автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.05, диссертация на тему:Исследование и разработка мехатронной системы с двухфазным индукторным двигателем

На правах рукописи

ЗАХАРОВ Алексей Вадимович

УДК 621.313.29

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕХАТРОННОЙ СИСТЕМЫ С ДВУХФАЗНЫМ ИНДУКТОРНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Специальность 05.02.05 - роботы, мехатроника и робототехнические

системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владимир 2004

Работа выполнена на кафедре «Управление и информатика в технических и экономических системах» Владимирского государственного университета

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор СИ. Малафеев

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор В. А. Кузнецов, Московский энергетический институт (технический университет)

кандидат технических наук, доцент Е. А. Новикова, Владимирский государственный университет

Ведущее предприятие

- ОАО «НИПТИЭМ», г. Владимир

Защита состоится «24 » 2004 Г. В Х/^час. В ауд^З/*/на заседании

диссертационного совета Д.212025.05 Владимирского государственного университета по адресу: 600000, г.Владимир, ул. Горького, 87.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владимирского государственного университета.

Автореферат разослан

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по вышеуказанному адресу ученому секретарю диссертационного совета (тел.(0922) 27-98-21, факс (0922) 23-33-42).

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современный этап развития промышленной автоматики характеризуется ускоренным обновлением технических средств управления. Это обусловлено, в первую очередь, широким использованием микроконтроллеров и силовых полупроводниковых приборов с высокими техническими характеристиками. И проявляется как в совершенствовании традиционных устройств автоматики, так и реализации принципиально новых технических решений. В результате эволюции исполнительных устройств автоматики происходит функциональное и конструктивное объединение электромеханических, силовых и информационно-управляющих компонентов, то есть формирование мехатронных систем (МС), обладающих по сравнению с традиционными исполнительными устройствами новыми свойствами. При этом в качестве электромеханических преобразователей в таких системах используются как традиционные типы электродвигателей, так и специальные - вентильные, шаговые, индукторные.

Индукторные двигатели (ИД), в том числе двухфазные, отличаются простой конструкцией, высокой надежностью, низкой стоимостью и поэтому имеют большие перспективы применения в мехатронных системах. При этом характеристики МС с ИД определяются взаимодействием всех компонентов системы и зависят от алгоритмов управления. Однако в настоящее время влияние элементов МС и алгоритмов управления на характеристики МС с двухфазными ИД не исследованы. Методики анализа и синтеза МС с двухфазными ИД отсутствуют. В результате этого преимущества двухфазных ИД в мехатронных системах не используются.

В связи с этим исследования, направленные на дальнейшее совершенствование МС с двухфазным ИД, актуальны.

Работа выполнялась в 2001-2004 гг. на кафедре управления и информатики в технических и экономических системах и соответствует п.9 «Меха-тронные технологии» «Приоритетных направлений развития науки, технологии и техники Российской Федерации», утвержденных Президентом РФ 30марта2002г.,Пр-577.

Цель работы. Совершенствование и повышение технического уровня мехатронных систем на основе двухфазных индукторных двигателей.

Для достижения указанной цели сформулирована научная задача - составить математические модели мехатронных систем с двухфазными индукторными двигателями и на основании анализа этих моделей,разработать методы совершенствования элементов мехатротюй системы и алгоритмов управления такими системами.

Решение сформулированной задачи предполагает:

1. Составить математические модели двухфазных ИД ориентированные на анализ и синтез МС.

2. Провести исследование статических и динамических характеристик МС с двухфазными ИД при различных алгоритмах управления.

3. Разработать методику структурного и параметрического синтеза МС с двухфазным ИД.

4. Разработать структуру и алгоритмы управления для МС с двухфазным ИД.

Методы исследования. Для решения указанной задачи в работе используются классические методы электротехники, электромеханики, теории автоматического управления. Для исследования мехатронных систем использовано имитационное моделирование управляющих и электромеханических процессов. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и промышленных условиях.

Научную новизну работы составляют:

- математическая модель двухфазного ИД, учитывающая насыщение и взаимное влияние фаз;

- конструкция двухфазного ИД, отличающаяся повышенной механической мощностью;

- алгоритм управления двухфазным ИД по критерию эффективного использования энергетического ресурса системы;

- методика проектирования МС с двухфазными ИД;

-схемотехнические решения мехатронной системы и программы для

микроконтроллеров, реализующих разработанные алгоритмы.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

Разработанные математические модели позволяют выполнить проектирование и расчет МС с двухфазными ИД и определить их энергетические и регулировочные характеристики.

Разработанная методика структурного и параметрического синтеза МС с двухфазными ИД позволяет повысить энергетические и регулировочные характеристики, тем самым, обеспечить эффективное использование энергетического ресурса.

Разработаны схемотехнические решения и программы для микроконтроллеров, которые позволили изготовить образцы МС с двухфазными ИД мощностью 1кВт и 6кВт с диапазоном регулирования 100:1 и 30:1 соответственно.

Реализация результатов работы. Разработанные методики анализа и синтеза МС на основе ИД внедрены в Научно-исследовательском и про-ектно-технологическом институте электромашиностроения (ОАО «НИП-ТИЭМ» г.Владимир). Разработанные МС на основе ИД внедрены в ОАО «НИПТИЭМ» в качестве стендового оборудования лаборатории электропривода.

Результаты работы использованы в ОАО «Завод Автоприбор» (г. Владимир) при разработке приводов стеклоочистителя и вентилятора.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научно - технической конференции «Электромеханические и электромагнитные преобразователи энергии и управляемые электромеханические системы», посвященной 100-летию со дня рождения профессора Н.С. Сиунова (Екатеринбург, 2003г.); на V Всероссийской научно - технической конференции «Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем» (Чебоксары, 2003г.); на V Международной научно - технической конференции «Производственные технологии и качество продукции» (Владимир, 2003 г.); на I Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Мехатроника, автоматизация, управление» (Владимир, 2004г.).

Публикации. По материалам, изложенным в диссертации, опубликовано 9 работ, в том числе получен патент РФ и положительное решение на заявку на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и 7 приложений. Общий объем 207 страниц машинописного текста, включая 63 рисунка и графика, 20 таблиц. Список использованной литературы содержит 119 наименований. Приложение состоит из 59 страниц, содержит два акта внедрения результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована научная новизна работы, изложены положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведено исследование современного состояния МСИД, сформулирована задача и определены методы исследований.

Структурная схема МС с ИД показана на рис. 1.

ИЭЭ

Р\г>

СИ

Ра

ДПР

Рис. 1. Структура МС с ИД: система управления (СУ), источник электрической энергии (ИЭЭ), силовой преобразователь (СП), инвертор (И), датчик положения ротора (ДПР), устройство преобразующее угловую координату в скорость (ПП), нагрузка(Н), - заданная частота вращения, П -частота вращения вала, 0- угловая координата вала, Рт - электрическая мощность источника; Рп - преобразованная электрическая мощность; V -матрица управляющих воздействий; и • матрица фазных напряжений

В настоящее время разработано большое количество конструкций ИД и алгоритмов управления ими. Однако большинство исследований и разработок посвящено МС с трех- и четырех- фазными ИД. Мехатронные системы с двухфазными ИД, которые обладают более простыми конструкциями электромеханического преобразователя и схемотехническими решениями информационно-управляющих компонентов, не исследованы.

Двухфазный ИД представляет нелинейный динамический объект управления с дискретным характером преобразования энергии. Поэтому известные методики синтеза регулируемого электропривода, использующие линейные модели и построение системы по принципу выбора электродвигательного, преобразовательного и управляющего элементов, не могут быть непосредственно использованы. Исследования параметрических особенностей и моделей двухфазных ИД, учитывающих специфику конструкций и алгоритмов управления и ориентированных на задачи анализа и синтеза МС, до настоящего момента не проводились. Известные МС с двухфазными ИД, реализованные на основе простейших линейных законов без учета специфики двухфазного ИД и использования алгоритмов компенсации пульсаций электромагнитного момента, не обеспечивают высоких энергетических и регулировочных характеристик.

Практическая потребность дальнейшего совершенствования и расширения использования МС с двухфазными ИД ограничена возможностями существующих методов их анализа и синтеза. Это определяет актуальность теоретических и экспериментальных исследований в этой области.

Во второй главе проведены исследования процессов накопления и преобразования энергии в двухфазном ИД.

Исследованы конструкции двухфазных ИД, которые представлены на рис. 2 ирис. 3.

а б

Рис. 3. Варианты построения магнитной системы двухфазного восьми полюсного ИД с взаимной индуктивностью фаз, 25=8, а - с согласной взаимной индуктивностью фаз; б - с встречной взаимной индуктивностью фаз

Установлено, что в конструкциях, соответствующих рис. 2, взаимное влияние фаз обусловлено изменением магнитной проводимости системы. В конструкциях, соответствующих рис. 3, взаимное влияние фаз обусловлено не только изменением магнитной проводимости, но и взаимной индуктивностью.

Математическая модель двухфазного ИД получена на основе теории нелинейных электрических цепей и энергетического метода моделирования ЭММ при условии магнитолинейности воздушного зазора, отсутствия магнитных потерь и остаточной намагниченности.

В результате модель двухфазного ИД с учетом параметрических особенностей представлена в виде системы уравнений:

где иА, ив- напряжения приложенные к фазам А и В соответственно, ¡'А , ¡в - токи, протекающие в обмотках фаз А и В соответственно, гл, гв- активные сопротивления обмоток фаз А и В соответственно, индуктивности фазных обмоток А и В соответственно, М-взаимоиндуктивность между фазами А и В, координата ротора,

частота вращения ротора, электромагнитный момент.

Уравнение механической части системы имеет вид:

ш

СТ '

(3)

где Мст - момент сторонних сил.

Структурная схема системы, соответствующая уравнениям (1)-(3), представлена на рис. 4.

С целью упрощения математического описания для двухфазных ИД, работающих при относительно небольших значениях индукции в зазоре введена функция учитывающая насыщение

магнитной системы. Ее вид определяется по характеристикам Ьл, Ьв, М. С учетом принятых упрощений уравнения (1), (2) примут вид:

(4)

(5)

В уравнениях (4), (5) функции нелинейных коэффициентов индуктивности имеют вид:

где .¿^(б), Ьв(в) - статические индуктивности обмоток фаз А и В, /^щ -минимальное значение индуктивности.

Структурная схема упрощенной модели, соответствующей уравнениям (3)-(5), представлена на рис. 6.

На основе полученных структурных схем разработаны программы имитационного моделирования электромеханического преобразования энергии в ИД. Сравнительный анализ результатов имитационного моделирования и эксперимента подтвердил адекватность разработанной модели двухфазного ИД.

г*/4

■>0

уа

0.5

0.5

! \

¿0

а дв

*ф

м

лмвл

Ля

__таг1

»[х}-*©

№

Рис. 4. Структурная схема двухфазного ИД (продолжение)

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Г 1 1 1 1 J X 1 1 1 1 1 1 ..•••'! ¿рг |

1 ---1_ 1 1 - + -1 1 1 ^ -1—н-уГ- 1 УГ 1 1 1 -1---1 1 1

1 ---11 1 ~7~ 1 ^ 1 1 1 1 1 1 1 1 ---1 1 1 1 1

2 4 б в Ю 12 14 Л

Рис. 5. Зависимость электромагнитного момента от тока; --эксперимент; — модель (1), (2) — - модель (4), (5)

Рис. 6. Упрощенная структурная схема двухфазного ИД

Результаты имитационного моделирования и экспериментального исследования характеристик двухфазного ИД конструкции, показанной на рис. 3,6, представлены на рис. 5, рис. 7, рис. 8. Двигатель имеет следующие параметры: наружный диаметр активной части статора длина

активной части I = 51мм, диаметр расточки с т а т £>р а ри\д и а л ь ный зазор 5 = 0.35мм.

В третьей главе разработана методика структурного синтеза МС с двухфазными ИД. Для этого использован принцип управления по критерию эффективного использования энергетического ресурса системы. Он основан на обеспечении МС с ИД технологических функций электропривода при требуемых характеристиках рабочих процессов и минимальных потерях во всех элементах системы.

Исследованы конструкции магнитных систем двухфазных ИД с точки зрения радиальных сил, мощности на валу, потерь. В результате установлено, что магнитная система, показанная на рис. 3,6, обеспечивает миними-

зацию радиальных сил и увеличение выходной механической мощности МС с ИД.

Проведен анализ энергетических и регулировочных характеристик в установившемся и пусковом режимах МС с нелинейным токовым управлением для различных форм токовых заданий. На рис. 9 приведены исследуемые формы токового задания к -ой фазы и соответствующая ей индуктивность в функции угловой координаты.

Ч ВД «5 67^5г|м<

Рис. 9. Формы токового задания;--задание 1; — -задание 2;---

задание 3;.....индуктивность фазы

Результаты теоретических и экспериментальных исследований электромагнитного момента в функции угловой координаты для токовых заданий 1-3 приведены на рис. 10 - рис. 12. Результаты теоретического исследования энергетических характеристик МС на основе двухфазного ИД для токовых заданий 1-3 приведены на рис. 13.

Исследования показали:

1. Наибольшая равномерность момента, а следовательно, и средний момент за период коммутации соответствует токовому заданию 3.

2. Механические характеристики, построенные для токовых заданий 2 и 3, пересекаются в точке при этом мощность МС с ИД при токовом задании 2 больше, чем при токовом задания 3, как это показано на рис. 13.

3. Токовое задание 3 обеспечивает наилучший процесс разгона с точки зрения быстродействия и потерь во всех элементах.

На основании полученных результатов теоретических и экспериментальных исследований был разработан алгоритм управления с переключаемым токовым заданием, структурная схема которого приведена на рис. 14.

Проведен анализ силовых схем инвертора МС, для каждой из схем определены: - установочная мощность полупроводниковых ключей, - напряжение, прикладываемое к обмотке к-ой фазы, - потери в ключах инвертора.

Рис. 10. Электромагнитный момент в функции угловой координаты при токовом задании I,--расчет, — эксперимент

Рис. 11. Электромагнитный момент в функции угловой координаты при токовом задании

Рис. 12. Электромагнитный момент в функции угловой координаты при токовом задании

В четвертой главе разработана методика параметрического синтеза МС с двухфазными ИД. Получены основные расчетные формулы и соотношения для выбора элементов системы. Приведены технические решения двухфазных ИД и информационно-управляющих компонентов МС. Приведены сведения об апробации методики на примере МС с двухфазным ИД привода вентилятора.

Проведен сравнительный анализ весогабаритных показателей, энергетических и регулировочных характеристик разработанной МС с ИД с аналогичными характеристиками систем на основе электродвигателей ( других типов.

(Мэм(П))- механическая характеристика, (Р(П)) - мощность в функции частоты вращения, (р(П)) - электрические потери в функции частоты вращения, — токовое задание! — токовое задание 2, — токовое за-

фициент изодромного регулятора; Т - постоянная интегрирования изо-дромного регулятора; 1А31, ¡т1 - токовое задание 2; ¡юг - токовое задание 3; П1, С12- значения гистерезиса реле переключения токового задания

В приложениях приведены примеры имитационного моделирования регулировочных и энергетических характеристик, принципиальные схемы и фотографии разработанных устройств, листинги программ и документы об использовании результатов диссертационной работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные в диссертационной работе, позволили получить следующие результаты.

1. Впервые исследованы особенности двухфазных ИД различных конструкций. Установлено, что в режиме несимметричной коммутации (перекрытие тока фаз) имеет место взаимное влияние фаз, обусловленное конечным сопротивлением ярма статора, которое может приводить к взаимоиндуктивности фазных обмоток в одних конструкциях и взаимному насыщению магнитной системы в других.

2. Составлены полные и упрощенные математические модели двухфазных ИД, ориентированные на анализ и синтез МС, в которых впервые учтено взаимное влияние фаз в режиме несимметричной коммутации фаз. Адекватность составленных моделей подтверждена экспериментальными исследованиями в лабораторных условиях.

3. С использованием предложенных математических моделей впервые исследованы статические и динамические характеристики МС с двухфазными ИД при классическом и нелинейном типах токового управления. Определены механические характеристики, зависимости электромагнитного момента в функции угловой координаты и тока, переходные процессы момента, тока, скорости, потерь.

4. Разработана конструкция двухфазного ИД, позволяющая уменьшить радиальные составляющие сил притяжения ротора и статора, а также увеличить полезную мощность двигателя.

5. Разработана методика синтеза МС с двухфазными ИД, на основе которой синтезирован алгоритм управления. Основанный на нелинейном управлении током и изменении токовых заданий в функции частоты вращения. Это позволяет увеличить равномерность момента при низких частотах вращения, уменьшить потери при пуске, а также увеличить мощность двигателя, уменьшить тормозной электромагнитный момент и снизить потери при высоких частотах вращения.

6. Разработана функциональная схема и комплекс программно-аппаратных средств, реализующих МС с двухфазными ИД и управлением по критерию эффективного использования энергетического ресурса.

7. Разработана методика параметрического синтеза МС с двухфазных ИД и управлением по критерию эффективного использования энергетического ресурса.

8. Разработан, изготовлен и экспериментально исследован образец МС с двухфазным ИД. В результате испытаний которого установлено значение к.п.д.78-85% в режиме 81 в зоне постоянства мощности, 85% при номинальной мощности Р=0,79 кВт и 81% в режиме перегрузки при максимальной мощности Р= 1,03 кВт и диапазоном регулирования по скорости £)=115, что дает основания считать МС на основе двухфазного ИД перспективными для применения в технических системах.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1.Шабаев В.А., Захаров А.В. Экспериментальное исследование двухфазных нереверсивных вентильно-индукторных двигателей // Электротех-ника.-2003. №2.- С.44-47.

2. Шабаев В.А., Лазарев Н.И., Захаров А.В. Двухфазный нереверсивный вентильный индукторный двигатель / Электромеханические и электромагнитные преобразователи энергии и управляемые электромеханические системы. Вестник УПИ №5(25). - Екатеринбург, 2003. - С. 17-19.

3. Малафеев СИ., Захаров А.В., Теоретические и экспериментальные исследования характеристик двухфазного вентильно-индукторного двигателя / Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем: Материалы V Всероссийской научной конференции. - Чебоксары, 2003. - С.78-80.

4. Малафеев СИ., Захаров А.В. Исследование и моделирование меха-тронной системы на основе двухфазного вентильно-индукторного двигателя / Производственные технологии и качество продукции: Материалы V Международной научно-технической конференции. - Владимир, 2003. - С.291-293.

5. Малафеев СИ., Захаров А.В. Математическая модель двухфазного вентильного индукторного двигателя / Электротехника. - 2004. №5. - С.31-35.

6. Малафеев СИ., Захаров А.В. Нелинейная модель двухфазного индукторного двигателя / Проектирование и технология электронных средств. - 2004. №2. - С.60-67.

7. Малафеев СИ., Захаров А.В. Двухфазный индукторный двигатель: математическая модель и алгоритмы управления / Мехатроника, автомати-

зация, управление: Материалы I Всероссийской конференции с международным участием. - Владимир, 2004. С. -317-320.

8. Патент РФ №2222041. Автоматическая система регулирования параметров расплава материала в пластикаторе / Малафеев СИ., Захаров А.В. -Опубл. в БИ, 2002, №10, МКИ G05D 24/02.

9. Патент РФ по заявке №2004114520111. Двухфазный нереверсивный вентильно-индукторный двигатель / Малафеев СИ., Захаров А.В. - (в печати), МКИ Н02К 19/10.

Личный вклад соискателя:

[1], [2] - обработка экспериментальных результатов статических испытаний двухфазных ИД; [3] - [6] - составление математической модели, теоретические экспериментальные исследования энергетических характеристик двухфазных ИД; [7] - составление математической модели, теоретические экспериментальные исследования энергетических характеристик двухфазных ИД, синтез алгоритма управления МС с двухфазным ИД; [8] - синтез алгоритма управления; [9] - синтез конструкции двухфазного ИД.

ЛР № 020275. Подписано в печать 15.11.04. Формат 60x84/16. бумага для множит, техники. Гарнитура Таймс. Печать на ризографе. Усл. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 0,98. Тираж 100 экз.

Заказ 36 I - 2.004,-Редакционно-издательский комплекс Владимирского государственного университета. 600000, Владимир, ул. Горького, 87.

«•2 52 6 0

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ОСОБЕННОСТЕЙ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ С ИНДУКТОРНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ.

1.1 Структура и перспективы использования современных мехатронных систем с индукторными двигателями.

1.2 Анализ элементов, структур и алгоритмов управления мехатронной системы с индукторными двигателями.

1.3 Основные характеристики мехатронных систем с индукторными двигателями.

1.4 Обзор математических моделей мехатронных систем на основе индукторных двигателей.

1.5 Выводы, постановка задачи исследований и определение методов исследований.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ В ДВУХФАЗНОМ ИНДУКТОРНОМ ДВИГАТЕЛЕ МЕХАТРОННОЙ СИСТЕМЫ.

2.1 Параметрические особенности и математическая модель двухфазного индукторного двигателя.

2.2 Структурные схемы двухфазного индукторного двигателя.

2.3 Имитационное моделирование электромеханического преобразования энергии в мехатронной системе с двухфазным индукторным двигателем

2.4 Экспериментальное исследование двухфазных индукторных двигателей

2.5 Выводы.

ГЛАВА 3. СИНТЕЗ МЕХАТРОННОЙ СИСТЕМЫ С ДВУХФАЗНЫМ ИНДУКТОРНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ.

3.1 Методология синтеза мехатронных систем с двухфазными индукторными двигателями.

3.2 Исследования влияния характеристик двухфазного индукторного двигателя на энергетические характеристики мехатронной системы.

3.3 Синтез алгоритмов управления мехатронной системы с двухфазным индукторным двигателем по критерию эффективного использования энергетического ресурса системы.

3.4 Анализ схем инверторов для мехатронной системы с двухфазным индукторным двигателем.

3.5 Выводы.

ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СИНТЕЗА МЕХАТРОННОЙ СИСТЕМЫ С ДВУХФАЗНЫМ ИНДУКТОРНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ.

4.1 Содержание и основные этапы методики параметрического синтеза мехатронных системы с двухфазными индукторными двигателями.

4.2 Сравнительный анализ мехатронной системы с двухфазным индукторным двигателем и регулируемых электроприводов и мехатронных систем на основе двигателей других типов.

4.3 Выводы.

Современный этап развития промышленной автоматики характеризуется ускоренным обновлением технических средств управления. Это обусловлено, в первую очередь, широким использованием микроконтроллеров и силовых полупроводниковых приборов с высокими техническими характеристиками и проявляется как в совершенствовании традиционных устройств автоматики, так и реализации принципиально новых технических решений. В результате эволюции исполнительных устройств автоматики происходит функциональное и конструктивное объединение электромеханических, силовых и информационно-управляющих компонентов, то есть формирование мехатронных систем [1], обладающих по сравнению с традиционными исполнительными устройствами новыми свойствами [2].

Широкие возможности реализации сложных алгоритмов с помощью микропроцессорной техники позволяют эффективно использовать в мехатронных системах как традиционные электрические машины (двигатели постоянного тока, асинхронные двигатели), так и менее распространенные бесконтактные машины постоянного тока, такие как вентильные двигатели и индукторные двигатели. В настоящее время универсальные высокопроизводительные микроконтроллерные системы прямого цифрового управления оборудованием позволяют не только управлять двигателями различных типов, но использовать при этом широкую номенклатуру датчиков обратной связи, а также управлять элементами дискретной автоматики [3]. Системы автоматизированного электропривода, построенные по такому принципу, позволяют достигать высоких энергетических и динамических показателей, однако набор функций и алгоритмов, присутствующий в них, избыточен.

В связи с этим большие перспективы имеют мехатронные системы, в которых структуры и алгоритмы управления ориентированы на конкретное техническое приложение. Проблемно-ориентированный подход, присущий мехатронным системам в комплексе с традиционным или новым типом электродвигателя, и традиционной или новой механикой, с одной стороны, позволяет создавать исполнительные устройства, обладающие значительно более высокими технико-экономическими показателями по сравнению с существующими образцами, с другой стороны, обуславливает многообразие технических решений [4].

Следует отметить, что применение в качестве новых типов электродвигателей бесконтактных машин постоянного тока значительно усложняет алгоритмы и структуры управления мехатронными системами, однако позволяет непосредственно управлять процессом преобразования энергии. Поэтому разработанные для систем автоматизированного электропривода методы анализа и синтеза, основанные на простейших линеаризованных моделях двигателей, не могут быть использованы для мехатронных систем с бесконтактными машинам переменного тока.

Во многих технических системах требуется простое и надежное исполнительное устройство с диапазоном регулирования скорости (3.100):1. До 80% таких систем, к которым относятся электроприводы вентиляторов, насосов и компрессоров, червячных машин и резиносмесителей, валковых машин, мешалок и центрифуг, станов непрерывной прокатки, не нуждаются в реверсе [5, 6]. Поэтому наибольшие перспективы в таких приложениях у мехатронных систем с двухфазным индукторным двигателем.

Двухфазный индукторный двигатель имеет наиболее простую конструкцию - явнополюсный статор с сосредоточенной обмоткой и безобмоточный явнополюсный ротор. Благодаря этому мехатронные системы с двухфазными индукторными двигателями обладают исключительной надежностью, имеют низкую стоимость, их к.п.д. выше за счет чрезвычайно низких потерь в роторе, меньших потерь в обмотке, обусловленных значительным уменьшением «лобовых частей» и отсутствием дополнительных потерь [7-9]. Схема электронного инвертора такой системы содержит меньшее число полупроводниковых ключей. Кроме того, высокая степень организации управления, типичная для мехатронных систем, позволяет реализовывать энергосберегающие алгоритмы, что способствует повышению к.п.д. всей системы в целом.

В настоящее время ведущие компании мира занимаются разработкой и выпуском мехатронных систем с индукторными двигателями. В России разработано и внедрено около 30 серий мехатронных систем с индукторными двигателями [10]. Научные работы проводятся в разных странах в течение более 30 лет. За это время достигнуты большие успехи в вопросах расчета магнитного поля и характеристик индукторных двигателей, разработки схем и алгоритмов управления. Основной вклад принадлежит П.Дж. Лоуренсону, Т.Дж. Миллеру, В.А. Кузнецову, J1.A. Садовскому, М.Г. Бычкову, В.А. Шабаеву, Н.Ф. Ильинскому, Л.Ф. Коломейцеву, А.Д. Петрушину и другим ученым. Большинство авторов отмечают экономическую целесообразность расширения области использования и перспективность мехатронных систем с индукторными двигателями, а также многокритериальность задачи оптимального проектирования мехатронных систем с индукторными двигателями, базирующейся на совокупности математических моделей управляющих, электромагнитных, электромеханических и тепловых процессов [11]. В совокупности с этим многообразие конструкций индукторных двигателей приводит к тому, что многие из них, в том числе двухфазные, не исследованы.

Задачи дальнейшего совершенствования мехатронных систем с двухфазными индукторными двигателями неразрывно связаны с разработкой алгоритмов, структур и технических средств преобразовательного и информационно-управляющего компонентов, а также конструкций электромеханического преобразователя. Однако двухфазный индукторный двигатель как объект управления описывается сложной системой нелинейных дифференциальных уравнений, общее решение которых затруднено даже при значительных упрощающих допущениях [12]. Непосредственное применение приближенных методов, например линеаризация, принятая в [13, 14], не позволяет учесть особенностей электромеханического преобразования энергии в индукторном двигателе и, следовательно, достичь высоких энергетических и динамических показателей системы. Методики исследования мехатронных систем с двухфазными индукторными двигателями, эффективные для анализа и синтеза исполнительных устройств, а также рекомендации по выбору и расчету технических средств для управления ими до настоящего времени отсутствуют.

В связи с этим задачи дальнейшего исследования и повышения технического уровня мехатронных систем с индукторными двигателями актуальны.

С учетом изложенного цель настоящей работы определена как совершенствование и повышение технического уровня мехатронных систем с двухфазными индукторными двигателями.

Для достижения указанной цели поставлена научная задача: составить математические модели мехатронных систем с двухфазными индукторными двигателями и на основании анализа этих моделей разработать методы совершенствования элементов мехатронной системы и алгоритмов управления такими системами.

В диссертации на защиту выносятся.

1. Модели двухфазных индукторных двигателей, ориентированные на анализ и синтез мехатронных систем.

2. Структура и алгоритм управления по критерию эффективного использования энергетического ресурса системы для мехатронных систем с двухфазными индукторными двигателями.

3. Методика структурного и параметрического синтеза мехатронных систем с двухфазными индукторными двигателями.

Работа выполнялась в 2001-2004 гг. на кафедре управления и информатики в технических и экономических системах и соответствует п.9 «Меха-тронные технологии» «Приоритетных направлений развития науки, технологии и техники Российской Федерации», утвержденных Президентом РФ 30 марта 2002 г., Пр-577.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 119 наименований, 7 приложений.

4.3 Выводы

В результате исследований, выполненных в настоящей главе, разработана методика параметрического синтеза, которая позволяет проводить расчет и выбор параметров элементов МС с двухфазными ИД. Разработаны функциональная, принципиальные схемы и программы для микроконтроллеров, реализующие алгоритмы управления по критерию эффективного использования энергетического ресурса. В итоге можно сделать следующие выводы.

1. Для выбора основных геометрических размеров двухфазного ИД и параметров МСИД разработана методика параметрического синтеза.

2. В результате разработана МС с двухфазным ИД высоким к.п.д.(78-85% в режиме S1 в зоне постоянства мощности, 85% при номинальной мощности Р = 0,79 кВт, частоте вращения Г2Н = 3000 об/мин, и 81% в режиме перегрузки при максимальной мощности Р = 1,03 кВт, частоте вращения Г2 = 2000 об/мин). Диапазоном регулирования по скорости D = 115, при минимальной частоте вращения Пмип =35 об/мин и максимальной частоте вращения £2МАКС = 4025 об/мин.

3. Результаты сравнительного анализа МС с двухфазным ИД и МСВД и РЭП АД с ПЧ свидетельствуют, что он превосходит их по весогабаритным показателям. Уступает МСВД по энергетическим и регулировочным характеристикам, но превосходит РЭП АД с ПЧ. При этом отличается наибольшей простотой и надежностью.

4. Основным недостатком МСИД является большая, в сравнении с МС и РЭП на основе двигателей других типов, суммарная установочная мощность полупроводниковых приборов.

5. Разработанная методика используется в ОАО «НИПТИЭМ» при проектировании МС с двухфазными ИД, а также в ОАО «Завод Автоприбор» при проектировании приводов стеклоочистителя и вентилятора.

134

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные в диссертационной работе, позволили получить следующие результаты.

1. Впервые исследованы особенности двухфазных ИД различных конструкций. Установлено, что в режиме несимметричной коммутации (перекрытие тока фаз) имеет место взаимное влияние фаз, обусловленное конечным сопротивлением ярма статора, которое может приводить к взаимной индуктивности фазных обмоток, в одних конструкциях и взаимному насыщению магнитной системы в других.

2. Составлены полные и упрощенные математические модели двухфазных ИД, ориентированные на анализ и синтез МС. В моделях впервые учтено взаимное влияние фаз в режиме несимметричной коммутации фаз. Адекватность составленных моделей подтверждена экспериментальными исследованиями ИД в лабораторных условиях.

3. С использованием предложенных математических моделей впервые исследованы статические и динамические характеристики МС с двухфазными ИД при классическом и нелинейном типах токового управления. Определены механические характеристики, зависимости электромагнитного момента в функции угловой координаты и тока, переходные процессы момента, тока, скорости, потерь.

4. Разработана конструкция двухфазного ИД, позволяющая уменьшить радиальные составляющие сил притяжения ротора и статора, а также увеличить полезную мощность двигателя.

5. Разработана методика синтеза МС с двухфазными ИД, на основе которой синтезирован алгоритм управления. Основанные на нелинейном управлении током и изменении токовых заданий в функции частоты вращения. Это позволяет увеличить равномерность момента при низких частотах вращения, уменьшить потери при пуске, а также увеличить мощность двигателя, уменьшить тормозной электромагнитный момент и снизить потери при высоких частотах вращения.

6. Разработана функциональная схема и комплекс программно-аппаратных средств, реализующих МС с двухфазными ИД и управлением по критерию эффективного использования энергетического ресурса.

7. Разработана методика параметрического синтеза МС с двухфазных ИД и управлением по критерию эффективного использования энергетического ресурса.

8. Разработан, изготовлен и экспериментально исследован образец МС с двухфазным ИД. В результате испытаний которого установлено значение к.п.д. 78-85% в режиме S1 в зоне постоянства мощности, 85% при номинальной мощности Р = 0,79кВт, частоте вращения £2Н =3000 об/мин, и 81% в режиме перегрузки при максимальной мощности Р = 1,03 кВт, частоте вращения = 2000 об/мин и диапазоном регулирования по скорости ZD = 115, при минимальной частоте вращения Пмип = 35 об/мин, и максимальной частоте вращения ПМАКС = 4025 об/мин, что дает основания считать МС на основе двухфазного ИД перспективными для применения в технических системах.

9. Разработанные методики и образцы МС с двухфазными ИД использованы в ОАО «НИПТИЭМ», и ОАО «Завод Автоприбор» при разработке электроприводов вентиляторов, стеклоочистителей автомобиля и привода экструдера.

Полученные в диссертационной работе результаты позволяют определить следующие направления дальнейших исследований.

1. Определение областей эффективного использования МС на основе двухфазных ИД.

2. Разработка технологии производства МС с двухфазными ИД.

3. Внедрение разработанной МС с двухфазными ИД в различных отраслях промышленности.

136

1. Коськин Ю.П. Введение в электромеханотронику. С.-Пб.: Энерго-атомиздат, 1991. - 192 с.

2. Подураев Ю.В., Кулешов B.C. Принципы построения и современные тенденции развития мехатронных систем // Мехатроника. 2000. - №1. - С.5-10.

3. Макаров И.М., Лохин В.М., Манько С.В. и др. Интеллектуальные технологии управления в мехатронике / Мехатроника, автоматизация, управление: Материалы I Всероссийской конференции с международным участием.- Владимир, 2004. С.23-26.

4. Справочник по автоматизированному электроприводу / под ред. В.А. Елисеева и А.В. Шинянского. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 616с.

5. Lawrenson P.J., Ray W.F. at al. Controlled-speed switched-reluctance motor: present status and future potential / European conference of electrical drives/motor, controls'82. Leeds, 1982. - P.23-31.

6. Lawrenson P.J., Stephenson J.M. at al. Variable speed switched-reluctance motor systems // IEE Proc. V.128. - Pt.B. - №5. - 1981. - P.260-269.

7. Садовский Л.А., Виноградов В.Л. Электродвигатели с переменным магнитным сопротивлением для современного регулируемого электропривода / Электротехника. 2000. - №2. - С.54-58.

8. Кузнецов В.А., Кузьмичев В.А. Вентильно-индукторные двигатели. М.: Изд-во МЭИ, 2003. - 72 с.

9. Бычков М.Г. Элементы теории вентильно-индукторного электропривода/Электричество. 1997. - №8. - С35-44.

10. Кузнецов В.А., Галкин А.К., Хакимова Ф.Н. Разработка методов моделирования, расчета и проектирования управляемых реактивных двигателей / Отчет о НИР по теме 2152900 (заключительный). М.: МЭИ, 1990. -31 с.

11. Dunlup G. A switched-reluctance motor drive with zero torque ripple and a constant invertor bus current / Proceedings of the institution of Mechanical Engineers. V.208. - 1995. -№1. - P.61-68.

12. Петрушин А.Д. Энергосберегающие вентильно-индукторные и асинхронные электроприводы для подвижного состава. Ростов-на-Дону: Изд-во Северо-Кавказского научного центра, 1999. - 79 с.

13. Lawrenson P.J., Stephenson J.M. at al. Variable-speed switched reluctance motors // IEE Proc. V.127. - Pt.B. - 1980. - №4. - P.253-265.

14. Ахунов Т.А., Макаров JI.H., Бычков М.Г. и др. Вентильно-индук-торный электропривод перспективы применения // Электротехника. - 2001. -№2. - С. 14-17.

15. Ильинский Н.Ф. Вентильно-индукторный электропривод перед выходом на мировой рынок / Приводная техника. 1998. - №3. - С.2-5.

16. Петрушин А.Д. Вентильно-индукторный привод: опыт разработки и внедрения // Приводная техника. 1998. - №2. С. 12-13.

17. Петрушин А.Д. Санин В.К. Вентильно индукторный электропривод / Состояние разработки и перспективы применения вентильно-индукторных приводов в промышленности и на транспорте: Материалы II Международной конференции. М., 2001. - С.72-74.

18. Кузнецов В.А., Матвеев А.В. Дискретная математическая модель вентильно-индукторного двигателя // Электричество. 2000. - №8. - С.22-27.

19. Гаинцев Ю.В. Новый экономичный регулируемый привод на основе управляемого реактивного двигателя / ВНИПТИЭМ: Материалы всесоюзного научно-технического совещания «Регулируемые электродвигатели переменного тока». Владимир, 1988. - С.72-86.

20. Гаинцев Ю.В., Павлов В.Ф. Новый эффективный электропривод -УРД / Состояние и перспективы разработки производства и применения низковольтных электродвигателей переменного тока: Материалы VIII Всесоюзной научной конференции. Суздаль, 1988. - С.39.

21. Курбасов А.С. Опыт создания индукторных реактивных электрических машин // Электричество. 1997. - №7. - С.46-49.

22. Шевченко А.Ф., Шевченко Л.Г. Новый электродвигатель с переменным магнитным сопротивлением воздушного зазора (SR-двигатель) для высокоскоростных электроприводов // Электротехника. 2000. - №11. - С.20-23.

23. Проспект фирмы Task Drive.- Cambridge, 1986. 34 p.

24. Смирнов Ю.В. Электромагнитный вентильно-индукторный двигатель // Электротехника. 2000. - №3. - С.20-22.

25. Смирнов Ю.В. Определение основных параметров электромагнитного вентильно-индукторного двигателя // Электротехника.- 2002. №11. -С.32-36.

26. ОАО «Сафоновский электромашиностроительный завод». Индукторные двигатели из города Сафоново // Контакты. 2002. - №2 (134).

27. Mang X., Krishnan R. at al. Design and performance of an interactive personal computer controller for switched reluctance motor drives / Conf. rec. IEEE IAS / Pittsburg - New York. - 1988. - Pt. 1. - P.515-519.

28. Ильинский Н.Ф., Бычков М.Г. Вентильно-индукторный электропривод для легких электрических транспортных средств // Электротехника. -2000. №2. - С.28-31.

29. Ray W.F., Davis R.M., at al. Switched reluctance motor drives for rail traction: a second view / IEE Proc. V.131. - Pt.B. - №5. - 1984. - P.220-206.

30. French P.St-J.R. Switched reluctance motor drives for rail traction: a second view / IEE Proc. V.131. - Pt.B. - №5. - 1984. - P.209-219.

31. Manzer D.G. Varghese M. at al. Variable reluctance motor characterization // IEEE transaction on industrial electronics. V.36. - 1989. - №1. - P.56-63.

32. Nubuki M. Norihiko A. et al. High precision torque control of reluctance motor / Conference record IEEE industrial application. New York 1989. P.390-397.

33. Sahoo N.C. Xu J.X. at al. Determination of current waveforms for torque ripple minimization is switched reluctance motors using iterative an investigation // IEE Proc. EPA. V.146. - 1999. - №4. - C.369-377.

34. Xu J.X., Lippo T.A. at al. Analysis of a new variable speed single salient reluctance motor utilizing only two transistor switches // IEEE transaction on industrial electronics. V.26. - 1990. - №2. - P.226-236.

35. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями / под ред. М.Г. Чиликина. М.:Энергия, 1971. - 624 с.

36. Патент США №4967066. High speed variable reluctance motor with equal tooth ratios / Chibu B.A., Bent M.F. МКИ H02K 37/04. Опубл. 1990.

37. Патент РФ №2119227. Электропривод одноключевой / Петрушин А.Д., Дейниченко В.И.

38. Патент США №4883999. Polythase electronically commutated reluctance motor, 1989 / Jahns T.M. МКИ H02K 1/14. Опубл. 1990.

39. Патент США №4986088. Fault-tolerant switched reluctance mashine / Jahns T.M. МКИ H02P 8/00. Опубл. 1990.

40. Бухгольц Г. Расчет электрических и магнитных полей / пер. с немецкого под ред. М.С. Рабиновича, JLJI. Сабсовича. М.: Иностранная литература, 1961.- 712 с.

41. Патент США № 3679953. Compatible brushless reluctance motor and controlled switch circuits / Bedford B.D. MICH H 02 К 29/00. Опубл. 1972.

42. Патент Великобритании № 1321110, МКИ Н 02 К 29/02. Опубл. 1973.

43. Патент РФ № 2089034. Нереверсивный двухфазный электродвигатель с переменным магнитным сопротивлением / Шабаев В.А. МКИ Н02К 29/10. Опубл. 1997.

44. Drehzahlen bis 5000 min"1 sind kein Problem // Maschinenmarkt. -2000. 26. - P.40.

45. Готлиб И.М. Источники питания. Инверторы, конверторы, линейные и импульсные стабилизаторы. М.: Изд-во Постмаркет, 2002. - 544 с.

46. Davis P.M., Ray W.F. at al Inverter drive for switched reluctance motor circuits and component ratings // IEE Proc. V.128. - Pt.B. - 1981. - №2. - P.126-136.

47. Miller T. Switched reluctance motors and their control. Oxford, 1993.200 p.

48. Wu. C., Pollock C. Analysis and reduction of vibration and acoustic noise in the switches reluctance drive // IEEE transaction on industry application.-V.31.- 1995.-№1.-P.91-98.

49. Rolim L.G. Suemisu W.I. Development of an improved switched reluctance motor drive using a soft-switching converter // IEE Proc EPA. V.146. -1999. - №5. - P.488-494.

50. Bose B.K., Miller T.J. at al. Microcomputer control of switches reluctance motor / Conf. rec. IEEE IAS / Pittsburg - New York. - 1988. - Pt.l. -P.542-547.

51. Mac Minn S.R, Rzesos W.J. at al. Application of sensor integration techniques to switched reluctance motor drive / Conf. rec. IEEE — IAS/ Pittsburg -New York. 1988. - Pt.l. - P.584-588.

52. Киселев B.M. Фазовые системы числового программного управления станками. М.: Машиностроение, 1976. - 352 с.

53. Бамдас A.M., Леонтьев А.И. Исполнительные электродвигатели и элементы автоматики сервоприводов ядерных реакторов. М.: Атомиздат, 1971.-240 с.

54. Малафеев С.И., Захаров А.В. Двухфазный индукторный двигатель: математическая модель и алгоритмы управления / Мехатроника, Автоматизация, Управление: Материалы I Всероссийской конференции с международным участием. Владимир 2004. С. -317-320.

55. Бедфорд Б., Хофт Р. Теория автономных инверторов / пер. с английского под ред. И.В. Антика. М.: Энергия, 1969. - 280 с.

56. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1975. - 768 с.

57. Справочник по теории автоматического управления / под ред. А.А. Красовского. М.: Наука, 1987. - 712 с.

58. Малафеев С.И., Малафеева А.А. Системы автоматического управления. Владимир: ВлГУ, 1998. - 152 с.

59. Дж. Мерфи. Тиристорное управление двигателями переменного тока / перевод с англ. под ред. Ю. В. Рожановского. М.: Энергия, 1979. - 256 с.

60. Сандлер А.С., Сарбатов Р.С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1974. - 328 с.

61. Ильинский Н.Ф. Основы электропривода. М.: Изд-во МЭИ, 2003.224 с.

62. Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1974. - 840 с.

63. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. Том 1. М.: Изд-во МЭИ, 2004. - 652 с.

64. Протокол совещания экспертов рабочей группы №9 по преобразовательной технике / Тема 3.1.23 перспективного плана работы Интерэлектро на 1981-1985 годы. М., 1983. - 58 с.

65. Протокол совещания экспертов рабочей группы №9 по преобразовательной технике / Тема 3.1.23 перспективного плана работы Интерэлектро на 1981-1985 годы. Сливен, 1984. - 98 с.

66. Сафронов Ю.М. Электроприводы промышленных роботов. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 176 с.

67. Технический каталог ОАО «ВЭМЗ». Владимир, 2000. - 74 с.

68. Технический каталог ООО «ВЭМЗ СПЕКТР». - Владимир,2000.20 с.

69. Технический каталог фирмы Stromberg.- Финляндия, 1986. -10 с.

70. Гаинцев Ю.В. Прогноз развития низковольтных электродвигателей / Электродвигатели переменного тока средней и малой мощности: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции. Владимир, 1990. -С.63-64.

71. Walace А.К. Spee R. at al. Current harmonic and acoustic noise in AC adjustable speed drive / Conf. rec. IEEE IAS/ Pittsburg - New York. - 1988. -Pt.l. -P.483-488.

72. Stephens C.M. Fault detection and management system for fault-tolerant switched reluctance motor drive / Conf. rec. IEEE IAS/ San-Diego - New York. -1989. - C.574-578.

73. Гаинцев Ю.В. Еще раз о вентильно-индукторном электроприводе // Электротехника. 1998, №6. - С.25-27.

74. Постников В.Н. Семипалов В.В. Исследование динамических режимов шаговых и вентильных двигателей малой мощности на базе моделей обобщенной синхронной машины // Электричество. 2002, №5. - С.53-60.

75. Киреев А.В., Крамсков С.А. Моделирование электромагнитных процессов в вентильно-индукторном электроприводе в математической системе MATHCAD // Изв. вузов. Электромеханика. 2003. - №1. - С.42-46.

76. Уайт Д., Вудсон Г. Электромеханическое преобразование энергии. -М.: Энергия, 1964. 527 с.

77. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах.- М.: Высшая школа, 1989. 540 с.

78. Коломейцев Л.Ф., Пахомин С.А. и др. Математическая модель для расчетоэлектромагнитных процессов в многофазном управляемом реактивном индукторном двигателе // Изв. вузов. Электромеханика. 1998. - №1. -С.49-53.

79. Wiak S., Polikant A. Difference method in integral technique field analysis of doubly salient switched reluctance motor // Archiv fur Electrotechnik.-1980.- №72. C.381 - 387.

80. Ansys, Inc. Theory / под ред. P.Kohnke. Ansys Inc., 1994. - 1266 p.

81. Moallem M., Ong C.M. Predicting the torque of a switched reluctance machine from its finite element field solution // IEEE transaction on energy conversion. V.5. - 1990. - №4. - C.733-739.

82. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред.- М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1957. -532 с.

83. Глухенький Т.Г. К расчету минимальной индуктивности фазы в индукторных электродвигателях // Электротехника. 2003. - №10. - С Л 5-20.

84. Шабаев В.А., Захаров А.В. Экспериментальное исследование двухфазных нереверсивных вентильно-индукторных двигателей // Электротехника. 2003. - №2. - С.44-47.

85. Демирчян К.С., Нейман Л.Р. и др. Теоретические основы электротехники.- СПб.: Питер,2004. в 3-х томах.

86. Малафеев С.И., Захаров А.В. Математическая модель двухфазного вентильного индукторного двигателя // Электротехника. 2004. - №5. - С.31-35.

87. Малафеев С.И., Захаров А.В. Нелинейная модель двухфазного индукторного двигателя / Проектирование и технология электронных средств 2004. №3. - С.60- 67.

88. ЮЗ.Инкин А.И. Электромагнитные поля и параметры электрических машин. Новосибирск: Изд-во ЮКЭА, 2002. - 464 с.

89. Бессонов JI.А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле. М.: Гардарики, 2001. - 317 с

90. Бахвалов Н.С. Численные методы. М.: Наука, 1975. - 632с.

91. Патент РФ №2222041. Автоматическая система регулирования параметров расплава материала в пластикаторе / Малафеев С.И., Захаров А.В. -Опубл. в БИ, 2002, №10, МКИ G05D 24/02.

92. Малафеев С.И. Управление по критерию эффективного использования энергетических ресурсов в мехатронных системах. Дис. докт. техн. наук. М.,2002. - 439 с.

93. Малафеев С.И. Энергетические процессы в мехатронных системах / Мехатроника, Автоматизация, Управление: Материалы I Всероссийской конференции с международным участием. Владимир 2004. С.139-143.

94. Павлов А.А. Синтез релейных систем, оптимальных по быстродействию. М.: Наука. - 1966.

95. Stephenson J.M. The switched reluctance variable-speed drive // IMPEL. 1989, №1. - P. 159-166.

96. Коломейцев Л.Ф., Пахомин С.А. О влиянии чисел зубцов статора и ротора на характеристики трехфазного реактивного ИД // Изв. Вузов. Электромеханика. 1998. - №2-3. - С.34-39.

97. Кузнецов В.А., Садовский Л.А. и др. Особенности расчета индукторных двигателей для вентильного электропривода // Электротехника. -1998. №3. - С35-43.

98. Бычков М.Г., Сусси Р.С. Расчетные соотношения для определения главных размеров вентильно-индукторной машины // Электротехника .- 2000. №3. - С.15-19.

99. Патент РФ по заявке №2004114520111. Двухфазный нереверсивный вентильно-индукторный двигатель / Малафеев С.И., Захаров А.В. (в печати), МКИ Н02К 19/10.

100. Кузнецов В.А., Матвеев А.В. К вопросу определения числа витков обмотки фазы вентильного индукторного двигателя // Электротехника. — 2000. №3. - С. 10-15.

101. Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики, применение. М.: Изд-во Додека-ХХ1, 2001. - 384 с.

102. Силовые полупроводниковые приборы / перевод с англ. под ред.

103. B.В. Токарева. Воронеж, 1995. - 660с.

104. Соловьев А. Современная элементная база для построения измерительных и управляющих систем // Электронные компоненты. 1996, №3-4.1. C.34-36.

105. Микропроцессорные системы автоматического управления / под. ред. В.А. Бесекерского. JI: Машиностроение, 1988. - 365 с.