурных режимов СП. Также не обеспечивает высококачественное регулирование температурных режимов ручное управление экранирующего органа. Следовательно, возникает потребность в разработке дополнительно к СЭП автоматизированного электропривода регуляторов лучистого потока, которые в совместной работе с СЭП позволят расширить возможность регулирования и точности температурных режимов, что способствует расширению номенклатуры и качества испытаний различных материалов на СП.

Значительная часть работы /12/ посвящена разработке электропривода регулятора лучистого потока СП, что в совокупности с двухкоординатной системой наведения образует комплексную автоматизированную электромеханическую систему регулирования температурных режимов в СП прямого наведения с погрешностью равной 30-5ОС0. Такая большая погрешность не соответствует современным технологиям работ, проводимым на наземных СП прямого наведения. Сложность представленной комплексной электромеханической системы не соответствует требованиям, предъявленным массовому электроприводу, что делает невозможным применение ее на других типах ГУ.

Практически, отсутствует информация по электроприводам орбитальных СП.

Известны СЭП оптических телескопов, обеспечивающие точность слежения, в предельном случае, в несколько угловых секунд. В частности, в /13/ рассматриваются системы наведения космических телескопов, состоящие из программного устройства, одного или двух астродатчиков и собственно привода, включающего в себя необходимые корректирующие звенья. Особенностью работы СЭП таких телескопов является малая мощность полезного сигнала, на который должна быть сориентирована оптическая ось, и высокий уровень помех. Этим объясняется сложность, высокая стоимость и узкоспециализированное назначение устройств, вырабатывающих управляющие сигналы следящих приводов телескопов. Данные СЭП относятся к категории специализированных и уникальных систем электропривода и не отвечают требованиям рассматриваемых электроприводов.

В ГУ объект сопровождения - Солнце - имеет мощный излучающий сигнал, на основе которого возможны более простые варианты создания сигнала управления. Поэтому применение для них сложных СЭП телескопов нецелесообразно.

Таким образом, для всех рассмотренных различных типов подвижных ГУ осуществление режима автосопровождения от датчика рассогласования с необходимой точностью позволит обеспечить требуемое высокое качество технологического процесса и создает условия для полной автоматизации работы данных установок. Создание СЭП для широкого класса гелиоустановок с режимом автосопровождения, удовлетворяющего сформулированным выше требованиям, представляет собой актуальную, но вместе с тем сложную задачу.

На пути разработки такого СЭП возникает ряд трудностей. В первую очередь, это механические особенности привода: наличие значительных кинематических люфтов; низкая частота свободных колебаний установки относительно заторможенного двигателя; отсутствие демпфирующей способности привода в отношении механических колебаний установки из-за больших передаточных отношений кинематической цепи; нелинейная зависимость момента трения на исполнительном валу от его скорости; большая «парусность» гелиоустановок, приводящая к значительным колебаниям момента ветровой нагрузки.

Кинематический люфт в сочетании с другими перечисленными особенностями подвижной части системы наведения является главным затруднением в реализации требуемой точности слежения.

В известных работах по следящим электромеханическим системам с упругими связями и зазором основное внимание уделяется вопросам возникновения автоколебаний и средствам их устранения. Однако при этом остаются без внимания важные вопросы; как количественно влияет люфт на точность установки в ее основном рабочем режиме, т.е. в процессе слежения; какие средства и при каких условиях наиболее эффективны для снижения ошибки слежения от люфта; как анализировать и синтезировать

СЭП с люфтом. Таким образом, имеется теоретический пробел в исследовании маломощных редукторных СЭП с кинематическим люфтом.

Определенной практической трудностью разработки СЭП гелиоустановок является также отсутствие необходимой стандартной элементной базы: датчиков рассогласования точного и грубого отсчета, обладающих требуемыми пеленгационными характеристиками; безлюфтовых опорно-поворотных устройств с повышенной механической жесткостью.

Необходимо дальнейшее развитие исследований и комплексное решение научных проблем по созданию современных систем электроприводов ГУ, т.к. необходимость применения таких систем постоянно возрастает. Это определяет важность, научную актуальность и практическую значимость выбранной темы исследований.

В работе обобщены итоги 27-летней деятельности автора по вышеуказанной проблеме в качестве ответственного исполнителя научно-исследовательских работ. Исследования выполнялись в соответствии с госбюджетными и хоздоговорными работами, проводимыми Московским энергетическим институтом (техническим университетом) под руководством д.т.н., профессора В.М. Терехова.

Научной проблемой является создание теоретической базы проектирования электроприводов ГУ, направленной на улучшение технологических и энергетических показателей, а так же повышение уровня автоматизации широкого класса существующих ГУ.

Объект исследования - системы электроприводов ГУ наземного и космического базирования.

Цель работы - улучшение технологических и энергетических показателей, повышение уровня автоматизации ГУ широкого класса на основе теоретической и практической разработки их ЭП, а также создание ЭП для космических СП. В работе представлены и решены следующие задачи:

1. Выработка требований к классу СЭП и ЭП регуляторов температуры ГУ наземного и космического базирования.

2. Создание методик анализа и синтеза СЭП ГУ по точностному принципу с учётом возникающих ударных нагрузок в механической части.

3. Разработка электромеханических схем и безлюфтовых ОПУ с повышенной механической жесткостью для наземных ГУ.

4. Создание методологии построения и практическая разработка датчиков рассогласования для СЭП ГУ различных типов.

5. Теоретическая и практическая разработка ЭП ГУ космического базирования.

6. Создание методологии, а также разработка оборудования для проведения наземных испытаний СЭП космических СП.

Методы исследования. Поставленные в задаче научные проблемы решались с применением аппарата математического анализа, теоретических основ автоматизированного электропривода, теории подобия и планирования экспериментов, частотных методов исследования линейных систем автоматического регулирования, математического и компьютерного моделирования, аппроксимации и обработки экспериментальных данных. Основные теоретические результаты работы подтверждены экспериментальными исследованиями, выполняемыми на реальных моделях ЭП ГУ в лабораторных и производственных условиях с использованием специально разработанных стендов и методик.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Обоснована структура обобщенного СЭП для широкого класса ГУ.

2. Предложены методики анализа и синтеза однодвигательного СЭП с кинематическим люфтом для широкого класса ГУ с количественными оценками максимальной и среднеквадратичной ошибок слежения, а также ударных нагрузок в силовой части привода в условиях случайных воздействий по ветровому моменту нагрузки.

3. Предложена методология создания и сделаны разработки датчиков рассогласования для СЭП ГУ различных типов.

4. Предложены методологии создания СЭП энергетических ГУ без концентрации и с концентрацией лучистого потока. Разработаны безлюфтовые конструкции ОПУ с повышенной механической жесткостью. Оптимизирован рабочий режим СЭП энергетической ГУ с концентрацией лучистой энергии.

5. Создана теоретическая база построения комплексной электромеханической системы наземной СП, включающей в себя системы наведения и регулирования температуры объекта нагревания. Разработаны оптимальные по точностным показателям структурные и принципиальные схемы этих систем.

6. Сделано математическое описание, разработаны математическая модель, варианты конструкций ОПУ, структурные принципиальные схемы двухкоординатной системы наведения космической СП.

7. Предложена методика наземных испытаний электроприводов космических СП.

Достоверность полученных результатов определяется корректностью постановки задач, обоснованностью принятых допущений; адекватностью используемого математического аппарата и полученных моделей исследуемым процессам, подтверждается хорошей сходимостью результатов математического моделирования с эксперементными данными, полученными на физических моделях, лабораторных стендах и реальных установках в производственных условиях. Обоснованность основных выводов и рекомендаций подтверждена промышленными испытаниями и внедрением в практику предложенных технических решений по реализации систем ЭП для ГУ различных типов. Акты о внедрении прилагаются.

Практическая значимость работы заключается в следующем: 1. Результаты работы использованы при создании серии систем ЭП действующих энергетических и технологических ГУ.

2. Полученные способы оценки точностных показателей и ударных нагрузок нелинейных СЭП в условиях случайных воздействий по ветровому моменту могут быть рекомендованы при проектировании однодвигательных СЭП ГУ различных типов.

3. Предложена методология создания датчиков рассогласования для СЭП ГУ различных типов.

4. Разработаны и испытаны многодвигательные СЭП с компенсацией кинематических люфтов и высокоточный регулятор температуры для наземных СП.

5. Разработана и испытана двухкоординатная система наведения для космических СП.

6. Предложена методика и разработан стенд для проведения наземных испытаний электроприводов космических СП.

Реализация результатов работы. Основные научные положения, инженерные методики и рекомендации диссертационной работы внедрены в промышленность, использованы в научно-исследовательских и проектных институтах, а также в учебных процессах высших учебных заведений. Основными внедрениями являются:

1. Комплексные электромеханические системы, обеспечивающие наведение наземных СП с погрешностью не более одной угловой минуты и регулирование температуры образцов материалов с погрешностью не более 3 ч 5% для гелиоцентра Института проблем материаловедения HAH Украины (Крым, П.Кацивели).

2. Система СЭП энергетической ГУ с концентрацией лучистой энергии, типа СЭУ - 500 с выходной электрической мощностью Р > 0.5кВт для ГУЛ НТПК «Геофизика - APT» (Москва).

3. Комплексная электромеханическая система, обеспечивающая наведение космической СП типа СП - 1,0 с погрешностью не более одной минуты и регулирование температуры образцов материалов с погрешностью не более 1 -ь 2% для РКК «Энергия» (г. Королев).

4. Система СЭП гелиостатной СП с тепловой мощностью Рт«1 мВт для НПО «Солнце» Физико-технического института АН Узбекистана (Узбекистан, п. Паркент).

5. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Электротехника и компьютеризированные электромеханические системы» Московского государственного технического университета «МАМИ» (Москва).

Акты внедрения прилагаются.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на следующих конференциях:

1. Всесоюзной конференции «Современные проблемы энергетики и электротехники», Москва, 1977г.

2. XI Всесоюзной конференции по проблемам автоматизированного электропривода, Суздаль, 1991г.

3. Международной конференции по использованию солнечной энергии, Украина, Крым, пос. Кацивели, 1990г.

4. Международной конференции «Ракетно-космическая техника»: фундаментальные проблемы механики и теплообмена, Москва, 1998г.

5. I Международном симпозиуме «Передовые термические технологии и материалы», Украина, Крым, пос. Кацивели, 1997г.

6. IV Международной конференции «Электротехника, электромеханика и электротехнология», Россия, Клязьма, 2000г.

7. III Международной (XIV Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу, Россия, Нижний Новгород, 2001г.

Личный вклад автора. Общий анализ проблемы. Постановка задач, организация и проведение всех теоретических и экспериментальных исследований, представленных в работе.

Создание математической модели и проведение исследований обобщенного СЭП для широкого класса ГУ.

Разработка методологии создания датчиков рассогласования СЭП ГУ.

Разработка структурных, электромеханических и принципиальных схем электроприводов, а также ОПУ для энергетических и технологических наземных ГУ.

Математическое описание, создание математической модели и исследование СЭП космической СП. Разработка и изготовление СЭП и системы регулирования температуры космической СП.

Разработка методики и стенда для проведения наземных испытаний ЭП космических СП.

Все результаты, составляющие научную новизны диссертации и выносимые на защиту, получены автором лично, в плане общих работ научной группы, руководимой доктором технических наук, профессором Тереховым В.М.

Основные результаты работы опубликованы в следующих трудах:

1. Овсянников Е.М., Терехов В.М., Байсалов Э.А., Физическое моделирование следящих электроприводов с упругим механическим звеном, - М: Труды МЭИ, вып. №9, Смоленск, 1975г.

2. Терехов В.М., Алферов В.Г., Овсянников Е.М. К вопросу определения структуры исполнительной части следящего электропривода с фрикционной передачей, - М: Труды МЭИ, вып. 325, 1977г. -с. 69 -74.

3. Терехов В.М., Алферов В.Г., Клюев О.Л., Овсянников Е.М. Высокоточные следящие электроприводы радиотелескопов с безлюфтовыми кинематическими цепями. // Доклады НТК. «Современные проблемы энергетики и электротехники», - М: 1977г. - с. 136-137.

4. Терехов В.М., Алферов В.Г., Овсянников Е.М. Анализ способов компенсации люфтов в высокоточных следящих приводах, - М: Труды МЭИ, вып. 362, 1978г. - с. 48 - 56.

5. Алферов В Г., Овсянников Е.М. Компенсация влияния возмущающихся воздействий на работу высокоточных следящих приводов, - М: Труды МЭИ, вып. 370, 1978г. - с. 64 - 70.

6. Овсянников Е.М. Особенности следящих электроприводов гелиоустановок, - М: Труды МЭИ, вып. 400, 1979г. - с. 79 - 85.

7. Терехов В.М., Алферев В.Г., Овсянников Е.М., Жулев В.В. Повышение точности многокоординатных следящих систем с редуктор-ными передачами, - М: Труды МЭИ, вып. 413, 1979г. -с.28 - 32.

8. Терехов В.М., Овсянников Е.М., Дверняков B.C. приводное устройство для солнечной печи. A.C. №928590, Б. №33, МКИ F24J2/40, 1982г.

9. Жувлев В.В., Овсянников Е.М., Малов Н.И., Пасичный В.В. Стег-ний А.И. Управляемый преобразователь напряжения.

A.C. №1117810, Б. №37, МКИН02Р 5/16, 1984г.

10. Овсянников Е.М., Николаев В.П., Новоселова Н.Г., Терехов В.М. Фотодатчик ориентации. A.C. №1177600, Б. №33, МКИ F24J2/40, 1985г.

11. Овсянников Е.М., Капунцов Ю.Д. Регулятор светового потока. A.C. №1146522, Б. №11, МКИ F24J2/42, 1985г.

12. Стегний А.И., Пасичный В.В., Терехов В.М., Малов Н.И., Овсянников Е.М. Датчик слежения гелиоустановки.

A.C. №119622, Б. №45, МКИ F 24J2/40, 1985г.

13. Овсянников Е.М., Малов Н.И., Пасичный В.В., Стегний А.И. Формирователь световых импульсов. A.C. №119623, Б. №45, МКИ F24J2/42, 1985г.

14. Овсянников Е.М., Николаев В.П., Семенцов JI.B., Семушкин Ю.И., Соколов Л.В. Реверсивный электропривод для гелиоустановки. A.C. №1208998 Б. №16, МКИН 02Р 5/16, 1985г.

15. Овсянников Е.М., Николаев В.П„ Новоселова Н.Г., Прокудо М.С. Фотодатчик ориентации для гелиоустановки. A.C. №1307175 Б. №16, МКИ F24J2/38, 1897г.

16. Овсянников Е.М., Нуру Терекегн. Проектирование различных типов солнечных установок.// Тезисы докладов на семинаре Бахр-Дарского политехнического института, Эфиопия 1988г. -с. 19-20.

17. Овсянников Е.М., Захаров Ф.И., Стегний А.И. Комплексная система управления гелиотехнической установкой. // Тезисы докладов на международной конференции по использованию солнечной энергии, Крым, Кацивели, 1990г. -с. 61-62.

18. Терехов В.М., Овсянников Е.М., Капунцов Ю.Д. Многоканальные электромеханические показатели концентратов солнечной энергии. //

Тезисы докладов на XI Всесоюзной конференции по проблемам автоматизированного электропривода, Суздаль, 1991г. -с. 48-49.

19. Терехов В.М., Овсянников Е.М., Стегний А.И. Повышение энергетической и технологической эффективности солнечных печей на основе комплексной электромеханической системы. // Промышленная энергетика, №9, - М: Энергоатомиздат, 1991г. -с. 24-26.

20. Терехов В.М., Овсянников Е.М., Гулям Сарвар. Оптимизация режимов слежения по потерям электроэнергии в тихоходных следящих электроприводах, - М: Труды МЭИ, вып. 672, 1995г. -с. 29-34.

21. Овсянников Е.М., Агафонов М.С. Разработка фотоэлектрических датчиков рассогласования для электроприводов гелиоустановок, - М: Труды МЭИ, вып. 675, 1997г. -с. 107-115.

22. Курилов А.Н., Подвязников В.В., Носкин Г.В., Овсянников Е.М., Стегний А.И. Высокотемпературные солнечные печи космического базирования. // Сборник аннотаций докладов 1-го международного симпозиума «Передовые термические технологии и материалы», Крым, 1997г. -с. 86-87.

23. Овсянников Е.М., Терехов В.М., Цаценкин В.К. Математическое описание двухкоординатной системы наведения с взаимосвязанными электроприводами, - М: Труды МЭИ, вып. 675,1997г. -с. 53-61.

24. Максимовский С.Н., Овсянников Е.М., Раков В.В., Стегний А.И. Исследование процессов высокоскоростной кристаллизации в уеловиях орбитального полета с использованием солнечной печи. // Тезисы докладов на международной научной конференции «Ракетно-космическая техника»: Фундаментальные проблемы механики и теплообмена, - М. 1998г. -с. 122-123.

25. Терехов В.М., Овсянников Е.М., Цаценкин В.К. Универсальная платформа наведения космического базирования.// Тезисы докладов на международной научной конференции «Ракетно-космическая техника»: Фундаментальные проблемы механики и теплообмена, - М., 1998г. -с. 34-35.

26. Овсянников Е.М., Курилов А.Н., Подвязников В.В., Носкин Г.В. Использование солнечной печи в условиях орбитального полета для получения материалов с заданными свойствами.// Тезисы докладов на международной научной конференции «Ракетно-техническая техника»: Фундаментальные проблемы механики и теплообмена, - М., 1998г. -с. 121-122.

27. Терехов В.М., Овсянников Е.М., Цаценкин В.К. Малоредукторный следящий электропривод для систем наведения, - М: Труды МЭИ, вып. 676, 2000г. -с. 46-58.

28. Овсянников Е.М. Сравнительный анализ высокоточных следящих электроприводов для орбитальных платформ наведения, — М: Труды МЭИ, вып. 676, 2000г. -с. 84-92.

29. Овсянников Е.М. Использование солнечных печений в условиях орбитального полета. // Инженерно-физический журнал, том 73, №1, Национальная академия наук Белоруссии, 2000г. -с. 80-85.

30. Овсянников Е.М. Особенности следящих электроприводов солнечных орбитальных печей: Тезисы докладов на 4 Международной конференции Электротехника, электромеханика и электротехнология, Россия, Клязьма, 2000г. -с. 81.

31. Овсянников Е.М. Электропривод энергетической гелиоустановки. // Привод и управление, 2000г., №2, -с. 4-9.

32. Овсянников Е.М. Анализ эффективности типовых энергетических гелиоустановок. //Автономная энергетика, 2001г., №12, -с. 3-6.

33. Овсянников Е.М. Датчики рассогласования для следящих электроприводов гелиоустановок. // Привод и управление, 2001г., №1, с. 13-17.

34. Овсянников Е.М. Типовые следящие электроприводы энергетических и технологических гелиоустановок: тезисы докладов на III Международной (XIV Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу, Россия, Нижний Новгород, 2001г. -с. 57.

35. Овсянников Е.М. Безлюфтовые опорно-поворотные устройства для гелиоустановок, - М: Труды МЭИ, вып. 677, 2001г. -с. 68-74.

Основные результаты работы состоят в следующем:

1. Созданы теоретические предпосылки для анализа и синтеза оптимальных по точностным показателям однодвигательных следящих электроприводов гелиоустановок широкого класса с ограничением ударных нагрузок в силовой части привода. Разработана оптимальная по точности типовая структура следящего электропривода применительно к гелиоустановкам в условиях неблагоприятных сочетаний обобщенных параметров и режимов работы электропривода.

2. Полученные аналитические и графические зависимости амплитудных и среднеквадратичных значений ошибок, а также максимальных значений упругих моментов в силовой части от обобщённых параметров электропривода при среднестатистической ветровой нагрузке позволяют на стадии проектирования делать оценку точностных показателей и ударных нагрузок следящего электропривода, а также определять оптимальные параметры системы, обеспечивающие наибольшую точность слежения с ограничением ударных нагрузок.

3. Разработана методология построения фотоэлектрических датчиков рассогласования, учитывающая краевые эффекты освещённости, а также типы, особенности и режимы работы гелиоустановок.

На основе методологии выполнены датчики открытого и закрытого типов, обеспечивающие требуемые пеленгационные характеристики для работы следящих электроприводов гелиоустановок различных типов. Устройство датчиков обеспечивает стабильность пеленгационных характеристик, независимо от мощности лучистого потока.

4. Выполнено усовершенствование электропривода в направлении повышения энергетической и технологической эффективностей наземных гелиоустановок.

Сделан анализ способов наведения энергетических гелиоустановок без концентрации лучистого потока. Разработана модульная система наведения энергетических гелиоустановок с фотоэлектрическим приёмником излучения.

Разработаны безлюфтовые конструкции опорно-поворотных устройств с повышенной механической жёсткостью для гелиоустановок с концентрацией лучистого потока.

Сделано расчётное обоснование оптимального, по энергетическим показателям, режима слежения для гелиоустановок с концентратором лучистого потока.

Разработаны функциональная, электромеханическая, структурная и принципиальная электрическая схемы унифицированного высокоточного следящего электропривода для широкого класса гелиоустановок.

5. Разработана комплексная электромеханическая система для солнечных печей, обеспечивающая наведения концентратора на Солнце с точностью не хуже одной угловой минуты и регулирование температуры на объекте нагревания с максимальной погрешностью не более З-г-5%.

6. Определены условия эксплуатации и технические требования к электроприводам орбитальных высокотемпературных солнечных печей для космических технологий по производству материалов с заданными свойствами.

7. Сделаны теоретическая и практическая разработки электроприводов орбитальных солнечных печей, предназначенных для работы в открытом космосе. Предложены три варианта следящих электроприводов орбитальных солнечных печей с малыми- до 5°, средними- до 40° и большими- до 190° требуемыми рабочими углами поворотов концентраторов, в зависимости от типа и способа ориентации объекта космического базирования. Предлагаемые электроприводы перекрывают технологические требования, предъявляемые к создаваемым в настоящее время орбитальным солнечным печам.

8. Создана методология, разработано и выполнено оборудование для проведения наземных испытаний электроприводов орбитальных солнечных печей. Испытания проводятся в условиях, близких к космическим с имитацией колебательных движений станций-носителей различного типа.

Данная диссертация является научно-квалификационной работой, в которой на основании выполненных исследований изложены научно-обоснованные технические решения по созданию унифицированных электроприводов гелиоустановок наземного и космического базирования, внедрение которых вносит значительных вклад в развитие экономики страны и повышение её обороноспособности.

Заключение

В данной диссертации разработаны унифицированные электропроводы для широкого класса гелиоустановок, как наземного, так и космического базирования, обеспечивающие повышение их энергетической и технологической эффективностей.

1. Дверияков В. С., Солнце, жизнь, энергия, Киев: Наукова думка, 1986.1.-241с.

2. Овсянников Е. М., Электропривод энергетической гелиоустановки. // Привод и управление, 2000. № 2, с. 4 - 9.

3. Карабанов С., Кухмистров Ю., Фотоэлектрические системы. Перспективы, состав, параметры. // Электронные компоненты, 2000. № 5, с. 52 -58.

4. Глиберман А. Я., Горбышин Д. И., Ковалев Г. А, Четверикова Г. А. Фотопреобразователи на основе кремниевых эпитаксиальных структур П П + типа. // Гелиотехника, 1985. № 6, - с. 22 - 24.

5. Терехов В. М., Овсянников Е. М., Гулям Савар, Оптимизация режимов слежения по потерям электроэнергии в тихоходных следящих электроприводах, М.: Тр. МЭИ, вып. 672, 1995. - с. 29 - 34.

6. Баум В. А. Солнечные высокотемпературные печи, М.: Издательство иностранной литературы, 1960. - 470 с.

7. Овсянников Е. М., Исследование и разработка следящего привода гелиоустановки: Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук, М.: МЭИ, 1981. - 20 с.

8. Дубилович В. М., О влиянии перекрестного эффекта на динамические свойства автоматической системы управления гелиостатом. // Гелиотехника, 1986. № 4, с. 44 - 47.

9. Костюковский Д. Т., Взаимосвязанный, автоматизированный электропривод группы гелиоустановок: Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук, Минск: БПИ, 1987. - 20 с.

10. Кемпбель Н. Э., Техника высоких температур, М.: Иностранная литература, 1959. - 594 с.

11. Пасичный В. В., Мачида М., Мизуно М., Ноучи Т., Табата Т., Янада Т., Экспериментальная оценка возможности выращивания микрокристаллов в солнечной печи методом плавающей зоны. // Гелиотехника, 1985. №4,-с. 57-61.

12. Турдзеладзе Д. А., Разработка комплексной электромеханической системы солнечной системы с повышенной точностью регулирования температурных режимов: Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук, М.: МЭИ, 1989. - 20 с.

13. Байсалов Э. А., Исследование способов повышения точности следящих электроприводоврадиотелескопов с возмущающими воздействиями по нагрузке: Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук, М.: МЭИ, 1976. - 20 с.

14. Снаковский Е. А., Шаталов А. С., Шматок С. А., Громыко В. Д., Теория автоматического управления, М.: Высшая школа, 1977. - 447 с.

15. Бреенков Г. В., Разработка и исследование оптико-электронных систем для дистанционного контроля угловых рассогласований объектов: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, СПб: ЛЭТИ, 1994. - 51 с.

16. Корпотов А. Н., Проектирование высокоточных проводов с псевдолинейными корректирующими устройствами. Автореферат на соискание ученой степени канд. тех. наук, М.: Московский гос. техн. ун-т им. Н. Э. Баумана, 1997. - 16 с.

17. Stuben Н., Antriebe und Steuezungen von Nachfuhrantennem. Teil 1. Antriebssysteme. "Elek-anz", 1974. т.27. № 15 16, с. 322 - 325.

18. Вопросы оборонной техники. Серия 9, специальные системы управления, следящие приводы и их элементы. Научн.-техн. Сб. / научно-технический центр «Информтехника», М.: 1995. - 36 с.

19. Терехов В. М., Алферов В. Г., Овсянников Е. М., Анализ способов компенсации люфтов в высокоточных следящих приводах, М.: Тр. МЭИ, вып. 362,1978. - с. 48 - 56.

20. Габдо М. Е., Автоматизированное проектирование приводов и динамических систем, Челябинск: 4 ГТУ, 1994. - 111 с.

21. Кутцов В. К., Полянский В. А., Расчет следящего привода Ковров: технологических институт, 1993. - 35 с.

22. Комплексное исследование методов оптимизации высокоточных редуктор ных и безредукторных следящих электроприводов наземных антенн различной эффективности. Отчет по НИР, научный руководитель Терехов В. М., гос. рег. № 78046073, МЭИ, 1980. 105 с.

23. Кондратьев А. Б., Сперанский А. Н., Элементы и исполнительные устройства систем автоматики и следящих приводов, М.: МАИ, 1996. -96 с.

24. Кирюхин А. А., Теоретические и экспериментальные исследования и решение задач электромагнитной совместимости гелиоэнергетических установок. Автореферат диссертации на соискание уч. степени канд. техн. наук, — М.: 2000. 16 с.

25. Овсянников Е. М., Особенности следящих электроприводов гелиоустановок, М.: Труды МЭИ, вып. 400, 1979. - с. 79 - 85.

26. Терехов В. М., Алферов В. Г., Клюев О. Л., Овсянников Е. М., Высокоточные следящие электроприводы радиотелескопов с безлюфтовы-ми кинематическими цепями. // Доклады НТК. «Современные проблемы энергетики и электротехники», М.: 1977. - с. 136 - 138.

27. Пальтов И. П., Качество процессов и синтез корректирующих устройств в нелинейных автоматических системах, М.: Наука, 1975. - 368

28. Von Edgar Böhm Fuhrung und Regelung fiin Bodenstetion, Simens Zeitschrift 48,1974. Helf 11.

29. Терехов В. M., Алферов В. Г., Овсянников Е. М., Жулев В. В., Повышение точности многокоординатных следящих систем с редукторными передачами, М.: Тр. МЭИ, вып. 413, 1979. - с. 28 - 32.

30. Бу-Диаб Сайед, Автоматические системы ориентации на Солнце гелиоустановок. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. тех. наук, СПБ: Ленинград, гос. тех. ун-т., 1991. - 17 с.

31. Басистов Г. Г., Короткое С. В., Мясников В. А., Теоретические и экспериментальные исследования системы компенсации ветровых возмущений на антенну радиотелескопа. В сб. «Цифровое управление в системах автоматики», Л.: Наука, 1968. - с. 61 - 72.

32. Бесекерский В. А., Попов Е. П., Теория систем управления, М.: Наука, 1975. - 768 с.

33. Следящие приводы. Под ред. Чемоданова Б. К. Первая книга, М.: Энергия, 1976. - 480 с.

34. Комплексное исследование методов оптимизации высокоточных ре-дукторных и безредукторных следящих электроприводов наземных антенн различной эффективности. Отчет по НИР научный руководитель Терехов В. М., гос. per. № 78046073, МЭИ, 1980. 115 с.

35. Фитилев Б. Н., Силовые приводы наведения автоматических установок Волгоградский гос. тех. университет, 1998. - 95 с.

36. Ремшин Б. И., Ямпольский Б. С., Проектирование и наладка систем подчиненного регулирования электроприводов, М.: Энергия, 1975. -184 с.

37. Литвиненко А. М., Исполнительные системы роботов. Исполнительный привод, Ворошиловград: ВГТУ, 1996. - 140 с.

38. Чиликин М. Г., Кшочев В. И., Сандлер А. С., Теория автоматизированного электропривода, М.: Энергия, 1979. - 616 с.

39. Терехов В. М., Комплексная автоматизация следящего электропривода по точностному признаку, М.: МЭИ, вып. 477, 1980. - с. 13 - 19.

40. Терехов В. М., Алферов В. Г., Овсянников Е. М., К вопросу определения структуры исполнительной части следящего электропривода с фрикционной передачей, М.: Тр. МЭИ, вып. 325, 1977. - с. 69 - 74.

41. Круг Г. К., Шошулин Ю. А., Фатуев В. А., Планирование эксперимента в задачах идентификации и экстраполяции, М.: Наука, 1997. - 208 с.

42. Ивоботенко Б. А., Ильинский Н. Ф., Копылов И. П., Планирование эксперимента в электромеханике, М.: Энергия, 1975. — 184 с.

43. Налимов В. В., Теория эксперимента, М.: Наука 1971. - 208 с.

44. Шепк X., Теория инженерного эксперимента, М.: Мир, 1972. — 381 с.

45. Гелиоустановка для тепло и энергоснабжения (Сэкия X., Тосиба рэ-бю), 1982. т. 37, № 12, - с. 1040 - 1044.

46. Беляев М. Ю., Ефимов Н. И., Сазонов В. В., Определение ориентации орбитального комплекса «Мир» по показаниям оптического звездного датчика, М.: Энергия, 1994. - 23 с.

47. Афре П., Бофрон М., Датчики измерительных систем, М.: Мир, 1995. -419 с.

48. Овсянников Е. М., Агафонов М. С., Разработка фотоэлектрических датчиков рассогласования для электроприводов гелиоустановок, М.: МЭИ, вып. 672,1997. - с. 107 - 115.

49. Овсянников Е. М., Датчики рассогласования для следящих электроприборов гелиоустановок. // Привод и управление, 2001. № 1, с. 13 -17.

50. А. с. № 119622, Б. № 45, МКИ F24J2/40, 1985. Датчик слежения гелиоустановки. / Стегний А. И., Пасичный В. В., Терехов В. М., Малов Н. И., Овсянников Е. М. (СССР). 4 е.: ил.

51. А. с. № 1307175, Б. № 16, МКИ F24J2/38, 1987. Фотодатчик ориентации для гелиоустановки. / Овсянников Е. М., Николаев В. П., Новоселова Н. Г., Прокудо М. С. (СССР). 4 е.: ил.

52. А. с. № 1177600, Б. № 33, МКИ F24J2/40, 1985. Фотодатчик ориентации. / Овсянников Е. М., Николаев В. П., Новоселова Н. Г., Терехов В. М. (СССР).-4 е.: ил.

53. Белянский П. В., Сергеев Б. Г., Управление надземными антеннами и радиотелескопами, М.: Сов. Радио, 1980. - 280 с.

54. Дж. Трвайделл, А. Уэйр., Возобновляемые источники энергии, М.: Энергоатомиздат, 1990. - 390 с.

55. Байрамов М., Язмиев М., Перспективы размещения автономных ге-лиокомплексов на пустынных пастбищах Туркменской ССР, — Ашхабад: 1985.-57 с.

56. Беляев Н. И., Нагорский В. Д., Выбор двигателя и редуктора следящих систем, М.: Машиностроение, 1972. - 240 с.

57. Саламов А. А., Гелиотермические электростанции в США, М.: Энергохозяйство за рубежом, № 5,1987. - с. 34 - 41.

58. Материалы о гелиотермических энергосистемах / Энергетический институт -31 с. ил. пер. ст. Маг R. W. Еа из журнала Solar Energy. 1981. № 5,-с. 37-53.

59. Агнихотри О., Гупта Б., Селективные поверхности солнечных установок. / Пер. с англ. Г. А. Гухман, под. Ред. М. М. Колтуна, М.: Мир,1984. 227 е., ил. - Пер. изд.: О. P. Agnihotri, В. К. Aupta. Solar selective surfaces.

60. Материалы для крышки плоского гелиоконцентрата. / Кай С.; ВЦП -№ И 22143, - 20 е., ил. Когё дзайрё, 1980. т.28, - с. 39 - 42.

61. Солнечная энергетика. Перевод с английского и французского под ред. д. т. н. Малявского Ю. Н., М.: Мир, 1979. - 390 с.

62. Материал в гелиотермических энергосистемах/энергетический институт. Пер. ст.: Mar R. W. Еа из журнала Solar Energy. 1981. № 5, с. 37 -53.

63. Солнечные электроэнергоустановки. / Maag W. Elektraniker, 1982. V. 21,№15,-p. 23-25.

64. К вопросу об использовании гелиоэлектростанций / Glatzel F.- Т., Stray В.; 1978. V. 77, № 20 , р. 693 - 699. Bibliogr: 3 nazu.

65. Пер.ст.: Bergamann G. е. а. из журн.: Handbuch der Engrie Spartechniken. 1983. V. 3, p. 5-60.

66. Солнечная станция ЕУРЕЛИОС мощностью 1МВт (эл.) = Eurelios -The 1 HW / eL Solar elektric power plant / материал фирмы : An sal do A S, Италия. / № 11, 1981. p. 41 47.

67. Овсянников E. M., Анализ эффективности типовых энергетических гелеоустановок. // Автономная энергетика, 2001. №12, с. 3-6.

68. Гелиотермические электростанции Пер.ст. Smit 1.:Из журн.: Polytechnisch tijdschrift electrotechnik /elektronica. 1980. Vol.35, № 5, p. 296 302.

69. Крупноразмерные параболоидные гелиоконцентраторы с газовыми турбинами / Bammelt К., е.а. Atomkerenergie / Kerntechnik, 1981. V. 38, № 4, p. 257 268.

70. Экспериментальная гелиотермическая электростанция близ Альмейры / Werfer К.; Schweizer Landtechnick, 1981. № 11, p. 730 732.

71. Техника безопасности на гелиотермических установках ФРГ / Мауг F., Wenzel H.,Technische Überwachung, 1981.,V. 22, № 10, p. 381 385.

72. Солнечные и ветровые энергетические системы: Пер. ст. из журн.: РЕМ: process Engineerino magazine, 1983., vol. 23, V. 3 4, p. 64.

73. Постройка солнечной полупромышленной печи в лаборатории в Монт-Пун. / Восточн. Пиренеи. Academic des sciences.Comptes rendus hebdomaires des sconces, 1952., V. 235, № 14, p. 704 705.

74. Исследование, разработка и внедрение автоматизированных электромеханических систем гелиотехнических установок. Отчет по НИР. Гос. per. № 01840066878. Научн. руководитель Терехов В. М., -М.: МЭИ. 1987.-93 с.

75. Овсянников Е.М.,Нуру Терекегн, Проектирование различных типов солнечных установок. // Тезисы докладов на семинаре Бахр Дарского политехнического института, Эфиопия 1988. - с. 19 - 20.

76. Овсянников Е.М., Типовые следящие электроприводы энергетических и технологических гелиоустановок. // Тезисы докладов на Ш Международной (XIV Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу, Россия, Нижний Новгород, 2001. с. 71 - 72.

77. Овсянников Е.М. Безлюфтовые опроно-поворотные устройства для гелиоустановок, М.: Тр. МЭИ, вып. 677, 2001. - с. 51 - 54.

78. А. с. № 958590, бюлл. № 18, МКИ H 02Р7/68, 1982. Приводное устройство для солнечной печи. / Терехов В. М., Овсянников Е. М., Дверя-ков В. С. (СССР). 4 е.: ил.

79. Автоматическое моделирование солнечной установки (анализ и оптимизация) Galanti М.е a; Condizi onamentodell aria) 1982. V. 26, № 3, p. 221 -228.

80. Солнечная высокотемпературная печь как инструмент для исследований Пер.ст. Thiararajan S., Annamalain. Из журн: Igdian Ceramic Society. Transactions, 1984. Vol. 43, p. 57-62.

81. Герметичные солнечные резервуары для производства электроэнергии Colonnelll Energie flternative, 1984. V. 6, № 28, p. 103 113.

82. Овсянников Е.М., Захаров Ф.И., Стегний А.И., Комплексная система управления гелиотехнической установкой. // Тезисы докладов на Международной конференции по использованию солнечной энергии, Крым, Кацивели, 1990. с. 61 - 62.

83. Симоянц А. А., Шермазян Я. Т., Ватанян А. В., Опыт расчета следящего привода гелиоустановки, Гелиотехника, Ташкент: Вып. 1, 1976. — с. 73-81.

84. Халыков А. М., Апариси Р. Р., Автоматизация управления оптической системы солнечной электростанции башенного типа. // Гелиотехника. Ташкент 1977. Вып. 6, с. 64 - 68.

85. Терехов В. М., Овсянников Е. М., Стегний А. И., Повышение энергетической и технологической эффективности солнечных печей на основе комплексной электромеханической системы. // Промышленная энергетика, № 9, М.: Энергоатомиздат, 1991.- с. 24 - 26.

86. А. с. № 1117810, Б. № 37, МКИ Н02Р5/16, 1984. Управляемый преобразователь напряжения. / Жулев В.В., Овсянников Е. М., Малое Н. И., Пасичный В. В., Стегний А. И. (СССР). 4 е.: ил.

87. А. С. № 1208998 Б. № 16, МКИ Н02Р5/16, 1985. Реверсивный электропривод для гелиоустановки. / Овсянников Е. М., Николаев В. П., Семенцов Л. В., Семушкин Ю. И., Соколов Л. В. (СССР). 4 е.: ил.

88. Изготовление монокристаллов с помощью солнечных центробежных печей. 7 с. с. Trombe F., Foex M. Academie des sciences. Comptes rendus hebdoma daires des seances. 1951. V. 224, № 21, p. 2605 2607.

89. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями. / Под ред. М. Г. Чиликина, М.: Энергия, 1971. - 380 с.

90. Разработка, внедрение и сравнительный анализ цифровых, аналоговых и цифро-аналоговых электроприборов для антенн различных классов. Отчет по НИР. Гос. per. № 81078238, научный руководитель Терехов В. М., 1985.-85 с.

91. Капунцов Ю. Д., Максимляк JI. В., Турдзеладце Д. А., Двухканаль-ный автоматизированный электропривод, как средство повышения технической эффективности солнечных печей. Тр. МЭИ, — М.: МЭИ, вып. 600, 1987.-с. 32-37.

92. Использование солнечной энергии. Под ред. JI. Е. Рыбаковой, Ашхабад: Ылым, 1985. - 280 с.

93. Турдзеладзе Д. А., Анализ динамических режимов электроприводов гелиоустановок с учетом нелинейности момента сопротивления. Тр. Груз. Полит. Ин - т. Тбилиси: 1987. Вып. № 3 (315), - с. 107 - 110 с.

94. А. С. № 1196623, Б. № 45, МКИ F24J2/42, 1985. Формирователь световых импульсов. / Овсянников Е. М., Малов Н. И., Пасичный В. В., Стегний А. И., (СССР). 4 е.: ил.

95. А. С. № 1146522, Б. № 11, МКИ F24J2/42, 1985. Регулятор светового потока. / Овсянников Е. М., Капунцов Ю.Д., (СССР). 4 е.: ил.

96. Использование солнечных печей. I. Обзорная статья. Исследование материалов. Пер. ст. Suresh D. Е. а. из журн. Solar energy. 1981. Vol. 26, № 5, p. 377 390.

97. Первые результаты, полученные при эксплуатации солнечных печей мощностью 1000 кВт. 17 е., с ил. Trombe F. Е. a. Revue Internationale des havtes temperatures et des refractires, 1973. V. 10, № 4, p. 205 - 210.

98. Овсянников Е. М., Использование солнечных печей в условиях орбитального полета. И Инженерно-физический журнал, том 73, № 1, Национальная академия наук Белоруссии, 2000. с. 80-85.

99. Овсянников Е. М., Сравнительный анализ высокоточных следящих электроприводов для орбитальных платформ наведения, М.: МЭИ, вып. 676, 2000., - с. 84 - 92.

100. Овсянников Е. М., Особенности следящих электроприводов солнечных орбитальных печей: тезисы докладов на 4 Международной конференции Электротехника, электромеханика и электротехнология, Россия, Клязьма: 2000. - с. 81.

101. Овсянников Е. М.,Терехов В. М., Цаценкин В. К., Математическое описание двухкоординатной системы наведения с взаимосвязанными электроприводами ,— М.: МЭИ, вып. 675,1997. с. 53 - 61.

102. Терехов В. М., Овсянников Е. М., Цаценкин В. К., Малоредукторный следящий электропривод для систем наведения, М.: МЭИ, вып. 676, 2000. - с. 46 - 58.

103. Беленький Ю. М., Зеленков Г. С., Микеров А. Г. Опыт разработки иприменения бесконтактных моментных приводов, Л.: ЛНДТП, 1987. -140 с.

104. Цаценкин В. К. Безредукторный автоматизированный электропривод с вентильными двигателями, М.: издательство МЭИ, 1991. - 240 с.

105. Дьяконов В. П. Справочник по применению системы PC MATLAB.- М.: Фиматлит, 1993. 260 с.W

106. Потемкин В. Г. Система MATLAB. Справочное пособие, М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1997.-281 с.

107. Овсянниковым Е.М., в разработках Института проблем материаловедения HAH Украины

108. Акт составлен в 3-х экземплярах Председатель комиссии: Фролов Г.А.

109. Члены комиссии: —"Пасичный В.В.1. УТВЕРЖДАЮ

110. Настоящий акт составлен комиссией в составе:

111. При активном участии Овсянникова Е.М. была разработана конструкторская и схемная документация и комплект действующей аппаратуры.

112. Зам.начальника отдела Начальник сектора, к.т.н. Начальник сектора

113. Н.Живоглотов Г.В.Носкин Ю.И.Турбинг

114. Утверждаю " Проректор Московского государсгве^^^^^^шиченкого универси^^^^^^^щго учебной работе1. ГЛ.1. Акт

115. Об использовании результатов диссертационной работы "Электроприводы гелиоустановок наземного и космического базирования. Теория и практика", выполненной кандидатом технических наук Овсянниковым Евгением Михайловичем, в учебном процессе МАМИ.

116. Председатель комиссии проф. Короткое В.И.

117. Члены комиссии ьЛ * Д.т.н., проф. Петленко Б.И.д.т.н., проф. Лохнин В.В.