автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Линейный электропривод с магнитожидкостной системой управления

р Г 5 и.

2 й Ш л'-3

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО И ТРАКТОРНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ (МАМИ) .

На правах рукописи

ПЕТЛЕНКО ДМИТРИИ БОРИСОВИЧ

УДК 629.11-83

ЛИНЕИНЫИ ЭЛЕКТРОПРИВОД С МАГНИТОЖВДКОСТНОЙ СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ

Специальность 05.09.03 - "Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степей* кандидата технический наук.

Москва-1996

Работа выполнена в Московской государственной академии автоиобильного й тракторного машиностроения ( МАМИ ) на кафедре "Электротехника и компьютеризированные электромеханические системы".

Научный руководитель -

.Официальные оппоненты:

академик АЭН, д-р техн. наук, профессор Трещев И.И.

член-корр. АЭН РФ, д-р техн. наук проф. Мамедов Ф.А.; канд. техн. наук, доцент • Соколова Е.М..

Ведущая «организация -

Акционерная электротехническая компания "Динамо". •

Защита состоится "2$ " Э77? 1995 г. в ¿Ъ 00 час. на заседании диссертационного совета К 063.49.05 в Московской государственной академии' автомобильного и тракторного машиностроения. (МАШ)

Отзывы в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 105839, Москва, Б. Семеновская, 38, МАШ, ученому секретарю.

С диссертацией можно.ознакомиться в библиотеке МАМИ.

Автореферат разослан № ¿рвЗр/!^* 1996г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Коробченко В.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современное промышленное производство Йо многом зависит от устройств, реализующих поступательное (линейное) перемещение. В связи с этим совершенствование оборудования неразрывно связано с улучшением привода. Развитие Привода заключается в сращивании рабочей машины и электродвигателя за счет избавления от промежуточных передач при помощи линейного асинхронного электропривода (ЛЭП).

Однако у современных ЛЭП наряду с достоинствами есть и слабые стороны. В частности - сложное управление, обусловленное использованием силовых полупроводниковых преобразователей В целях регулирования параметров напряжения, питающих первич-Йую цепь (индуктор). Поэтому в последние годы активно прорабатываются новые нетрадиционные способы управления ЛЭП, которые основаны на идее магнитного затвора (экрана) в рабочем зазоре между индуктором и вторичным элементом (ВЭ). Анализ многих возможных решений привел к пониманию того, что радикальным средством улучшения технико-экономических показателей ЛЭП с экранированием вторичной цепи является применение в качестве "затвора" магнитной кидкости (НЖ). Для того, чтобы реализовать на практике такой ЛЭП необходимо знать комплекс взаимосвязей между его различными параметрами. В частности, конструктивными параметрами магнитокидкостного слоя управления (МЖСУ) и интегральными характеристиками ЛЭП.

Целью диссертации является установление особенностей процессов электромеханического преобразования энергии в новом, классе линейного асинхронного электропривода с магнитожидк'ост-ным управлением, что позволит повысить надежность и эффективность машин и оборудования на основе таких ЛЭП. В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи:

1. Разработать математическую модель ЛЭП с МЖСУ.

2. Разработать программное обеспечение для исследования

ЛЭП с МЖСУ на основе созданной модели. 3. Проверить адекватность модели. 4. Исследовать процессы электромеханического преобразования энергии в ЛЭП с МЖСУ и установить взаимосвязи между интегральными характеристиками ЛЭП и его конструктивными параметрарами, которые можно было бы использовать при конструировании ЛЭП нового класса. 5. Реализовать результаты диссертации при создании реальных образцов устройств и оборудования поступательного перемещения.

Методы проведения исследований. Иследование процессов, протекающих при передаче потока электромагнитной мощности от индуктора ко вторичному элементу выполнено с помощью полевого метода математического моделирования на базе системы уравнений Максвелла. Оцешса достоверности расчетов производилась на основе сравнения - с данными эксперимента на опытных образцах ЛЭП, . ■... вспомогательной модели, основанной' на.

методе конечных элементов (МКЭ).

На защиту выносятся следующие результаты и положения:

1. Обобщенная математическая модель (ОММ) ЛЭП с МЖСУ ;

2. Алгоритм расчета характеристик ЛЭП с МЖСУ на основе его обобщенной модели;

3. Установление взаимосвязи между конструктивными параметрами ЛЭП с МЖСУ и его интегральными характеристиками ;

4. Разработанную вспомогательную частную математическую модель ЛЭП с МЖСУ на основе МКЭ и установленные на ее основе свойства привода;

5. Разработанную конструкцию ЛЭП, реализующую принцип магнитощикостного управления, защищенную патентом.

'Научная новизна работы. Для нового класса линейных электроприводов впервые разработан,математический аппарат для их исследования в виде обобщенной и вспомогательной частной математических моделей, алгоритмы для их анализа, установлены основные законоие$)мерности процессов электромеханического преобразования и неизвестные ранее взаимосвязи в приводе.

Это представляет собой дальнейшее развитие теории линейного электропривода.

Практическая значимость. Практическая значимость диссертации заключается в разработке программного обеспечения'(ПО), позволяющего в инженерной практике оперативно определять необходимые характеристики. Установленные взаимосвязи и разработанные рекомендации по конструировании ЛЭП с МЖСУ могут быть также использованы в практике создания простых электроприводов поступательного перемещения. Полученные результаты исследования ЛЭП на частной математической модели, основанной на МКЭ, позволяют рационально конструировать магнитную систему привода. Разработана конструкция рассматриваемого привода, защищенная патентом.

Реализация результатов работы. Полученные взаимосвязи между конструктивными параметрами и интегральными характеристиками ЛЭП с МЖСУ использованы при разработке конвейерных систем в ПКИ конвейеростроения (г. Львов), городского наземного и подземного транспорта в Акционерной электротехнической компании "Динамо", а также исполнительных приводов в электронных системах управления дизельными двигателями в НПО "Автоэлектроника".

Апробация работы. Основные положения работы и результаты ! исследований были представлены и получили одобрение на шести научно- технических конференциях и семинарах. В том числе на семинаре "Нетрадиционные электромеханические преобразователи с компьютертерным управлением" ( Севастополь, 1992 г. ). научно-методической и"научно-исследовательской конференции МАДИ (1993 г.), научно-технической конференции- "Научно-технический прогресс в автомобилестроении" ( Москва, 1994 г, ), международной научно- технической конференции по электромеханике и электротехнологии (Суздаль, 1994 г.), научно- технической конференции с международным участием "Электротехнические системы транспортных средств и их роботизированных производств" (Суздаль, 1995

■ - § - ,

г.), научно- технической конференции "Современные проблемы энергетики, алектромеханики И электротехнологии"( Екатеринбург, 1996 г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 15 ШЧ8ТШХ работ, получено I положительное решение по заявке на патент.

Структуру л рбъам диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, изложенных на 122 стр., 57 рисунков на 58 отр., списка литературы, включающего 147 наименований и Э приложений на 55 стр., включающих фрагмент расчетной программы для ПЭВМ, результаты расчета одной из конструкций ЛЭП о ШОУ о помощью программного обеспечения на основе вспомогательной математической модели в чиоловом и графическом видах, а также оправки об использовании материалов диссертации. "

СОДЕШАШ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, выделены основные положения, имеющие научную новизну и практическую' ценность.

В первой главе приводятся результаты аналитического обзора современных способов регулирования ЛЭП, свойств магнитной жидкости, а также опйсание принципа•управления ЛЭП с МЖСУ.

Наибольшее распространение в настоящее время получил ти-ристорный электропривод (ТЛЭП) с полупроводниковыми регуляторами' напряжения и преобразователями частоты. Вместе с неоспоримыми достоинствами ТЛЭП обладают такими недостатками, как ограниченный диапазон регулирования; сложности в организации энергообмена между двигателем й сетью.

Даже при асинхронном управлении, недостатки ТЛЭП остаются. Через управляемый преобразователь проходит вся мощность,

потребляемая даигатолом, почему нопользуютоя мощные (дорогие) полупровддгашовмв прибора. Преобразователь' является многоканальным, так как уяраал§нне двигателем ведется пофазно и в каждом полупвродэ. Поэтому масса, габариты и стоимость пре-образоаатела оказываются вэсьма существенными. При микроэлектронной обвязке привода значительной становится проблема электромагнитной совместимости. Все это стимулирует поиск и разработку нетрадиционных способов управления электроприводом.

Большими перспективами обладает способ управления ЛЭП, при котором индуктор постоянно подключен к сети, а управление потоком мощности осуществляется мевду индуктором и вторичным элементом ( рис. I).

Заметное улучшение свойств ЛЭП может быть получено при изменении в процессе регулирования геометрии СУ. Это стало возможным при использовании МИ, уникальные свойства которой позволили реализовать ЛЭП с улучшенными характеристиками. Среди разнообразия конструкций, реализующих принцип управления ЛЭП о помощью № более совершенным является ЛЭП, в котором жидкость перераспределяется в пределах зубцового шага индуктора. Это является принципиальным отличием ЛЭП с МЖСУ от прежних типов ЛЭП, использующих принцип экранирования ВЭ.

Рис. I. Структурная схема ЛЭП с МЖСУ

При увеличении объемной концентрации МЖ в СУ над зубцом (рис.2а), увеличивается магнитный поток взаимоиндукции Фв и уменьшается поток рассеяния Фр. Соответственно, увеличивается тяговое усилие ЛЭП. И наоборот.

В результате проведенного анализа обоснована возможность реализации ЛЭП с МЖСУ и его конкурентноспособность.

Во второй главе разрабатывается математический аппарат для анализа интегральных характеристик ЛЭП с МЖСУ. Он основан на обобщенной математической модели ЛЭП с МЯСУ. Эта созданная ОШ отличается от известных тем, что в ней впервые учтена неровность поверхности (зубчатость) магнитожидкостного СУ управления. При этом установлено однозначное соответствие между толщинами его изотропной й анизотропной частей, изменяемое в процессе регулирования, обусловленное постоянством объёма МЖ в СУ. Предлагаемая математическая модель является обобщенной потому, что многообразие конструкций ЛЭП данного типа описывается с ее помощью конкретным заданием величины того или иного слоя. '

Необходимым этапом при построении ОШ является разделение всего сложного объёма машины на ряд областей с неизменными электрическими и магнитными параметрами. Для каздой из них од-.

фв /в ) Ре

А1

! 1 г—1 слой управления

11 р 1

1 X | X X Ь'е

гп гю

ТВ

га т 16 15

гк гз ъг ъ\

воздух

^Гек ферромассив

^Ге'э Ье

^0 • ТА1 А1.....

И0'7=и воздух

^зсух'^зсуг ,7=0 зубцы су

су

воздух

,7=и зубцы

ця,7=0 ярмо индуктора

Рис. 2. Схема реального ЛЭП с МЖСУ (а) и его идеализированна!

модель (б)

нозначно выражаются граничные условия. Модель базируется на системе уравнений Максвелла, из которой в результате преобразований вытекают дифференциальные уравнения, описывающие электромагнитное поле в каждой из областей.

Реальный ЛЭП с МЖСУ приводится к эквивалентной расчётной схеме, в которой реальные границы заменены плоскими поверхностями. В СУ неровности МЖ над зубцами аппроксимируются прямоугольниками. Идеализированная модель ЛЭП с МЯСУ изображена на рисунке 26 шесте с электромагнитными параметрами областей и границами раздела выделенных сред

При построении ОММ ЛЭП учитывается, что в процессе регулирования объем МЖ в СУ остаётся постоянным. Высота зубцовой зоны СУ (границы ЪЪ - йб) связана с высотой его изотропного слоя ЪЬ - г5 соотношением:

V = Э х + з'х^ьз', (I)

где V - объём жидкости в МЖСУ ; - высота зубцовой зоны; Ър - высота равномерного (изотропного) слоя магнитной жидкости; Ьр - толщина равномерного слоя, в котором размещается вся магнитная жидкость при отсутствии управляющих воздействий; Б - площадь поверхности МЖСУ, воспринимающая электромагнитный поток от индуктора; Б - площадь поверхности зубцов магнитной жидкости, через которую максимально проводится основной магнитный поток к ВЭ.

Для всех слоёв кроме зубцовой зоны индуктора справедливо дифференциальное уравнение второго порядка относительно векторного магнитного потенциала (ВМП)

^а = 0 . (2)

дтг

где = а для неподвижных изотропных'сред;

= а |- неподвижных анизотропных зон.

1 ^

Общее решение выражения (2) : А = С.е^ + С?е"Еа .

Для зубцовой зоны индуктора дифференциальное уравнение отличается от (2) тем, что в правой части вместо О -Его решение :

А = .

Для нахождения постоянных интегрирования, используются граничные условия на границе раздела 1-й и (1+1) областей : • •

Н(1+1 )Х '

Е1у = Е(1+1 )у * После границы III начинается "бесконечный" слой воздуха, в котором присутствует только одна падающая составляющая волны.

Поэтому для области 7.11- Ъ (бесконечность): А'= С21еЕ11г111.

С учетом уравнения закона полного тока для границы индуктор- воздух в результате получается сходимая система уравнений с комплексными неизвестными (постоянными интегрирования).

По найденным постоянным интегрирования ВМП для всех сло-ёв, рассчитатываются энергетические и* электромагнитные параметры поля в каадом слое и интегральные характеристики ЛЭП.

Среди характеристик ЛЭП одной из_ самых важшх является его тяговое усилие, определяемое : Рх=Рэма/ш , где Рэм -активная составляющая мощности £>дм.

§эм=- ТГ ' •

В ярме, зубцовой зоне индуктора .и в слоях ферромассива ВЭ

магнитные проницаемости изначально неизвестны, также. как неизвестно и значение тока в обмотке индуктора в случае использования источника напряжения. Магнитные проницаемости и ток находятся итерациями. Для этого задаются произвольные значения магнитных проницаемостей и тока в обмотке индуктора. Затем рассчитывается мощность и напряжение, которое должно было бы потребляться из сети. Расчетные значения сравниваются с заданными. После чего в случае несовпадения происходит пооче-

рёдноа уточнение магнитных проницаемостей индуктора и тока в его обмотке до тех пор пока эти напряжения не совпадут.

Первоначальное значение скольжения а принимается равным I, окончательное значение з = 0. Если з не совпадает с окончательным значением, производится уменьшение скольжения, после чего процесс расчета интегральных параметров производится заново. В итоге получается зависимость интегральных параметров от а. Вместо а можно изменять конструктивные параметры ЛЭП и, таким образом, получать зависимости интегральных характеристик от исследуемых параметров ЛЭП.

Ё трэт?>э% главе описаны вспомогательная частная математическая модель ЛЭП с ШОУ на базе МКЭ, расчеты электромагнитного поля в различных конструкциях ЛЭП с помощью вспомогательной модели, а также проведен сравнительный анализ результатов моделирования ЛЭП с МЖСУ на основной и вспомогательной моделях при з « О.*

Для однозначного решения уравнений для ВШ в каждом КЭ на внешней границе области расчета поля задаются граничные условия.

При использовании МКЭ непрерывная в'пространстве функция А аппроксимируется дискретной моделью. .Область моделирования разделяется на подобласти - треугольные элементы. Соседние элементы соединяются одноименными частями (грани, ребра, вершины) и имеют в местах соединения общие узлы. Значение полевой функции А в каждой узловой тоже является переменной, которая определяется в результате расчетов. С помощью значений этой функции в узловых точках находится полиной, которым апроксиш- • руется А в пределах каждого КЭ. При этом должно выполняться условие непрерывности функции на границах КЭ.

*. Автор выражает глубокую признательность канд. техн. наук доц. Забудскому Е.И. за помощь при выполнении настоящего

раздела работы

Согласно МКЭ уравнение относительно А непосредственно не' решается, но отыскивается такое распределение А(х.уД)-, которое минимизирует при заданных граничных и начальных условиях функционал вида

»[*<*.»>] = | ¡Ц(§§]2 + " АЛ:г.у.о} Ох Оу. (3)

X у

В местах ожидаемого увеличения концентрации силовых линий ВМП площадь КЗ уменьшена. Таким образом, поле в выделенной части ЛЭП исследуется при помощи нескольких тысяч КЭ.

Разработанное для вспомогательной модели ПО позволило провести расчет дифференциальных характеристик ЛЭП с МКСУ при различных конструктивных параметрах привода. Этим обеспечена возможность проверки адекватности ОММ ЛЭП. Графическая интерпретация результатов расчета ( пространственное распределение А, В и Н) в различных областях ЛЭП позволяет наглядно оценить-влияние конструктивных параметров привода на его интегральные и дифференциальные характеристики (рис. 3).

Выполненный комплекс расчетов дифференциальных характеристик электромагнитного поля ЛЭП с ЙЖСУ на основе разработанных обобщенной и вспомогательной моделей позволю] сравнить их в соответствующих областях привода.

Полученные результаты свидетельствуют том, что ОММ ЛЭП дает при расчете дифференциальных характеристик поля в режиме холостого хода относительную погрешность, по сравнению с МКЭ менее 10 %.

Это означает, что разработанная ОММ ЙЭП с МЖСУ адекватно отражает процессы, происходящие в приводе (в = 0).

В четвертой главе представлены результаты анализа с помощью ОММ и.разработанного программного обеспечения интегральных характеристик ЛЭП ряда конструкций отмеченного типа. Они впервые позволили оценить влияние пространственного распределения

A(x,y)=const, t=const

Рис.3. Пространственоэ распределение А, В, Н в oo.v,-™ моделирования для ЛЭП с дискретным распределением МЖ. 10-

1Я в воздушном зазоре, магнитной проницаемости и количества MS в СУ, толщины слоя немагнитного по1фытия ВЭ, величин воздушных зазоров, геометрии зубцовой зош индуктора и слоя управления на механические и энергетически? характеристики ЛЭП, а также диапазоны регулирования тягового усилия привода. Исследования показали, что диапазон регулирования тягового усилия ЛЭП с МЖСУ значительно превышает диапазон регулирования привода с твердым ферромагнитным слоем управления (рис. 4).

Анализ влияния ц^ на предельные тяговые усилия показал, что её уменьшение приводит к уменьшению диапазона регулирования тягового усилия. При ц^ > 50 ц0 диапазон регулирования^ оказывается достаточным для большинства практических приводов. Предельная механическая характеристика ЛЭП, соответствующая наибольшим тяговым усилиям привода при дискретной структуре МЖСУ наиболее чувствительна к изменению ¡1^, от единиц до десятков ц0. ' . •

При > 5ф.0 тяговое усилие возрастает незначительно (рис.5). Это значение = 5<fy.0 может быть рекомвндованно для построения эффективного ЛЭП с МЖСУ. Однако при наличии возможности желательно использовать Ш с большей (i^, так как за обеспечение тягового усилия, стремящегося к нулю при уменьшении у.мк, придется платить увеличением толщины равномерного слоя управления hp.

Величина жестко определяет высоту равномерного (изотропного) слоя жидкости hp, при котором магнитный поток индуктора полностью шунтируется и тяговое усилие привода стремится к нулю.

Образование изолированных дискрет № в слое управления из определенного объема жидкости в слое управления возможно лишь при определенном минимальном расстоянии 5 между индуктором и ВЭ. Высота этих дискрет определятся по (I).

Рациональное соотношение ширины зубцов индуктора Ьзи и магнитокидкостного слоя управления Ъзависит от магнитной

ЛЭП с твердым СУ

. для ЛЭП с МЯСУ

0.00 50.00 100.00 150.00 200'.00 250.00 300.00 Тх, Н

Рис. 4. Предельные механические характеристики ЛЭП с твердым слоем управления и для ЛЭП с МЖСУ

1.00

0.75

0.50 ■

0.25

0.00

\ 50 Н0

\0 5 Не 1 ■0 Но |) ^500 ^

" 11 ГТГП"! Г Г1ТТТ птт 1 1 1 1 П 1 II МП11П1 J 1 1 1 1 1 1 1 1 Г 1

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.1

Рх, Н

Рис. 5. Механические характеристики ЛЭП с МЖСУ при дискретном распределении МЖ в СУ

проницаемости Ш и конструктивных параметров ЛЭП. Предельное -значение Ьзсу/Ьзи определяется по результатам моделирования на основе ОММ ЛЭП с МЖСУ. . ' -------

Проведенный анализ установил, что для рационального конт-струирования ЛЭП магнитожидкостный слой управления необходимо формировать ближе к индуктору, обращая зубцовую структуру в сторону ВЭ.

Характеристики привода в значительной степени определяются параметрами ВЭ и, в значительной степени его электропроводящим немагнитным слоем. Выполненное исследование показало, что влияние покрытия на характеристики ЛЭП с МЖСУ аналогично традиционным ЛЭП.

Анализ энергетики привода показал, что при регулировании тягового усилия ЛЭП в сторону его уменьшения и соответствующим переходом от дискретного к равномерному слою МЖ величина потребляемого из сети тока резко падает, что благоприятно сказывается на энергетике привода. Исследуемый в диссертации способ регулирования тягового усилия оказывается энергетически выгодным независимо от величины скольжения, при котором работает ЛЭП.

Установленные закономерности энергопреобразования и взаимосвязи интегральных характеристик ЛЭП с МЖСУ с его конструктивными параметрами позволяют правильно конструировать привод исследуемого типа.

В пятой главе описаны испытательный стенд, лабораторная модель ЛЭП с МЖСУ, приведены результаты экспериментальных исследований*, предложен вариант технической реализации принципа перераспределения МЖ в слое управления, защищенный патентом.

Результаты экспериментов для пусковых режимов заторможенного привода (з = I) в совокупности с исследованиями на основе

*. Автор выражает признательность Ю.Ф. Виноградову за предоставленную возможность проведения экспериментов

частной математической модели в = 0 подтвердили адекватность предложенной ОММ ЛЭП с МЯСУ. (табл. I). Это позволяет уверенно использовать модель при практической разработке широкой номенклатуры приводов данного типа для различного 'технологического я транспортного оборудования.

Практическая реализация принципа перераспределения магнитной жидкости слоя управления в пределах зуйцового вага линейного электропривода возможна различными адхвдэдевими устройствами, в том числе отраженном в заявке яа патент, по которой получено швокзтвяьное решение.

и ,в I ,А а, % I ,Н а, % Б.кВхА 5, % Р.кВт а, %

Э Р Э Р Э Р Э р

16 5.3 4.5 18 10 12 17 0,25 0,22 14 0,15 0,13 15

2 л 7,4 6,2 19 20 23 13 0,49 0,41 19 0,3 0,22 36

29 10,3 9,1 13 36 41 12 0,9 0,79 14 0,6 0,45 33

37 15,5 12,6 23 58 65 II 1,7 1,4 21 I 0,77 30

42 17,6 14,3 23 76 80 5 2,22 1,85 20 1,31 0,98 34

Табл. I. Экспериментальная проверка' математической модели ЛЭП Э, Р - данные эксперимента и расчета.

' ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТА РАБОТЫ

1. Показано, что на основе магнитнокидкоствого управления возможна реализация эффективного ЛЭП.

2. Разработана математическая модель, позволять.1? исследовать качества нового класса ЛЭП с МЖСУ и устанавливать неизвестные' ранее взаимосвязи мевду конструктивными особеностяш привода и его интегральными характеристиками. Обобщенная математическая модель отличается от известных"тем, что в ней впер-

вые учитывается неровность поверхности ( вубчатость ) магнито-кидкостного слоя уцравления. При этом установлено однозначно© соответствие меаду толщинами его анизотропных й изотрошшх- частей, изменяемое в процессе регулирования, -

Обобщенная математическая модель для ЛЭП нового класса описывает все возможные конструкции ЛЭП в различных режимах работы с учетом конструктивных особенностей индуктора, геометрии магнитной жидкости, независимо от способе формирования дискрет в слое управления, величин воздушных зазоров, толщины немагнитного покрытия и ферромассива ВЭ. Для СШ разработано ПО для расчета интегральных характеристик ЛЭП,

3. Адекватность модели проверена с помощь» вспомогательной частной модели, реализованной на основе МКЭ в режиме холостого хода. Эта модель является новой, ранее не исгользовав-вавшейся.

4. Для вспомогательной модели также разработано ПО, с' помощью .которого проведен расчет дифференциальных характеристик ЛЭП при 8 = 0. При графической интерпретации результатов расчета ( пространственного распределения А, В и Н ) получены картины распределения магнитного поля в ЛЭП. Это делает более наглядным анализ влияния конструктивных параметров привода на его интегральные характеристики.

5. Результаты экспериментов и расчеты дифференциальных характеристик электромагнитного поля ЛЭП на основе вспомогательной модели подтвердили адекватность предложенной ОММ ЛЭП с МЖСУ.

6. На основе анализа расчетных и экспериментальных данных в диссертации установлены неизвестные ранее взаимосвязи интегральных характеристик ЛЭП с особенностями конструкции, электрическими и магнитными параметрами различных областей электропривода с МЖСУ. Определено влияние пространственного распределения МЖ в воздушном зазоре, и количества К в слое управления, толщины слоя немагнитного покрытия ВЭ, вели-

ЧИН воздушных зазоров, геометрии зубцовой зоны индуктора и слоя управления на механические и энергетические характеристики ЛЭП» а также диапазоны регулирования тягового усилия привода» Установлены рациональные значения для построения эффективного ЛЭП с ЖСУ.

Рациональное соотношение ширины зубцов индуктора Ьди и МЯСУ ЬЗСу зависит от и конкретных конструктивных параметров ЛЭП. Это рациональное значение Ьзсу/Ьди определяется по результатам моделирования на основе ОММ. Для рационального конструирования ЛЭП магнитожидкостный слой управления кеобхо-дамо формировать ближе к индуктору, обращая зубцовую структуру а сторону КЗ.

7. Анализ энергетики привода показал, что при регулировании тягового усилия ЛЭП в сторону его уменьшения и соответствующим переходом от дискретного к равномерному слою МЖ величина потребляемого из сети тока резко падает, что благоприятно сказывается на энергетике привода.

8. Установленные в результате исследования новые закономерности энергопреобразования и взаимосвязи интегральных характеристик ЛЭП с МЖСУ с его конструктивными параметрами позволяют правильно конструировать привод исследуемого типа.

9. В ходе диссертационной работы разработан вариант пра 'ктической реализации нетрадиционного ЛЭП с МЖСУ. Новизна конструкции ЛЭП защищена положительным решением по заявке на патент.

10. Результаты экспериментов и теоретических исследований ЛЭП нового класса использованы при разработке технологических и транспортных устройств, реализующих поступательное перемещение:

- в ПКИ Конвейеростроения- (г. Львов);

- в Акционерной электротехнической компании "Динамо"

(г.Москва);

- в НПО "Автоэлектроника" (г.Москва).

Основные положения диссертации опубликованы в следукпда работах:

1. Петленко Д.Б. Программный асинхронно-синхронный линейный электропривод транспортных робототехнических систем // Электромеханические системы с компьютерным управлением на автотранспортных средствах и их роботизированном производстве: Сб. науч. тр./ МАШ.- М. ,1993. - C.II6-I20;

2. Петленко Д.Б. Спектральные составляющие тормозного усилия датчика линейной скорости// Электроника и автоматическое управление в автотранспортном комплексе: Сб. науч. тр./ МАДЙ. - M., 1989. - С. 87 - 92.

3. Петленко Д.Б. К оценке эффективности использования линейных электродвигателей с магнитным "затвором" в зазорэ//Ыеж~ дународн. науч.- тех. семинар:" Электромеханические системы с компьютерным управлением на автотранспортных средствах и их роботизированном производстве". Тез. докл.. - M., 1993, с. 90.'

4. Петленко Д.Б. Математическая модель линейного электропривода, управляемого без воздействия со стороны питающей сети// Электромеханические системы с компьютерным управлением на автотранспортных средствах и их роботизированном производстве: Сб. науч тр./ Моск. гос. академия автомобильного и тракторного машиностроения (МАШ).- M Л993, с. 133 - 138.

5. Петленко Д.Б. Особенности характеристик линейных асинхронных двигателей, управляемых без воздействия со стороны питающей сети //Электромеханические преобразователи с компьютерным управлением, ез. доклада семинара / Ин-т электродинамики АН M.: 1992» - с.36.

6. Забудский Е.И., Петленко Д.Б. Расчет дифференциальных характеристик линейного электропривода.// Электромеханические системы с компьютерным управлением на автотранспортных средствах и их роботизированном производстве: Сб.науч тр./ Моск. гос. академия автомобильного и тракторного машиностроения (МАМИ).- М.,1995.- 125 - 129 с.

7. Астапенко A.B., Несмеянов Б.В., Киприянов A.B., Пет-ленко Д.Б. Линейный электропривод для транспортного и технологического оборудования// Мендународн. конф. по электромеханике и электротехнологии: Тез. докл. Ч.2.- Суздаль, 1994, с.160.

8. Петленко Д.Б. Тяговое усилие линейного электропривода при различных параметра* слоя управления // " Электротехнические системы с компьютерным управлением на автотранспортных средствах и их роботизированном производстве.": Сб. науч. тр./ МАШ. - М.,1994.- с. 137-143.

9. Петленко Д.Б. Расчет характеристик линейного электропривода, управляемого без воздействия со стороны питающей сети.// Электрические машины и электромашинные системы : Меквуз. сб. научн. тр. - Пермь, 1995.- с.94-99.-

10. Петленко Д.Б., Астапенко A.B., Кнприянов A.B., Несмеянов Б.Б. Алгоритм расчета характеристик линейного электропривода, управляемого без воздействия со стороны питающей сети // Электротехнические системы с компьютерным управлением на автотранспортных средствах и их роботизированном производстве: Сб. научн. тр./ МАШ, 1994. - с. .68 - 72.

11. Киприянов A.B., Несмеянов Б.Б..Астапенко A.B., Петленко Д.Б. Новый класс низкоскоростных линейных асинхронных приводов с магнитным экраном управления // Научно- технический прогресс в автомобилестроении.- Тез. докл. научн.-техн. конф. — М.: МАШ,1994, с. 54.

12. Виноградов Ю.Ф., Петленко Д.Б. Линейный электропривод с магнитокидкостной системой управления для транспортных систем// Научно-тех. конференция с международным участием. "Электротехнические системы транспортных средств и их роботизированных производств": Сб; науч. тр.- Суздаль, 1995.- 35 с.

13. Астапенко A.B., Несмеянов Б.Б., Киприянов A.B., Петленко Д.Б. Экспериментальные исследования эффективности экранирования низкочастотного ферромагнитного экрана.// Электроме-

ханические систеш автотранспортных средств и их производств: Сб. научн. тр./ МАШ.- М., 1994.- с. 77-79.

14. Астапенко A.B., Киприянов A.B., Несмеянов В.Б.^Пат-ленко Д.В. Низкоскоростной электропривод для транспортного..и технологического оборудования // Научно-технический прогресс в автомобилестроении.- Тез. докл. научн.- техн. конф. - М.: МАШ, 1994. - с. 53.

15. Астапенко A.B., Несмеянов Б.В., Киприянов A.B., Пет-ленко Д.Б. Регулирование мощности электромагнитным преобразованием энергии, передаваемой во вторичную цепь с помощью ферромагнитного экрана// Современные проблемы энергетики, электромеханики и электротехнологии. - Тез. докл. научн.- техн. конф. - Екатеринбург: УГТУ, 1995.

16. Положительное решение ВНЖПТЭ по заявке на выдачу патента N 92- 014151/07 от 24.12.92. Линейный электропривод с магнитожидкостной системой управления /Д.В. Петленко и др..

Всего пронумеровано 22 стр.. Подписано к печати 23.01Л996г. Авт. л. 0,9 усл. деч. л. 1,3 Заказ № 94ф Тиран 100 экз. Типография в/ч 33965.