автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Методика проектирования автотракторных электроприводов на базе двигателей постоянного тока с возбуждением от составных магнитов

Борискин Павел Иванович

МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОТРАКТОРНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НА БАЗЕ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ СОСТАВНЫХ МАГНИТОВ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003470804

Борискин Павел Иванович

МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОТРАКТОРНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НА БАЗЕ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ СОСТАВНЫХ МАГНИТОВ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете «МАМИ»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, профессор С.В. Акимов

Официальные оппоненты:

засл. деятель науки и техники РФ доктор технических наук, профессор В.Е. Ютт

кандидат технических наук, ведущий научный" сотрудник А.М. Русаков

Ведущая организация:

ОАО «Калужский завод автоэлектрооборудования» (КЗАЭ)

Защита состоится "25" июня 2009 г. в 16-00 на заседании диссертационного совета Д 212.140.01 при Московском государственном техническом университете «МАМИ» по адресу: 107023 г. Москва, ул. Б. Семеновская, 38. МГТУ «МАМИ», ауд. Б-304.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Московского государственного технического университета «МАМИ». С авторефератом можно ознакомиться на сайте МГТУ «МАМИ» - www.mami.ru

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенные печатью организации, просим направлять на имя ученого секретаря диссертационного совета по адресу: 107023 г. Москва, ул. Б. Семеновская, 38. МГТУ «МАМИ».

Автореферат разослан "20" мая 2009 г. Ученый секретарь

диссертационного совета

Ю.С. Щетинин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Электроприводы, выполненные на базе двигателей постоянного тока с постоянными магнитами (ДПТ с ПМ), находят все более широкое применение в различных областях техники. В качестве магнитных материалов, благодаря дешевизне и недифицитности материала, наиболее употребительными являются магнитотвердые ферриты бария и, последнее время ферриты стронция.

Необходимость удовлетворения постоянно растущим требованиям, предъявляемых к техническим характеристикам электродвигателей, их экономическим и эксплуатационным показателям, вынуждает производителей ДПТ с ПМ искать новые конструкционные решения, которые позволят повысить конкурентоспособность их продукции.

Устанавливаемые в автотракторные электродвигатели (элемент электропривода вентилятора отопителя, электропривода вентилятора охлаждения радиатора, электропривода стеклоподъемника) постоянные магниты отличаются сравнительно малой величиной отношения высоты магнита к его ширине, т.е. к величине полюсной дуги. При этом, магнитный поток поперечной реакции якоря замыкается через стальной корпус, к которому приклеены или прижаты пружинами магниты. Это приводит к тому, что сбегающий край магнита размагничивается. Чтобы гарантированно исключить возможность такого перемагничивания и для качественного повышения коэффициентов использования материалов электродвигателя представляется целесообразным сделать его составным - выполнить некоторые участки магнита у его сбегающего края из материала с повышенной коэрцитивной силой. Остаточная магнитная индукция этого участка может быть повышена или понижена с тем, однако, чтобы увеличение индукции остальных участков магнита компенсировало это уменьшение.-

Традиционные методы проектирования и расчета не позволяют с достаточной точностью рассчитывать ДПТ с возбуждением от составных магнитов (ДПТ с СМ), также не позволяют с наибольшей точностью учесть все факторы, влияющие на не только технические, но и экономические показатели ДПТ.

Внедрение в практику проектирования методов математического моделирования электромагнитных процессов в электрических машинах способствует значительному расширению спектра конструктивных исполнений ДПТ, поддающихся достаточно точному расчету.

В настоящее время промышленностью используется множество пакетов прикладных программ (ППП) для расчета и анализа всевозможных электрических

и электронных схем. Один из таких пакетов, IRIS-PC, используется в составе систем автоматизированного проектирования (САПР) для расчета и моделирования ДПТ с ПМ. Существующая адаптация данного программного продукта к расчету и анализу электромагнитных процессов и характеристик проектируемых машин, требует усовершенствования и синтеза с другим программным продуктом, с тем, чтобы реализовать расчет, с возможностью варьирования конструктивными и обмоточными параметрами проектируемых ДПТ с СМ и последующего построения рабочих характеристик.

В связи с вышеизложенным, предоставляется актуальным разработка методики проектирования автотракторных электроприводов на базе ДПТ с СМ, позволяющая с достаточной гибкостью обеспечить расчет, построение и анализ основных выходных характеристик, варьирование физических свойств используемых материалов, а также магнитных свойств составных полюсов.

Цель работы. Разработка методики проектирования автотракторных электроприводов на базе двигателей постоянного тока с возбуждением от составных магнитов по эквивалентной схеме замещения, позволяющая повысить потребительские свойства электроприводов.

Задачи исследования. Сформулированная цель и проведенный анализ нерешенных задач по теме диссертации позволили определить необходимость их решения:

1. Предложить схему замещения и методику расчета ДПТ с ПМ, которые позволят рассчитывать конструкции не только двигателей с однокомпонентными магнитами, но и новых ДПТ с применением составных (двухкомпонентных) магнитов в широком спектре характеристик компонентов.

2. Учесть в методике расчета для ДПТ с ПМ определение степени размагничивания сбегающих краев сегментов магнитных материалов (при токе короткого замыкания и низких температурах), а именно количество участков, на которые разбит каждый сегмент магнитов.

3. Необходимо обеспечить методику проектирования достаточной гибкостью с максимально-минимальным временем расчета для возможности вариации конструктивных и физических параметров проектируемых ДПТ с СМ, а также давать возможность наблюдать изменение величины магнитной индукции В,; на различных участках сегментов магнита и строить основные рабочие характеристики.

4. Апробировать предложенную схему замещения и методику расчета на примере современного электропривода, выполненного на базе ДПТ с ПМ.

5. Дать рекомендации по проектированию и разработке новых электроприводов на базе ДПТ с применением магнитов как однокомпонентных, так и составных, путем применения магнитного материала с повышенной коэрцитивной силой на сбегающих краях, включая реверсивные ДПТ.

Объект исследований. Объектом исследований является электропривод вентилятора отопителя 362.3780, производства ОАО «КЗАЭ» (Калужский завод автоэлектрооборудования).

Электродвигатели 36-ой серии устанавливаются в качестве электроприводов на следующих автомобилях: BA3-2123 (36.3780, 362.3780), УАЗ - "Патриот" (36.3780), ВАЗ-2110 (361.3780), ВАЗ-2170 - "Приора" (361.3780), ВАЗ-1118 -"Калина" (362.3780).

Методы исследований. Исследования проводились с помощью программного комплекса для расчета ДПТ с ПМ с применением составной магнитной структуры (магниты с разными магнитными свойствами), при этом проводилось варьирование геометрических и обмоточных параметров двигателя, а также количества участков с другим магнитным материалом, с тем, чтобы получить необходимые рабочие характеристики электродвигателя. Кроме того, проводилось исследование применения составных магнитов для реверсивного режима работы электропривода.

Достоверность научных положений. Достоверность разработанной методики проектирования автотракторных электроприводов на базе двигателей постоянного тока с возбуждением от составных магнитов подтверждается согласованностью теоретических результатов с результатами эксперимента, полученных в испытательной лаборатории отдела главного конструктора ОАО «КЗАЭ».

Научная новизна заключается в следующем:

1. Предложена эквивалентная схема замещения двухполюсного электродвигателя постоянного тока, позволяющая рассматривать магнитные полюса составной структуры в пределах полюсной дуги, когда используются магниты одной или разных марок с разными магнитными свойствами.

2. Усовершенствована методика для расчета двухполюсных ДПТ с возбуждением, как от однокомпонентных магнитов, так и от магнитов составной структуры (составных магнитов) с применением комплекса программ, состоящего из диалогового окна, C++Builder 6 и (ППП) IRIS-PC.

3. Разработаны рекомендации по определению степени размагничивания сбегающих краев магнитных полюсов при рассмотрении режима работы ДПТ в режиме короткого замыкания при пониженных температурах.

4. Даны рекомендации по определению и выбору необходимого магнитного материала с другими магнитными свойствами для применения его на сбегающих краях магнитных полюсов, с возможностью увеличения рабочего температурного диапазона электропривода.

5. Представлены рекомендации для расчета реверсивных электроприводов на базе двигателей постоянного тока с возбуждением от составных магнитов.

Практическая ценность.

1. Усовершенствованная методика обеспечивает достаточно надежную базу для практического применения расчета электроприводов, как с однокомпонент-ными магнитами, так и магнитами составной структуры, что позволит проводить достаточно точные расчеты и анализ электромагнитных процессов.

2. Разработан опытный образец электропривода вентилятора отопителя с применением составных магнитов (магниты разных марок с разными магнитными свойствами), выполненный на базе электропривода вентилятора отопителя 362.3780, производства ОАО «КЗАЭ».

3. На базе опытного образца представлены следующие конструкции (магниты разных марок с разными магнитными свойствами):

а) конструкция электропривода вентилятора отопителя с пониженной массой и габаритами, предназначенного для работы в климатических условиях холодного климата (выходные параметры соответствуют выходным параметрам электропривода вентилятора отопителя 362.3780);

б) конструкция электропривода вентилятора отопителя повышенной удельной мощности, предназначенного для работы в климатических условиях холодного климата (внешние габариты соответствуют внешним габаритам электропривода вентилятора отопителя 362.3780);

4. Представлена конструкция электропривода вентилятора отопителя, позволяющая снизить стоимость магнитов, применением составных магнитов одной марки, но с разными магнитными свойствами (массогабаритные показатели и выходные параметры соответствуют электроприводу вентилятора отопителя 362.3780).

Реализация результатов. Усовершенствованная методика проектирования и результаты диссертационной работы реализованы на ОАО «КЗАЭ» и используются при проведении конструкторских работ по проектированию электроприводов на базе ДПТ с возбуждением, как от однокомпонентных, так и составных магнитов, а также используются в учебных целях при проведении занятий по курсам «Теория, конструкция и расчет автотракторного электрооборудования» и «Систе-

ма автоматического проектирования электрооборудования автомобилей и тракторов» для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 140607.65 «Электрооборудование автомобилей и тракторов».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на 65 Научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ (Москва, 2007г.). Основные разделы и результаты диссертационной работы обсуждались на заседаниях кафедры «Автотракторное электрооборудование» МГТУ «МАМИ» в период аттестации и на научных конференциях.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, причем 2 в изданиях входящих в перечень ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Работа изложена на 176 страницах машинописного текста и содержит 69 рисунков, 10 таблиц, список литературы из 81 наименования и 4 приложения.

Во введении обоснованна актуальность, сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

В первой главе приведен обзор структурных схем автотракторных электроприводов на базе ДПТ с ПМ. Проведен анализ конструктивных и физических особенностей ДПТ с ПМ, обусловленных свойствами наиболее употребительных магнитных материалов ферритов, показывается необходимость учета при проектировании указанных электродвигателей следующих факторов:

- магнитный поток Ф,; поперечной реакции якоря пересекает полюса в продольном направлении и замыкается по стальному корпусу двигателя (рис. 1).

Рис. 1. Воздействие поперечной реакции якоря в магнитной системе ДПТ с ПМ

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

— близость расположения стенки корпуса к внешней поверхности якоря ДПТ с ПМ отражается на значительной величине магнитных потоков рассеяния, что требует более тщательного их учета при проектировании рассматриваемых электродвигателей;

- при определении температурной зависимости магнитных характеристик ферритовых магнитов наряду с температурным коэффициентом магнитной индукции необходимо учитывать и температурную зависимость магнитной напряженности.

Проведенный анализ состояния теории и методов расчета электрических машин с постоянными магнитами показал, что традиционные конструкторские методики эмпирико-аналитического расчета ДПТ с ПМ, не позволяют в достаточной мере учитывать специфику распределения магнитных потоков полюсов и реакции якоря в магнитных системах ДПТ с ПМ, а также делает невозможным учет фактора возможного размагничивания полюсов и расчет оригинальных конструкций ДПТ с ПМ, таких как ДПТ с составными магнитами.

В результате рассмотрения различных способов математического моделирования электрических машин установлено, что наиболее предпочтительным для применения в проектно-конструкторских разработках ДПТ с ПМ является цепной метод математического моделирования на базе эквивалентных схем замещения.

В.В. Москалевым была предложена электрическая схема замещения магнитной цепи электродвигателя, являющаяся его цепной математической моделью. На базе предложенного им метода цепного математического моделирования ДПТ с ПМ разработана методика выбора физических и геометрических параметров полюсов, что в свою очередь обеспечивает стабильность характеристик постоянных магнитов при заданных условиях и в пределах заданного диапазона режимов работы электродвигателя. Расчет цепной математической модели синтезирован с пакетом прикладных программ (ШШ) IRIS-PC, которая широко используется в составе систем автоматизированного проектирования (САПР) для расчета и моделирования ДПТ с ПМ и обладает рядом преимуществ:

1. Позволяет без лишних затруднений реализовать электрические аналоги любых элементов магнитных цепей;

2. Позволяет рассчитывать электрические и электронные цепи постоянного и переменного тока, содержащие до 500 узлов и до 1500 элементов в статическом и динамическом режимах;

3. Выводить результаты в виде таблиц и графиков;

4. Моделировать влияние изменения параметров элементов, образующих цепи в пределах поля допуска.

Однако предложенная схема замещения не подходит для расчета электродвигателей с применением составных магнитов с разными магнитными свойствами и магнитными параметрами. Предложенная методика расчета не обладает достаточной гибкостью, и занимает довольно длительное время для проектирования, расчета и получения основных рабочих характеристик новых электродвигателей постоянного тока, что в свою очередь усложняет использование ее на практике.

Таким образом, задача разработки и апробации методики проектирования электроприводов на базе двигателей постоянного тока с возбуждением от составных магнитов, составляющая цель диссертации, представляет научный и практический интерес. Типичными представителями электроприводов, в полной мере отражающими конструктивные и физические особенности, присущие указанным электроприводам, яшыются автомобильные электроприводы на базе ДПТ с ПМ, что позволяет использовать их в качестве базового объекта исследования при решении поставленной задачи.

Вторая глава посвящена расчетной модели ДПТ с возбуждением от составных магнитов по соответствующей эквивалентной схеме замещения.

Применяется ряд допущений:

1. В расчетах используются средние за оборот параметры ДПТ с СМ, которые определяются постоянной составляющей магнитной индукции В, в рабочем зазоре.

2. Зубчатая поверхность пакета якоря заменяется гладкой с эквивалентным воздушным зазором дэке, который определяется из соотношения:

где кз - коэффициент воздушного зазора; ё - реальная длина воздушного зазора, м; tl - зубцовое деление по наружному диаметру якоря (рис. 2), м; г; - ширина зубца якоря по наружному диаметру (рис. 2), м.

3. Магнитное поле в пределах активной зоны ДПТ с СМ является стационарным и плоскопараллельным, а магнитное поле за пределами корпуса электродвигателя отсутствует.

4. Магнитная система электродвигателя разбивается на отдельные участки, каждый из которых представляет собой трубку магнитного потока, ограниченную линиями скалярного магнитного потенциала с одной стороны и силовыми магнитными линиями с другой, при этом считается, что поле в пределах каждого участка создает равномерно распределенный по его поперечному сечению магнитный поток.

5. Считается, что весь полезный магнитный поток проходит через зубцы пакета якоря, и при насыщении зубцовой зоны отсутствует вытеснение магнитного потока в пазы якоря.

6. Суммарная магнитная проводимость всех зубцов считается равномерно распределенной по окружности якоря.

7. Обмотка якоря считается равномерно распределенной по окружности

якоря.

8. При определении величины токов в коммутируемых секциях обмотки якоря принимается допущение о мгновенной коммутации и точечном контакте в щеточно-коллекторном узле (отсутствие короткозамкнутых секций).

9. Абсолютная магнитная проницаемость ферритовых магнитов воздушных промежутков принимается равной проницаемости вакуума ца.

Согласно вышеперечисленным допущениям и на основе аналогии явлений в магнитных и электрических цепях, на базе элементов, полученных в результате разбиения магнитной системы на участки, строится эквивалентная схема замещения магнитной цепи ДПТ с СМ, которая является его цепной математической моделью.

Для построения эквивалентной схемы ДПТ с СМ, магнитная система электродвигателя разделяется на сектора:

пт=5 - количество рабочих участков магнитных полюсов вдоль полюсной дуги; и/,=1 - количество частей по высоте магнита; п„= 1 - количество частей, на которые разбивается межполюсное пространство (рис. 3).

и

Таким образом, магнитная система электродвигателя постоянного тока с составными магнитами разделяется на 2-(пт+пп), проводящая магнитный поток в радиальном направлении. Такое разбиение магнитной системы электродвигателя на сектора допускает расчет основных рабочих характеристик.

Рис. 3. Эскиз разделения магнитной системы электродвигателя постоянного тока с возбуждением от составных магнитов на сектора

«и, пп, nh не зависят от количества зубцов якоря и определяются уровнем дискретизации цепной математической модели ДПТ с СМ, а также зависят от свойств и ограничений используемого программного продукта для реализации расчета математической модели электродвигателя.

Основываясь на аналогии в магнитных и электрических цепях, магнитная система ДПТ с СМ разбивается на участки, составляющие эквивалентную схему замещения магнитной цепи электродвигателя с учетом реальной конфигурации магнитопровода и рассосредоточения параметров магнитной системы (рис. 4). Реализация цепных математических моделей ДПТ с СМ осуществляется на примере двухполюсного электропривода вентилятора отопителя 362.3780 с помощью (ППП) IRIS-PC.

На данной схеме (рис. 4) все элементы, соответствующие нелинейным участкам магнитопровода, представлены в виде источников тока управляемых напряжением (ИТУН): 1т — участки постоянных магнитов; lmd — участки постоянных магнитов, имеющие материал, отличных от основной массы; 7, - участки корпуса электродвигателя; Iz - участки зубцовой зоны якоря; 1а - участки ярма якоря; 10 -участки осевой зоны якоря.

Все участки магнитной цепи, являющиеся различными воздушными промежутками, зазорами, а также магнитные проводимости рассеяния и проводимости

постоянных магнитов в поперечном направлении представлены на схеме замещения в виде эквивалентных электрических проводимостей:

Рис. 4. Соответствие элементов эквивалентной схемы замещения различным участкам цепи ДПТ с СМ

Gm - проводимости магнитов в поперечном направлении; Gc - участки стыка «магнит-корпус»; G,5 - участки рабочего воздушного зазора; G&, - проводимости пазовых прорезей зубцовой зоны якоря; Gsm - проводимости рассеяния магнитов друг на друга; GSJ, Gsa —проводимости рассеяния магнитов на корпус и якорь.

Участки обмотки якоря, являющиеся источниками МДС реакции якоря, имитируются на схеме замещения ДПТ с СМ источниками ЭДС Еа, обозначенными как ка.Е и установленными в ветвях, соответствующих участкам ярма якоря (см. рис. 4).

Параметры ИТУН, входящих в состав схем замещения, определяются на основании соотношения:

'Ь

где /;, (У, - величины тока и напряжения (эквивалентные магнитному потоку и МДС) на /'-ом элементе эквивалентной электрической схемы замещения магнитной цепи электродвигателя; 51,, Ь, - средние величины площади поперечного сечения и длины силовой магнитной линии на ¿-ом участке магнитной цепи электродвигателя (определяются аналитически либо с помощью чертежа моделируемой магнитной системы); /- табличная функция, определяемая кривой В^ДН,) намагничивания или размагничивания материала, заполняющего г'-ый участок магнитной системы электродвигателя. Параметры магнитных проводимостей эквивалентных участков схем замещения ДПТ с СМ определяются методом вероятных путей магнитного Г. Ротерса с помощью формулы:

(3)

А

С целью минимизации модели, расчетные участки вершин и оснований зуб-цовой зоны якоря на схеме замещения ДПТ с СМ, объединены в эквивалентные элементы , параметры которых определяются из соотношений:

, (4)

где 5,'./„ Ь 2/,- - соответственно, средние величины площади поперечного сечения и длины силовой магнитной линии на г'-ом эквивалентном участке зубцовой зоны якоря; 12]„ Бгц, - размеры г-ых элементов вершин и оснований зубцов якоря.

При определении параметров краевых скошенных участков магнитов 1тЫ и контактирующих с ними магнитных проводимостей а также при опреде-

лении параметров участков осевой зоны якоря loi и проводимостей рассеяния торцов рабочих участков магнитов друг на друга Gsmi, для облегчения расчетов используется преобразование формы расчетных участков к прямоугольной форме.

При определении собственных проводимостей рассеяния магнитов, их величины по методу последовательного интегрирования приводятся к полной МДС магнита.

Параметры источников МДС реакции якоря Eai определяются с учетом мгновенной коммутации. Параметры ИТУН Imi, имитирующих на моделях ДПТ с СМ участки постоянных магнитов задаются с учетом температурных зависимостей магнитной индукции и магнитной напряженности магнитных материалов.

Учет влияния реакции якоря на магнитное поле полюсов позволяет учитывать в расчетах реальное изменение величины магнитной индукции в рабочем зазоре при изменении нагрузки электропривода, что дает возможность с достаточной точностью рассчитывать рабочие характеристики электроприводов на базе ДПТ с СМ в полном диапазоне нагрузок вплоть до полного торможения. Расчет характеристик осуществляется на основании результатов моделирования по известным формулам, определяющим выходные параметры электродвигателей, с той разницей, что при этом учитывается неравномерность распределения магнитных потоков по окружности якоря.

В этом случае величина потока возбуждения Фв определяется как сумма магнитных потоков, заходящих в зубцы якоря в пределах каждого полюсного деления x=TiDJ2p:

1 POvl",)

ф.=Т- 2>--~ф«») - (7)

2 р м

где пт пт — количество секторов, на которые разделены нейтральная и полюсная

зоны электродвигателя; Ф./Л7, <Pzisi - магнитные потоки в г-ых расчетных участках верхнего сечения зубцо-вой зоны якоря для северных (N) и южных (S) полюсных делений ДПТ с СМ (положительным считается направление магнитных потоков внутрь якоря).

Величина магнитной индукции Ва в ярме якоря определяется как среднее значение от величин магнитных индукций Bai всех расчетных участков ярма якоря по следующей формуле:

Ва = К | + |ФЙ5 |К > (8)

где Lai — средняя длина силовой магнитной в ¿-том расчетном участке ярма якоря;

Ьа - суммарная длина силовых магнитных линий всех расчетных участков ярма якоря;

Ба - площадь поперечного сечения, пересекаемого магнитным потоком, протекающим по ярму якоря; |Фа.у,|, - абсолютные величины магнитных потоков в г'-ых расчетных участках северного и южного полюсных делений ярма якоря.

Величина магнитной индукции Вг в зубцах якоря определяется как среднее значение магнитной индукции в среднем сечении зубцовой зоны якоря:

В,

1 />(»„«у)

(9)

где £22 - суммарная площадь средних сечений всех зубцов якоря; гр - ширина среднего сечения зубца якоря (рис. 2); 2а - число зубцов якоря;

- абсолютные величины магнитных потоков в г-ых расчетных участках северного и южного полюсных делений зубцовой зоны якоря.

а Ввод исходных данных для расчета ДПТ с аоэбушдениемот составных магните»'

Ш®

ДИСК ДЛЯ Ирнм............................................................................Г

Имя Файле для ввода...................................................................

Высота магмкгаДчт.....................................................................-Г"

Осевая длина магшта>п.............................................................

Внутренний диаметр магнига,01п\............................................

Вне.иний диаметр магн*та,02гт1.................................................Г

Ширина скошенного участка магнита,кж...................................Г"

Толщина корпусаД.....................................................................

Осевая длжа корпуса^..............................................................

Высота прорези паза,Ьф............................................................

Высота паза,Ьл............................................................................]"""

Радиус сопря*алияд1................................................................|

Раоиус сопряжения^.................................................................1

Ш.*ина зубца по наружному диаметеу.21.................................

Максимальное сечение эу£ца.22.............................................]

Ширина з^бца в нижнем сечениидЭ..........................................Г"

Зубцовое деление по наружному диаметру,П..........................

Ширина прсреаи паэа,агхэ..........................................................Г~

Осевая длина пакета якоря^................................................Г~

Диаметр вала якоря.0в.....................................................................\

Высота ярма яклряЬа.........................................................................\

Длина рабочего воздушного вазораЛ.............................................Г"

Дил^втр якоряДЭа........................................... ...................................Г"

Напряжение гигания.иа....................................................................Г"

Падение напряжения на пару щеголи«..........................................I

Число активных проводников^.......................................................Г~

Нижний гредел диапазона изменения тока якоряМ1....................Г~

Верхний предел диапазона изменения тока ...................Г

Температура окружающей среды.Т...................................................Г*

Площадь поперечного сеченмя неизолированного проведа.оа.....Г~

Диаметр неизолированного проведала..........................................Г~

Диаметр изолированного проезда.¿из.......................................Г"

Диаметр коллектора.!) а......................................................................Г

Длина коллектора^..........................................................................Г"

Ширина щетк.и,1хц.................................................................................Г*

Длтатетки-ат...................................................................................Г"

Число паэов,2а..............................................Г

Полюсная дугаАИа...............................................................................Г"

Выход I

Рис. 5. Диалоговое окно для расчета ДПТ с СМ

Расчетные формулы для определения параметров элементов схемы замещения, а также расчетные формулы для определения необходимых составляющих

для расчета рабочих характеристик двухполюсного электропривода на базе ДПТ с СМ с цилиндрическим исполнением магнитной системы, выполнены применительно к пакету прикладных программ (ППП) IRIS-PC.

Все формулы записаны с учетом разбиения магнитной системы ДПТ с СМ и представлены к виду, позволяющему преобразовать всю математическую модель в программный комплекс (с помощью программы С++ Builder 6), который представляет собой диалоговое окно для ввода основных геометрических и обмоточных параметров ДПТ с СМ (рис. 5), после ввода которых, нажатием «ОК», образуется входной файл (ППП) IRIS-PC.

В нем происходит замена некоторых участков на магнитный материал, отличный от остальной части полюсной дуги. Тем самым образуются составные магниты. Магнитные свойства магнитных материалов, температурные коэффициенты и физические свойства стали, также записывается во входном файле. После всего запускается расчет ДПТ с СМ и строятся выходные характеристики.

В третьей главе представлена методика определения степени возможного размагничивания сбегающих краев магнитных полюсов (режим короткого замыкания при пониженной температуре) на стадии предварительного проектирования электропривода на базе ДПТ и выборе магнитного материала.

Коэрцитивная сила поля реакции якоря определяется графически, применительно к разным участкам сбегающей части полюсной дуги, по следующей формуле:

нч= JL (ю)

* 8.e.(i_+ftJ 180-

где Нд — коэрцитивная сила поля якоря, А/м; N— число активных проводников обмотки якоря; 1ат - сила тока якоря в режиме короткого замыкания, А;/?- угол полюсной дуги магнита, 8а - число параллельных частей в обмотке якоря; Зэкв - эквивалентный воздушный зазор, м (см. выражение. 1); hm - высота магнита, м; ks - коэффициент воздушного зазора; 6 - реальная длина воздушного зазора, м; tj - зубцовое деление по наружному диаметру якоря (рис. 2), м; Zj - ширина зубца якоря по наружному диаметру (рис. 2), м.

В главе представлены расчетные исследования разработанного опытного образца ДПТ с СМ, выполненного на базе заводского электропривода вентилятора отопителя 362.3780 производства ОАО «КЗАЭ» с применением на сбегающих краях полюсов магнитного материала с повышенными магнитными свойствами.

Предварительно, по разработанной методике проектирования, был пересчитан электродвигатель вентилятора отопителя 362.3780. Выходные параметры дви-

гателя 362.3780 имеют максимальную сходимость с выходными параметрами реальных заводских образцов (табл. 1). Данное обстоятельство позволяет с достаточной уверенностью доверять выходным параметрам дальнейших расчетов электропривода с применением составных магнитов.

Требования, предъявляемые к электроприводу вентилятора отопителя 362.3780 заводом изготовителем:

1) момент нагрузки на валу Л/2=0,45 Нм;

2) частота вращения вала электродвигателя п не менее 3150 мин"1;

3) потребляемая сила тока якоря 1а не более 19 А.

Выходные параметры электродвигателя 362.3780 Таблица 1

Условные 1а, А п, мин"1 М2, Н м Ра, Вт %

1 17,8 3160 0,47 153 71,6

2 19 3150 0,5 162,2 71,1

3 18 3150 0,47 152,2 70,6

Расчетный 17 3150 0,44 145 71

Затем с помощью методики проектирования и комплекса программ рассматривается режим короткого замыкания при пониженных температурах Т=-40°С; Т=-50°С и Т=-60°С на предмет возможного размагничивания сбегающих краев магнитных полюсов. Теоретические расчеты показали, что размагничивание происходит при Т<-40°С.

Рис. 6. Эскизы электродвигателя 362.3780

Для расширения температурного рабочего диапазона рассматривается опытный образец с составными магнитами (рис. 66): основной материал - магнитот-

вердый феррит стронция Р3.5С (5т=0,38 Тл; Ясг=290 кА/м), другой материал -магнитопласт МП65 (Бг=0,5 Тл; #са=480 кА/м).

Выходные параметры электродвигателя 362.3780 Таблица 2

1а, А 17 18 19 17 18 19

- 3 Й & Э 8 М2, Н-м 0,44 0,466 0,491 0,44 0,47 0,49

п, мин"1 3150 3108 3074 3200 3160 3120

§ Р. Р2,Вт 145 151,6 158 147 154 160,4

(Ч с Я,% 71 70,2 69,3 72 71,23 70,4

Электродвигатели Рис. 6а Рис. 66

При исполнении б уменьшен расход меди на 5% и расширена область применения двигателя (рабочий температурный диапазон расширен от Т=-40°С до Т=-60°С). Затем на базе опытного образца ДПТ с СМ и разработанной методики проектирования рассматриваются следующие исполнения электродвигателя:

1. Уменьшается внешний диаметр двигателя, за счет уменьшения высоты составного магнита.

2. Увеличивается диаметр якоря электродвигателя, за счет уменьшения высоты магнита, при этом внешний диаметр электродвигателя остается неизменным.

3. Электродвигатель реверсивный, магнитопласт МП65 используется на обоих краях каждой полюсной дуги, габариты остаются неизменными.

4. Электродвигатель реверсивный. Уменьшается внешний диаметр двигателя, за счет уменьшения высоты составного магнита, магнитопласт МП65 используется на обоих краях каждой полюсной дуги.

В четвертой главе представлены результаты эксперимента опытного образца ДПТ с СМ, выполненного на базе серийного электропривода 362.3780 (рис.

7).

Рис. 7. ДПТ с СМ на базе электропривода 362.3780 без крышки, с вынутым якорем и без траверзы с проводами и парой щеток (соответствие рис. 66)

АЛ, Им

056 0.52 018 ОМ

т

0.36 0.32 028 0,24 004

1 1 электропривод с 1 астаЬньпи наги лпнц 1 ителяЗ< ыгс/нен 623780 тт & ¡расчет не

\

\

ОП Электра тлиели прибодй енпиляп Ю!расч юра тыи! Ч

36 237Ь

\

злектр алрибод троЬенп С СОСНЕ ълятсрс ["V бныним отопил тгнитап теля 362 Л быпап 37801з> еннь/ин (сперине ■а ¡азе •нп) ~

злен

-ЧУ—

О 1 Ю 11 12 13 11 15 16 17

¡а, А

Рис. 8. Зависимость крутящего момента А/^ от силы тока якоря 1а

3333

ззоо

3250 3200 3150

зюо

50

• X зле, ктрэпри теля 36 / ЫВенп 2.3780 Ь иляторс юсчепн

\ \ шаг. м/

\ у / /

ч /

/ / 4 / ч

/ \ \\

__злек элек! щхлри& праприй. одссоо / чийными магнит. -т был гнеты. надах ч ч. \ \ \

тда Вентилятора атопияеля 362.3780 ¡расчетный! 1 1(1(11/ \ Чл ^ 1 ч

1 1 ! 1 1 1 / зпек/праприйодс составными магнитола быполненн ыйноба зе

11 12 13

1а, А

Рис. 9. Зависимость частоты вращения вала двигателя п от силы тока якоря 1а

Характеристики снимались при Т=20°С, нагрузка осуществлялась веревочным тормозом при напряжении питания и„=12 В.

Л, Вт

lili

aman тем 36 237301 \ оас&т

/

/

i" — за <ектрапр екщюпр иВодсс inda te xwabm пи маги лат t чполнен* тина i и?

/

злещюприйад с састабшми магнитами / hw/h0Н HJÚHOÍ Ьзе

зтгщхттитара отсптеля jb¿j/tv 1зксперимент/ 1 1 1 - 1 I ! 1

ю п а и

е 16 п

la, А

Рис. 10. Зависимость полезной мощности на валу Рг от силы тока якоря 1а

Q,%

—-

J

зл ornan °щхюр. vmem j / ¿adíen $23780 wu/mop (расчет а -х

6и! / \

/

м — ж ктрогр. •KitpapL jóoScci todatst- хш&ы ттщ чимагл та aman. / шпц 6ь тля 36 шш 23780 ыйнадо аасчвгн зе s V

4Ú) /

/

зпекщщ аМс юИ&ти/ состайн шараа тимаг> moruner / итащ w3623, %гшнв W/жа ныйна1 щименп Ьзе i-

Т

1 Ю 1! 12 13 « S Ж 17

19 _20

la, А

Рис. 11. Зависимость коэффициента полезного действия 2 от силы тока якоря 1а

На рис. 8-11 представлены основные выходные характеристики электропривода вентилятора отопителя 362.3780 и опытного образца электропривода с составными магнитами, выполненного на его базе (рис. 7).

После снятия характеристик при Т=20°С, опытный образец ДПТ с СМ проверялся на холодный пуск. Для этого в специальной камере была установлена температура Т=-60°С, после чего ДПТ с СМ выдерживали в течение 3-х часов в неработающем состоянии. Затем при этой температуре было выполнено 10 включений продолжительностью в 1 секунду с паузой в 60 секунд при заблокированном выходном вале и напряжении питания £/„=14 В.

После стабилизации в нормальных климатических условиях, были сняты выходные параметры электропривода при Т=20°С, полученные выходные характеристики соответствовали характеристикам, представленным на рис. 8-11.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЫ

1. Предложена схема замещения двухполюсного электродвигателя постоянного тока с разбиением полюсов на 5 участков, позволяющая рассматривать магнитные полюса составной структуры в пределах полюсной дуги, когда используются магниты одной или разных марок с разными магнитными свойствами.

2. Усовершенствованна математическая модель, учитывающая особенности конструкции электропривода на базе ДПТ с СМ, которая обработана в C-H-Builder 6 и скомпилирована в единый комплекс, представляющий собой диалоговое окно для ввода основных геометрических и обмоточных параметров электродвигателя с передачей данных в (illlll) IRIS-PC и последующим расчетом основных рабочих характеристик ДПТ.

3. Адекватность разработанной методики проектирования подтверждена результатами экспериментов на серийном электроприводе вентилятора отопителя 362.3780 и на опытном образце электропривода с составными магнитами, выполненного на его базе. Полученная сходимость расчетных данных с характеристиками реально изготовленной машины достаточно велика и расхождение не превышает 5%, что является приемлемым для практического использования показателем точности расчетов.

4. Усовершенствованная методика проектирования обладает достаточной гибкостью расчета, позволяет анализировать и совершенствовать заводские серийные двухполюсные электроприводы на базе ДПТ, путем изменения как физических, так и конструктивных параметров, а также за короткий промежуток времени проводить расчет и получать выходные характеристики новых электроприводов на базе ДПТ с СМ, в том числе реверсивных.

5. Предложена методика, определяющая степень воздействия реакции якоря на сбегающие края магнитных полюсов электродвигателя постоянного тока при пониженных температурах и режиме короткого замыкания.

6. Разработан опытный образец электропривода с составными магнитами, выполненный на базе серийного электропривода вентилятора отопителя 362.3780 с применением на сбегающих краях магнитных полюсов магнитопласта МП65, магнитные свойства которого значительно выше свойства магнитотвердого феррита Р3.5С, занимающий большую часть полюсной дуги.

7. Экспериментальное исследование опытного образца, показало, что применение составных магнитов позволило расширить рабочий температурный диапазон от Т=-40°С до Т=-60°С (магнитопласт МП65 занимает 20% от полюсной дуги), что позволяет эксплуатировать электропривод в климатических условиях не только умеренного, но и холодного климата, а также уменьшить расход меди на 5%, при этом сохранить выходные характеристики и геометрические размеры всех деталей электропривода 362.3780 без изменения.

8. Разработанная методика проектирования, в последующем развитии применения составных магнитов в ДПТ, выполненного на базе серийного электропривода 362.3780, позволяет ожидать:

а) обеспечения надежной работы электропривода до Т=-40°С (магнитопласт МП65 занимает 20% от полюсной дуги), когда внешний диаметр электродвигателя уменьшен на 8% за счет уменьшения высоты составного магнита на 37%, при этом диаметр якоря остается неизменным;

б) уменьшения расхода меди на 5% и обеспечения надежной работы электропривода до Т=-60°С (магнитопласт МП65 занимает 40% от полюсной дуга), когда внешний диаметр электродвигателя уменьшен на 8% за счет уменьшения высоты составного магнита на 37%, при этом диаметр якоря остается неизменным;

в) расширения рабочего температурного диапазона от Т=-40°С до Т=-60°С (магнитопласт МП65 занимает 40% от полюсной дуги), повышения выходных характеристик электропривода, повышения удельной мощности Р на 26,6% при неизменной частоте вращения вала (при токе якоря 1а=22 А), по полезному моменту на валу М2 на 30%, а по полезной мощности на валу Р2 на 29%, когда диаметр якоря увеличен на 10,4% за счет уменьшения высоты магнита на 37%, при этом внешние габариты электродвигателя остаются без изменения, расход материалов составного магнита меньше на 34%;

г) расширения рабочего температурного диапазона от Т=-40°С до Т=-60°С и уменьшения расхода меди на 5% (по 20% магнитопласта МП65 на каждом крае

полюсной дуги), при этом сохранить выходные характеристики серийного электродвигателя и геометрические размеры всех деталей без изменения (электропривод реверсивный);

д) обеспечения надежной работы электропривода до Т=-40°С (по 20% маг-нитопласта МП65 на каждом крае полюсной дуги), когда внешний диаметр электродвигателя уменьшен на 8% за счет уменьшения высоты составного магнита на 37%, при этом диаметр якоря остается неизменным (электропривод реверсивный).

е) снижения стоимости магнитных полюсов на 12,5%, при последующем применении на набегающих краях магнитных полюсов магнитного материала той же марки, но с более низкими магнитными свойствами (магнитотвердый феррит 18СА220 занимает 40% от полюсной дуги), при этом выходные характеристики и геометрические размеры всех деталей электропривода на базе ДПТ с ПМ 362.3780 остаются без изменения.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПЕЧАТНЫХ РАБОТАХ

1. Борискин П.И. Расширение температурного диапазона работы автотракторных электродвигателей применением постоянных составных магнитов возбуждения // Известия МГТУ «МАМИ». Научный рецензируемый журнал. - М., МГТУ «МАМИ», №2(4), 2007. -316 с. (0,18 пл.)

2. Акимов C.B., Борискин П.И. Схема замещения со смешанными магнитами // 65 Научно-методическая и научно-исследовательская конференция. - Москва МАДИ (ГТУ), 2007.

3. Акимов C.B., Борискин П.И. Расчет автотракторных электродвигателей с возбуждением от составных магнитов по схемам замещения // Электроника и электрооборудование транспорта: — 2007, №1, с. 12-13. (0,1 пл.)

4. Борискин П.И., Акимов C.B. Схема замещения автотракторного электродвигателя с возбуждением от составных магнитов: Электротехнические комплексы автономных объектов: Сборник научных статей. Страницы истории кафедры. -М.: Издательский дом МЭИ, 2008. - 138 с. (0,13 п.л.)

5. Борискин П.И. Использование диалогового окна для расчета электродвигателя постоянного тока с возбуждением от составных магнитов // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2008, №3, с. 12-14. (0,13 пл.)

6. Борискин П.И. Расчет электродвигателей постоянного тока с составными магнитами по схеме замещения на ЭВМ: Учебное пособие к выполнению курсового и дипломного проектирования. - М.: МГТУ «МАМИ», 2008. - 28 с. (1,24 п.л.)

Борискии Павел Иванович

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук «Методика проектирования автотракторных электроприводов на базе двигателей постоянного тока с возбуждением от составных магнитов» Подписано в печать/2 ^52009 ЗаказЗЗН^ Объем 1,0 п.л. Тираж 100

Бумага типографская_;_Формат 60x90/16

МГТУ «МАМИ», 107023, Москва, Б. Семеновская ул., дом 38

ВВЕДЕНИЕ

Содержание

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ.

1.1. Автотракторный электропривод на базе двигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.

1.2. Состояние востребованности ферритовых магнитов.

1.3. Особенности проектирования автотракторных электроприводов на базе двигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.

1.4. Реакция якоря электродвигателя постоянного тока.

1.5. Методы расчета электрических машин применительно к ДПТ с ПМ.

1.6. Цель работы.

ГЛАВА 2. РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С СОСТАВНЫМИ МАГНИТАМИ ПО СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ СХЕМЕ ЗАМЕЩЕНИЯ.

2.1. Допущения, использующиеся при моделировании двигателя постоянного тока с возбуждением от составных магнитов.

2.2. Эквивалентная схема замещения электродвигателя постоянного тока с возбуждением от составных магнитов.

2.3. Структурный состав эквивалентной схемы замещения ДПТ с СМ.

2.4. Расчет параметров элементов эквивалентной схемы замещения цепи ДПТ с СМ.

2.5. Расчет рабочих характеристик ДПТ с СМ с учетом рассредоточения параметров магнитной системы электродвигателя.

2.6. Диалоговое окно для расчета ДПТ с СМ.

2.7. Выводы.

ГЛАВА 3. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ СОСТАВНЫХ МАГНИТОВ НА ВЫХОДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ДИАПАЗОН РАБОТЫ АВТОМОБИЛЬНОГО

ЭЛЕКТРОПРИВОДА.

3.1. Идентификация программного комплекса с автомобильными электроприводами на базе двигателей постоянного тока.

3.2. Определение степени размагничивания сбегающих краев сегментов магнитных материалов при пониженных температурах и заторможенном вале электродвигателя.

3.3. Использование составных магнитов в системе возбуждения электродвигателей постоянного тока.-.

3.4. Расчет электродвигателя постоянного тока с составными магнитами для работы автомобильного электропривода в реверсивном режиме.

3.5. Выводы.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА НА БАЗЕ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ СОСТАВНЫХ МАГНИТОВ.

4.1. Обоснование адекватности работы методики проектирования для расчета автотракторных электроприводов на базе двигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных однокомпонентных магнитов.

4.2. Обоснование адекватности работы методики проектирования для расчета автотракторных электроприводов на базе двигателей постоянного тока с возбуждением от составных магнитов.

4.3. Снижение стоимости магнитных полюсов за счет применения составных магнитов одной марки, но с разными магнитными свойствами.

4.4. Выводы.

Актуальность работы. Электроприводы, выполненные на базе двигателей постоянного тока с постоянными магнитами (ДПТ с ПМ), находят все более широкое применение в различных областях техники. В качестве магнитных материалов, благодаря дешевизне и недифицитности материала, наиболее употребительными являются магнитотвердые ферриты бария и, последнее время ферриты стронция.

Необходимость удовлетворения постоянно растущим требованиям, предъявляемых к техническим характеристикам электродвигателей, их экономическим и эксплуатационным показателям, вынуждает производителей ДПТ с ПМ искать новые конструкционные решения, которые позволят повысить конкурентоспособность их продукции.

Устанавливаемые в автотракторные электродвигатели (элемент электропривода вентилятора отопителя, электропривода вентилятора охлаждения радиатора, электропривода стеклоподъемника) постоянные магниты отличаются сравнительно малой величиной отношения высоты магнита к его ширине, т.е. к величине полюсной дуги. При этом, магнитный поток поперечной реакции якоря замыкается через стальной корпус, к которому приклеены или прижаты пружинами магниты. Это приводит к тому, что сбегающий край магнита размагничивается. Чтобы гарантированно исключить возможность такого пере-магничивания и для качественного повышения коэффициентов использования материалов электродвигателя представляется целесообразным сделать его составным - выполнить некоторые участки магнита у его сбегающего края из материала с повышенной коэрцитивной силой. Остаточная магнитная индукция этого участка может быть повышена или понижена с тем, однако, чтобы увеличение индукции остальных участков магнита компенсировало это уменьшение.

Традиционные методы проектирования и расчета не позволяют с достаточной точностью рассчитывать ДПТ с возбуждением от составных магнитов (ДПТ с СМ), также не позволяют с наибольшей точностью учесть все факторы, влияющие на не только технические, но и экономические показатели ДПТ.

Внедрение в практику проектирования методов математического моделирования электромагнитных процессов в электрических машинах способствует значительному расширению спектра конструктивных исполнений ДПТ, поддающихся достаточно точному расчету.

В настоящее время промышленностью используется множество пакетов прикладных программ (ППП) для расчета и анализа всевозможных электрических и электронных схем. Один из таких пакетов, IRIS-PC, используется в составе систем автоматизированного проектирования (САПР) для расчета и моделирования ДПТ с ПМ. Существующая адаптация-данного программного продукта к расчету и анализу электромагнитных процессов и характеристик проектируемых машин, требует усовершенствования и синтеза с другим программным продуктом, с тем, чтобы реализовать расчет, с возможностью варьирования конструктивными и обмоточными параметрами проектируемых ДПТ с СМ и последующего построения рабочих характеристик.

В связи с вышеизложенным, предоставляется актуальным разработка методики проектирования автотракторных электроприводов на базе ДПТ с СМ, позволяющая с достаточной гибкостью обеспечить расчет, построение и анализ основных выходных характеристик, варьирование физических свойств используемых материалов, а также магнитных свойств составных полюсов.

Цель работы. Разработка методики проектирования автотракторных электроприводов на базе двигателей постоянного тока с возбуждением от составных магнитов по эквивалентной схеме замещения, позволяющая повысить потребительские свойства электроприводов.

Задачи исследования. Сформулированная цель и проведенный анализ нерешенных задач по теме диссертации позволили определить необходимость их решения:

1. Предложить схему замещения и методику расчета ДПТ с ПМ, которые позволят рассчитывать конструкции не только двигателей с однокомпонентны-ми магнитами, но и новых ДПТ с применением составных (двухкомпонентных) магнитов в широком спектре характеристик компонентов.

2. Учесть в методике расчета для ДПТ с ПМ определение степени размагничивания сбегающих краев сегментов магнитных материалов (при токе короткого замыкания и низких температурах), а именно количество участков, на которые разбит каждый сегмент магнитов.

3. Необходимо обеспечить методику проектирования достаточной гибкостью с максимально-минимальным временем расчета для возможности вариации конструктивных и физических параметров проектируемых ДПТ с СМ, а также давать возможность наблюдать изменение величины магнитной индукции Bs на различных участках сегментов магнита и строить основные рабочие характеристики.

4. Апробировать предложенную схему замещения и методику расчета на примере современного электропривода, выполненного на базе ДПТ с ПМ.

5. Дать рекомендации по проектированию и разработке новых электроприводов на базе ДПТ с применением магнитов как однокомпонентных, так и составных, путем применения магнитного материала с повышенной коэрцитивной силой на сбегающих краях, включая реверсивные ДПТ.

Объект исследований. Объектом исследований является электропривод вентилятора отопителя 362.3780, производства^ОАО «КЗАЭ» (Калужский завод автоэлектрооборудования).

Электродвигатели 36-ой серии устанавливаются в качестве электроприводов на следующих автомобилях: BA3-2123 (36.3780, 362.3780), УАЗ -"Патриот" (36.3780), ВАЗ-2110 (361.3780), ВАЗ-2170 - "Приора" (361.3780), ВАЗ-1118 - "Калина" (362.3780).

Методы исследований. Исследования проводились с помощью программного комплекса для расчета ДПТ с ПМ с применением составной магнитной структуры (магниты с разными магнитными свойствами), при этом проводилось варьирование геометрических и обмоточных параметров двигателя, а также количества участков с другим магнитным материалом, с тем, чтобы получить необходимые рабочие характеристики электродвигателя. Кроме того, проводилось исследование применения составных магнитов для реверсивного режима работы электропривода.

Достоверность научных положений. Достоверность разработанной методики проектирования автотракторных электроприводов на базе двигателей постоянного тока с возбуждением от составных магнитов подтверждается согласованностью теоретических результатов с результатами эксперимента, полученных в испытательной лаборатории отдела главного конструктора ОАО «КЗАЭ».

Научная новизна заключается в следующем:

1. Предложена эквивалентная схема замещения двухполюсного электродвигателя постоянного тока, позволяющая рассматривать магнитные полюса составной структуры в пределах полюсной дуги, когда используются магниты одной или разных марок с разными магнитными свойствами.

2. Усовершенствована методика для расчета двухполюсных ДПТ с возбуждением, как от однокомпонентных магнитов, так и от магнитов составной структуры (составных магнитов) с применением комплекса программ, состоящего из диалогового окна, C++Builder 6 и (ППП) IRIS-PC.

3. Разработаны рекомендации по определению степени размагничивания сбегающих краев магнитных полюсов при рассмотрении режима работы ДПТ в режиме короткого замыкания при пониженных температурах.

4. Даны рекомендации по определению и выбору необходимого магнитного материала с другими магнитными свойствами для применения его на сбегающих краях магнитных полюсов, с возможностью увеличения рабочего температурного диапазона электропривода.

5. Представлены рекомендации для расчета реверсивных электроприводов на базе двигателей постоянного тока с возбуждением от составных магнитов.

Практическая ценность.

1. Усовершенствованная методика обеспечивает достаточно надежную базу для практического применения расчета электроприводов, как с однокомпонентными магнитами, так и магнитами составной структуры, что позволит проводить достаточно точные расчеты и анализ электромагнитных процессов.

2. Разработан опытный образец электропривода вентилятора отопителя с применением составных магнитов (магниты разных марок с разными магнитными свойствами), выполненный на базе электропривода вентилятора отопителя 362.3780, производства ОАО «КЗАЭ».

3. На базе опытного образца представлены следующие конструкции (магниты разных марок с разными магнитными свойствами): а) конструкция электропривода вентилятора отопителя с пониженной массой и габаритами, предназначенного для работы в климатических условиях холодного климата (выходные параметры соответствуют выходным параметрам электропривода вентилятора отопителя 362.3780); б) конструкция электропривода вентилятора отопителя повышенной удельной мощности, предназначенного для работы в климатических условиях холодного климата (внешние габариты соответствуют внешним габаритам электропривода вентилятора отопителя 362.3780);

4. Представлена конструкция электропривода вентилятора отопителя, позволяющая снизить стоимость магнитов, применением составных магнитов одной марки, но с разными магнитными свойствами (массогабаритные показатели» и выходные параметры соответствуют электроприводу вентилятора отопителя 362.3780).

Реализация результатов. Усовершенствованная методика проектирования и результаты диссертационной работы реализованы на ОАО «КЗАЭ» и используются при проведении конструкторских работ по проектированию электроприводов на базе ДПТ с возбуждением, как от однокомпонентных, так и составных магнитов, а также используются в учебных целях при проведении занятий по курсам «Теория, конструкция и расчет автотракторного электрооборудования» и «Система автоматического проектирования электрооборудования автомобилей и тракторов» для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 140607.65 «Электрооборудование автомобилей и тракторов».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на 65 Научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ (Москва, 2007г.). Основные разделы и результаты диссертационной работы обсуждались на заседаниях кафедры «Автотракторное электрооборудование» МГТУ «МАМИ» в период аттестации и на научных конференциях.

На защиту выносятся:

1. Схема замещения электродвигателя постоянного тока с возбуждением от составных магнитов;

2. Диалоговое окно для ввода основных геометрических и обмоточных данных электродвигателей постоянного тока с возбуждением от составных магнитов (ДПТ с СМ);

3. Методика проектирования ДПТ с СМ с определением основных рабочих характеристик;

4. Методика определения степени размагничивания сбегающих краев магнитных полюсов;

5. Схема замещения реверсивного электродвигателя постоянного тока с возбуждением от составных магнитов;

6. Теоретические исследования применения магнитных полюсов составной структуры на примере электропривода на базе ДПТ с СМ, выполненного на базе электропривода вентилятора отопителя 362.3780;

7. Экспериментальные параметры электропривода на базе ДПТ с СМ, выполненного на базе электропривода вентилятора отопителя 362.3780.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, причем 2 в изданиях входящих в перечень ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Работа изложена на 176 страницах машинописного текста и содержит 69 рисунков, 10 таблиц, список литературы из 81 наименования и 4 приложения.

Основные выводы и результаты исследований

В диссертационной работе рассмотрено применение составных магнитов в системе возбуждения электроприводов на базе ДПТ. Рассматривалось применение составных магнитов: когда составные магниты выполнены из разных магнитных материалов и с разными магнитными свойствами; когда составные магниты выполнены в пределах одной и той же марки, но с разными магнитными свойствами.

1. Предложена схема замещения двухполюсного электродвигателя постоянного тока с разбиением полюсов на 5 участков, позволяющая рассматривать магнитные полюса составной структуры в пределах полюсной дуги, когда используются магниты одной или разных марок с разными магнитными свойствами.

2. Усовершенствованна математическая модель, учитывающая особенности конструкции электропривода на базе ДПТ с СМ, которая обработана в C++Builder 6 и скомпилирована в единый комплекс, представляющий собой диалоговое окно для ввода основных геометрических и обмоточных параметров электродвигателя с передачей данных в (111111) IRIS-PC и последующим расчетом основных рабочих характеристик ДПТ.

3. Адекватность разработанной методики проектирования подтверждена результатами экспериментов на серийном электроприводе вентилятора отопителя 362.3780 и на опытном образце электропривода с составными магнитами, выполненного на его базе. Полученная сходимость расчетных данных с характеристиками реально изготовленной машины достаточно велика и расхождение не превышает 5%, что является приемлемым для практического использования показателем точности расчетов.

4. Усовершенствованная методика проектирования обладает достаточной гибкостью расчета, позволяет анализировать и совершенствовать заводские серийные двухполюсные электроприводы на базе ДПТ, путем изменения как физических, так и конструктивных параметров, а также за короткий промежуток времени проводить расчет и получать выходные характеристики новых электроприводов на базе ДПТ с СМ, в том числе реверсивных.

5. Предложена методика, определяющая степень воздействия реакции якоря на сбегающие края магнитных полюсов электродвигателя постоянного тока при пониженных температурах и режиме короткого замыкания.

6. Разработан опытный образец электропривода с составными магнитами, выполненный на базе серийного электропривода вентилятора отопителя 362.3780 с применением на сбегающих краях магнитных полюсов магнитопласта МП65, магнитные свойства которого значительно выше свойства магнитотвердого феррита F3.5C, занимающий большую часть полюсной дуги.

7. Экспериментальное исследование опытного образца, показало, что применение составных магнитов позволило расширить рабочий температурный диапазон от Т=-40°С до Т=-60°С (магнитопласт МП65 занимает 20% от полюсной дуги), что позволяет эксплуатировать электропривод в климатических условиях не только умеренного, но и холодного климата, а также уменьшить расход меди на 5%, при этом сохранить выходные характеристики и геометрические размеры всех деталей электропривода 362.3780 без изменения.

8. Разработанная методика проектирования, в последующем развитии применения составных магнитов в ДПТ, выполненного на базе серийного электропривода 362.3780, позволяет ожидать: а) обеспечения надежной работы электропривода до Т=-40°С (магнитопласт МП65 занимает 20% от полюсной дуги), когда внешний диаметр электродвигателя уменьшен на 8% за счет уменьшения высоты составного магнита на 37%, при этом диаметр якоря остается неизменным; б) уменьшения расхода меди на 5% и обеспечения надежной работы электропривода до Т=-60°С (магнитопласт МП65 занимает 40% от полюсной дуги), когда внешний диаметр электродвигателя уменьшен на 8% за счет уменьшения высоты составного магнита на 37%, при этом диаметр якоря остается неизменным; в) расширения рабочего температурного диапазона от Т=-40°С до Т=-60°С (магнитопласт МП65 занимает 40% от полюсной дуги), повышения выходных характеристик электропривода, повышения удельной мощности Р на 26,6% при неизменной частоте вращения вала (при токе якоря 1а-22 А), по полезному моменту на валу М2 на 30%, а по полезной мощности на валу Р2 на 29%, когда диаметр якоря увеличен на 10,4% за счет уменьшения высоты магнита на 37%, при этом внешние габариты электродвигателя остаются без изменения, расход материалов составного магнита меньше на 34%; г) расширения рабочего температурного диапазона от Т=-40°С до Т=-60°С и уменьшения расхода меди на 5% (по 20% магнитопласта МП65 на каждом крае полюсной дуги), при этом сохранить выходные характеристики серийного электродвигателя и геометрические размеры всех деталей без изменения (электропривод реверсивный); д) обеспечения надежной работы электропривода до Т=-40°С (по 20% магнитопласта МП65 на каждом крае полюсной дуги), когда внешний диаметр электродвигателя уменьшен на 8% за счет уменьшения высоты составного магнита на 37%, при этом диаметр якоря остается неизменным (электропривод реверсивный). е) снижения стоимости магнитных полюсов на 12,5%, при последующем применении на набегающих краях магнитных полюсов магнитного материала той же марки, но с более низкими магнитными свойствами (магнитотвердый феррит 18СА220 занимает 40% от полюсной дуги), при этом выходные характеристики и геометрические размеры всех деталей электропривода на базе ДПТ с ПМ 362.3780 остаются без изменения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Мельников А.Ф., Чижков Ю.П. Конструкция автотракторных электродвигателей: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. М.: МАМИ, 1987. - 22 с.

2. Грузков С.А. Магнитные материалы, обмоточные, монтажные и бортовые провода для систем электрооборудования летательных аппаратов: учеб. пособие / С.А. Грузков, С.Ю. Останин, A.M. Сугробов. М.: Издательство МЭИ, 2005.- 182 с.

3. Куневич А.В., Подольский А.В., Сидоров И.Н. Ферриты: Энциклопедический справочник. В 5 томах. Т. 1. Магниты и магнитные системы. СПб.: Информационно-издательское агентство «ЛИК», 2004. - 358 е.: ил.

4. Мищенко А.С. Перспективные материалы для постоянных магнитов. // www.ndfeb.ru. ООО «Полимагнит», Москва.

5. Гершов И.Ю., Чеботаренко В.Я., Купеев Ю.А. Применение постоянных магнитов из гексаферрита бария в изделиях автотракторного электрооборудования: Заказное издание. М.: НИИНАвтопром, 1973. - 44 с.

6. Постоянные магниты: Справочник / Под ред. Ю.М. Пятина. М.: Энергия, 1980.-488 с.

7. Кенио Т., Нагамори С. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 184 с.

8. Гаршина А.В., Кондратьев В.Н. И др. Особенности конструкции, параметры автотракторных электродвигателей и перспективы их развития: Заказное издание. -М.: НИИНАвтопром, 1976, с. 22 50.

9. ОСТ 11 0841-91. Ферриты магнитотвердые. Марки и основные параметры. — М.: Отраслевой стандарт, 1992.

10. Походенко Д.П. Как выбрать подходящий магнит.// www.ndfeb.ru. ООО «Полимагнит», Москва.

11. Кирко И.М. О подобии и аналогии электромагнитных явлений // Труды ин-та физики АН Латв. ССР: Физика. 1954, вып. 7, с. 5-28.

12. ГОСТ 24063-80. Ферриты магнитотвердые. Марки и основные параметры. М.: Изд-во стандартов, 1981.

13. Кацман М.М. Электрические машины: Учеб. для электротехн. средн. спец. учебных заведений / М.М. Кацман. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2002. - 469 с: ил.

14. Акимов С.В., Москалев В.В. Во избежание размагничивания магнитов электродвигателей. — М.: Автомобильная промышленность, №9, 1994. -26-27 с.

15. Определение воздействия поля якоря на поле полюсов в электродвигателях с постоянными магнитами: Протокол исследований / Лаб. электродвигателей НИИАвтоприборов. Per. №ОП-8/21-87. - М., 1987. - 15 с.

16. Au 73-е Salon de l'auto et de Moto // Auto-Volt. 1986, №611, p.48-58.

17. Ермолин Н.П. Расчет коллекторных машин малой мощности. 2-е изд. - Л.: Энергия, 1973. - 216 с.

18. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф., Ларионов А.Н. Электрические машины с постоянными магнитами. М. - Л.: Энергия, 1964. - 480 с.

19. Мельников А.Ф., Чижков Ю.П. Расчет электродвигателей малой мощности: Метод, указания к курсовому и дипломному проектированию. М.: МАМИ, 1986.-56 с.

20. Рабочий формуляр по расчету электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов. — М.: НИИАвтоприборов, 1978. — 25 с.

21. Электрооборудование автомобилей: Справочник / Под ред. Ю.П. Чижкова. -М.: Транспорт, 1993, с. 6-8, 124-131.

22. Акимов С.В., Здановский А.А. и др. Справочник по электрооборудованию автомобилей. — М.: Машиностроение, 1994. 544 с.

23. Odor F., Mohr A. Two-component magnets for DC motors // IEEE Transactions on Magnetics. -1977, vol. 13, №5, p. 1161-1162.

24. Арнольд Э. Машины постоянного тока. Т. 1 и 2. - М. - Л.: Гостехиз-дат, 1931.-496 с. и 508 с.

25. Fischer W. Betrachtungen zum Aufbau des elektrischen Flugzeugbordger-ate nach dem Drehspulprinzip // Luftfahrt-Forschung. 1939, Bd 16, №7, s.391-401.

26. Кантер А.С. Постоянные магниты. -М. Л.: ОНТИ, 1938.

27. Кантер А.С. К расчету магнитных цепей с возбуждением постоянными магнитами // Изв. АН СССР: Техника. 1945, №6, с.523-530.

28. Кантер А.С. К расчету постоянных магнитов // Электричество. — 1935, №17, с.34.

29. Сенкевич A.M. Постоянные магниты: Пособие к проектированию. -ВВИА им. Жуковского, 1947.

30. Ротерс Г. Электромагнитные механизмы: Пер. с англ. — М.: Госэнер-гоиздат, 1949.

31. Проектирование электрических машин: Уч. для вузов / Под ред. И.П. Копылова. 2-е изд., т. 1 и 2. -М.: Энергоатомиздат, 1993, с.7-18 и с. 120-220.

32. Погожев С.А. Расчет постоянных магнитов кольцеобразной формы // Электричество. 1939, №8, с.63.

33. Fahlenbrach Н. Die Dauermagnete und ihre Anwendung in der Praxis // Metall. 1953, Jg 7, №11/12, s.413-421.

34. Hadfield D. Permanent magnet design. Special consideration affecting electrical instruments // El. Times. 1947, vol. 111, №2889-2891.

35. Underhill E.M. Permanent magnet design // Electronics. — 1943, vol.3, p.1147-1150.

36. Tenzer R.K. Estimating leakage factors for permanent magnets from geometry of magnetic circuit // El. Manufacturing. 1957, vol.59, №2, p.94-97.

37. Evershed S. Permanent magnets in theory and practice // ЛЕЕ. 1920, vol.58, p.780-825.

38. Michel A., Veyret L. Etude de Г influence de la form des aimants sur le magnetisme remanent // Revue general El. 1924, t.15, p.43.

39. Merz L. Kernmagnetmesswerke als Storm- and Spannungsmesser / Arch, techn. Messen. 1948, s.721-729.

40. Reynst M.F., Langendam W.T. Design of ferroxdure loudspeaker magnets // Philips techn. Rev. 1962/1963, vol. 24, №4/5, p.150-156.

41. Арнольд P.P. Расчет и проектирование магнитных систем с постоянными магнитами. М.: Энергия, 1969. - 184 с.

42. Пику Р. Постоянные магниты. Расчет и техника применения / Пер. с франц.-М.:ГНТИ, 1931.

43. Бессонов J1.A. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. 9-е изд., перераб. и доп. - М.: «Высшая школа», 1996. - 638 с.

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

45. Сливинская А.Г., Гордон А.В. Постоянные магниты. М. - Л.: Энергия, 1965.-128 с.

46. Сливинская А.Г. Проницаемость формы цилиндров и призм // Труды МЭИ: Электромеханика. -М.: Госэнергоиздат, 1956, вып. 16.

47. Буль Б.К. Основы тории и расчета магнитных полей. М.: Энергия,1964.

48. Захаров Ю.С. О влиянии реакции якоря на работу двигателей постоянного тока с постоянными магнитами // Электричество. — 1958, №10.

49. Москалев В.В. Использование цепных математических моделей в автоматизированном проектировании двигателей постоянного тока с ферритовы-ми магнитами: Дис. . канд. тех. наук. — Москва, 1995.

50. Акимов С.В. Расчет изделий автотракторного электрооборудования и электроники по схемам замещения на ЭВМ: Учебное пособие по курсу «Теория, конструкция и расчет автотракторного электрооборудования». — М.: МА-МИ, 1995.-68 с.

51. Штелтинг Г., Байссе А. Электрические микромашины: Пер. с нем.: — М.: Энергоатомиздат, 1991. -229 е.: ил.

52. Конструкция автомобиля. Том IV. Электрооборудование. Системы диагностики. Учебник для вузов / С.В. Акимов, В.А. Набоких, Ю.П. Чижков; Под общей ред. доктора техн. наук, профессора А.Л. Карунина М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 480 е., ил.

53. Копылов И.П. Электрические машины: Учеб. для вузов / И.П. Копылов. 3-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2002. - 607 с.

54. Акимов С.В., Борискин П.И. Схема замещения со смешанными магнитами // 65 Научно-методическая и научно-исследовательская конференция. — Москва МАДИ (ГТУ), 2007.

55. Акимов С.В., Москалев В.В. Использование пакета прикладных программ IRIS-PC в автоматическом проектировании автомобильных двигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. М.: Труды НИИ-АЭ, вып. 71, 1994. -79-86 с.

56. Бородулин Ю.Б., Попов Г.В. Математические методы в САПР электрических машин: Уч. пособие. Иваново: ИвГУ, 1986. - 80 с.

57. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины: Учебник для вузов. М.: Энергия, 1980. - 928 с.

58. Универсальный метод расчета электромагнитных процессов в электрических машинах / Под ред. А.В. Иванова-Смоленского. М.: Энергоатомиз-дат, 1986.-216 с.

59. Хорошавина С.Г. Справочник по физике. / Серия «Учебники, учебные пособия». Ростов н/Д: «Феникс», 2002. - 384 с.

60. Акимов С.В., Борискин П.И. Расчет автотракторных электродвигателей с возбуждением от составных магнитов по схемам замещения // Электроника и электрооборудование транспорта. 2007, №1, с. 12-13.

61. Удалов Н.Н., Разевиг В.Д. Программа анализа нелинейных радиоэлектронных схем на ЕС ЭВМ: Уч. пособие. М.: МЭИ, 1981. - 90 с.

62. Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов / И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев; Под ред. И.П. Копылова. 3-е изд., испр. и доп. - М.: Высш. шк., 2002. - 757 е.: ил.

63. Электротехнический справочник: В 4 т. Т.4. Использование электрической энергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). 8-е изд., испр. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2002. - 696 с.

64. Архангельский А.Я. Программирование в C++Builder 6. М.: «Издательство БИНОМ», 2003 г. - 1152 е.: ил.

65. Архангельский А.Я. C++Builder 6. Справочное пособие. Книга 2. Классы и компоненты. М.: Бином-Пресс, 2002 г. - 528 е.: ил.

66. Борискин П.И. Использование диалогового окна для расчета электродвигателя постоянного тока с возбуждением от составных магнитов // Электроника и электрооборудование транспорта. — 2008, №3, с. 12-14.

67. Промышленная группа «Автоком». Калужский завод авто электрооборудования // www.kzae.ru.

68. ТУ 37.459.269-2001. Электровентилятор отопителя. Технические условия.

69. Техническая справка по результатам измерения электромеханической характеристики электровентиляторов 362.3780 // ОАО «КЗАЭ», г. Калуга, 18 апреля 2007 г.

70. ГОСТ Р 52230-2004. Электрооборудование автотракторное. Общие технические условия. М.: ИПК Издательство стандартов, 2004.

71. Магнит постоянный дугообразный. Технические условия. ТИВД 29.21.51.22 ТУ.-М.: 2006.

72. ООО «Поволжский магнитный центр».// http://www.amtc.ru.

73. Предприятие «Валтар». Производство редкоземельных магнитопла-стов из сплава неодим-железо-бор (Nd-Fe-B) // http://www.valtar.ru.

74. Борискин П.И. Расширение температурного диапазона работы автотракторных электродвигателей применением постоянных составных магнитов возбуждения // Известия МГТУ «МАМИ». Научный рецензируемый журнал. -М., МГТУ «МАМИ», №2(4), 2007. 316 с.

75. Using permanent magnets at low temperatures // Technotes. ARNOLD (The magnetic products group of sps technologies). TN 0302 p.l June 2003.

76. Борискин П.И. Расчет электродвигателей постоянного тока с составными магнитами по схеме замещения на ЭВМ: Учебное пособие к выполнению курсового и дипломного проектирования. М.: МГТУ «МАМИ», 2008, - 28 с.

77. ООО «Полимагнит» // http://www.amtc.ru.

78. Ютт В.Е. Электрооборудование автомобилей. Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп., — М.: Горячая линия - Телеком, 2006. - 440 е.: ил.

79. Акимов С.В., Чижков Ю.П. Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов. М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2003. - 386 е.: ил.

80. Электротехнический справочник: В 4 т. Т.4 Использование электрической энергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). 8-е изд., испр. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2002. - 696 с.