Методология и принципы автоматизированного проектирования электрических машин с постоянными магнитами электроприводов биотехнических систем

Работкина, Ольга Евгеньевна

Системы автоматизации проектирования (по отраслям)

автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Методология и принципы автоматизированного проектирования электрических машин с постоянными магнитами электроприводов биотехнических систем

доктора технических наук: Работкина, Ольга Евгеньевна
город: Воронеж
год: 2003
специальность ВАК РФ: 05.13.12

Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Методология и принципы автоматизированного проектирования электрических машин с постоянными магнитами электроприводов биотехнических систем»

Автореферат диссертации по теме "Методология и принципы автоматизированного проектирования электрических машин с постоянными магнитами электроприводов биотехнических систем"

На правах рукописи

РАБОТКИНА Ольга Евгеньевна

МЕТОДОЛОГИЯ И ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ БИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Специальность: 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Воронеж - 2003

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете

Научный консультант Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Фролов Вадим Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Подвальный Семен Леонидович;

доктор технических наук, профессор Сахаров Юрий Серафимович;

доктор технических наук, профессор Юрочкин Анатолий Геннадиевич

Ведущая организация Курский государственный

технический университет

Защита состоится 28 ноября 2003 г. в 1600 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.03 Воронежского государственного технического университета по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан «_»_2003 г.

О.В. Родионов

^оздц

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Электродвигатели с возбуждением от посто- I

янных магнитов находят широкое применение в современных системах автоматики, устройствах магнитной записи, оптике, регистрирующей аппаратуре и т.д. Однако, несмотря на значительное количество научных работ, посвященных управляющим машинам, практически отсутствуют работы по реализации принятой стратегии управления биотехнических системах с применением технических устройств, задача которых состоит в том, чтобы возможно оперативнее и . точнее устанавливать выбранные режимы при управлении нарушенными функ- \ циями организма с помощью искусственных органов, при поддержании жизнедеятельности организма в экстремальных условиях, при создании биоуправ- \ ляемых роботов-манипуляторов. Одним из перспективных электродвигателей 1 электроприводов таких биотехнических систем является электродвигатели с ! возбуждением от постоянных магнитов, обеспечивающие минимальную величину неравномерности мгновенной частоты вращения с малогабаритными и низкими энергетическими показателями и электродвигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов при полом якоре, позволяющие создавать быстродействующие и высокоточные электроприводы биотехнических систем.

Таким образом, актуальность проблемы исследования заключается в необходимости разработки методологии формирования математического обеспечения САПР, моделей и алгоритмов автоматизированного проектирования прецизионных и малоинерционных электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов, обеспечивающих создание быстродействующих и высокоточных электроприводов биотехнических систем.

Повышение эффективности систем проектирования заданного целевого направления во многом зависит от создания адекватного математического обеспечения процедур анализа и синтеза проектных решений. При этом существенную роль играют методы структурного и параметрического синтеза, а так же методы математического программирования для расчета оптимальных значений проектируемых параметров.

Указанные особенности объектно-ориентированных САПР в полной мере относятся к проектированию управляющих машин, где в качестве объекта проектирования ключевыми элементами являются электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов. I

Работа выполнена в соответствии с одним из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «Системы автоматизированного проектирования и автоматизации производств». '

Целью работы является разработка комплекса моделей и алгоритмов в рамках САПР прецизионных и высокобыстродействующих электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов приводов биотехнических систем.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

проанализировать особенности проектирования синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов биотехнических систем (БТС) с учетом критерия оценки неравномерной мгновенной частоты вращения синхронных машин;

разработать алгоритмы синтеза синхронных машин с возбз'ждением от постоянных магнитов с заданными динамическими характеристиками в режиме малых колебаний ротора;

сформировать оптимизационную модель прецизионных синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов и разработать методы и алгоритмы оптимального проектирования при минимизации машинного времени;

построить математические модели и сформировать критерии оптимального проектирования синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов по массогабаритным и электрическим характеристикам;

разработать методику оптимального проектирования постоянных магнитов, сформулировать оптимизационную модель и критерии оптимального проектирования высокобыстродействующих электродвигателей постоянного тока с полым якорем;

разработать структуру автоматизированной системы, информационное обеспечение оптимального проектирования прецизионных и быстродействующих электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов электроприводов биотехнических систем;

провести апробацию методов, моделей и алгоритмов автоматизированного проектирования синхронных машин с возбуждение от постоянных магнитов в условиях производства.

Методы исследования. Для решения поставленных задач были использованы положения теории электрических машин, автоматизированных систем проектирования, математического моделирования, аппарат вычислительной математики и нелинейного программирования. Теория магнитных, электрических и тепловых полей и электродинамики сплошной среды, а также прямые вариационные методы математического анализа.

Научная новизна. В работе получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:

методология автоматизированного проектирования электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов электроприводов биотехнических сис-

тем, позволяющая обеспечивать параметры и характеристики электродвигателей при заданных значениях стабильности частоты вращения и быстродействия за счет оптимального управления процессами проектирования и изготовления электродвигателей;

математическая модель синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов в режиме малых колебаний ротора, позволяющая исследовать динамические и стационарные режимы работы электродвигателя;

процедура построения математических моделей, позволяющая формировать аналитические зависимости для определения характеристик свободных и вынужденных колебаний ротора синхронных машин;

метод оптимального проектирования прецизионных синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов, обеспечивающий гарантированную сходимость решения к локальному минимуму при минимальных затратах машинного времени;

алгоритмические процедуры системы функционирования автоматизированного проектирования по критериям массогабаритных и электрических характеристик синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов, основанные на многоуровневой схеме рационального перебора и численных методах решения лимитеров;

методика и алгоритмы проектирования постоянных магнитов малоинерционных электродвигателей постоянного тока с полым якорем, обеспечивающие оптимальность по высокому- быстродействию при ограничениях на устойчивость конструкции;

структура автоматизированной системы, информационное обеспечение оптимального проектирования прецизионных и быстродействующих электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов электроприводов биотехнических систем, обеспечивающие снижение затрат на проектирование, повышения уровня технико-экономических показателей.

Практическая значимость работы. На основе предложенных моделей и алгоритмов анализа и оптимизации синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов с заданными динамическими характеристиками разработан алгоритм синтеза и математические модели в режиме малых колебаний ротора по массогабаритаым и электрическим характеристикам.

Разработаны средства формирования информационного обеспечения при автоматизированном проектировании синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов и электродвигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов, которые позволяют проектировщикам оперативно получать требуемые характеристики в зависимости от конструктивных решений. Применение разработанных моделей и алгоритмов оптимального проектирования позволяет сократить сроки и трудоемкость их проектирования, повысить

качество разработки, способствовать наиболее полному удовлетворению требований технического задания.

Предложена процедура оптимального распределения машинного времени автоматизированных рабочих мест при проектировании электродвигателей приводов биотехнических систем.

Результаты исследования внедрены на АО НПК(о) «Энергия» с ожидаемым годовым экономическим эффектом 49335 р., а также в учебный процесс кафедр «Систем автоматизированного проектирования и информационных систем» и «Системного анализа и управления в медицинских системах» Воронежского государственного технического университета.

Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертации докладывались и обсуждались на Всероссийской конференции «Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах» (Воронеж, 1997-2003); Международной научно-практической конференции «Современные сложные системы управления» (Липецк, 2002; Старый Оскол, 2002, Воронеж, 2003); Всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 1996-2003); на научно-методических семинарах кафедр «Системный анализ и управление в медицинских системах» и «Системы автоматизированного проектирования и информационные системы» Воронежского государственного технического университета (1996-2003).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 56 печатных работах, в том числе в двух монографиях и 8 статьях в журналах, рекомендованных списком ВАК.

В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [1, 13, 14, 19, 21-25, 28, 29, 32, 38] -постановка задачи, алгоритмизация формирования информационных массивов автоматизированного проектирования, формирование оптимизационной задачи по критериям массогабаритных и электрических характеристик синхронных машин с возбуждением; [4, 8, 9, 20, 34, 35, 39, 47] - процедура автоматизированного проектирования постоянных магнитов в электродвигателях с полым якорем, формирование критериев оптимальности по быстродействию и устойчивости электродвигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов, методика автоматизированного проектирования и оптимизация машинного времени АРМ при проектировании.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 163 наименований, приложения. Основная часть работы изложена на 231 странице, содержит 67 рисунков и 29 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость полученных в работе результатов.

В первой главе рассматриваются особенности проектирования синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов (СМПМ). На стадии предварительного проектирования этот процесс включает в себя выбор и исследование магнитных свойств применяемых материалов, определение оптимальной формы ротора СМПМ и их параметров, которые в совокупности обусловливают электрические и массогабаритные характеристики электрических машин. При автоматизированном проектировании СМПМ имеет место блочно-иерархический подход, заключающийся в расчленении проектируемой системы на иерархические уровни и позволяющий на каждом уровне формулировать и решать задачи приемлемой сложности. В этой связи можно выделить следующие уровни проектирования СМПМ: уровень моделирования магнитных свойств применяемых материалов, которые в значительной степени определяют параметры электрических машин, уровень моделирования их составных частей (геометрические и магнитные характеристики), а также уровень описания машины в целом, где основное внимание уделяется моделированию связей между ее элементами. Рассмотрены критерии оптимального проектирования СМПМ, согласно которым основная сложность математического моделирования СМПМ связана с неоднозначностью описания магнитного состояния ее ротора.

На основании анализа известных результатов исследований причин возникновения и методов уменьшения неравномерности мгновенной частоты вращения (НМЧВ) ротора синхронного микроэлектродвигателя с возбуждением от постоянных магнитов показано, что достаточно простым и эффективным способом повышения равномерности мгновенной частоты вращения СМПМ является снижение его восприимчивости к воздействию дестабилизирующих факторов путем изменения характеристик электродвигателя как колебательной системы. Указанная цель достигается здесь только выбором соответствующего оптимального соотношения электромагнитных параметров электродвигателя на этапе его проектирования, тем самым определяя отличие процесса проектирования прецизионного СМПМ от обычного силового.

Далее рассматриваются системы автоматизации управления физиологическими функциями организма в патологии и при экстремальных нагрузках, которые реализуются как биотехнические системы. Обоснован выбор типов электродвигателей приводов биотехнических систем, определены требования к

ним и особенности автоматизированного проектирования прецизионных синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов и быстродействующих электродвигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов с полым якорем, являющиеся одними из перспективных отечественных электродвигателей приводов биотехнических систем.

В биотехнических системах электродвигатели в зависимости от назначения должны обладать, с одной стороны, стабильностью частоты вращения за счет компенсации дестабилизирующих факторов, а с другой, должны быть ши-рокорегулируемые и быстродействующие, проектирование которых связано с трудностью регулирования магнитного потока возбуждения в зависимости от конструктивных особенностей электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов.

Так как вопросы автоматизированного проектирования электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов с помощью ПЭВМ для биотехнических систем практически не разработаны, то возникает необходимость решения целого круга проблем, связанных с этим: 1) формализация задачи проектирования; 2) выбор независимых переменных оптимизации; 3) выбор целевой функции оптимизации; 4) формулировка ограничений на задачу оптимизации, позволяющая достаточно полно учесть все требования к рабочим характеристикам электродвигателя и ограничений физического и технологического характера; 5) выбор алгоритма численного метода оптимизации, наиболее удовлетворяющего специфике решаемой задачи; 6) разработка общей схемы и методики проектирования прецизионных и высокобыстродействующих электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов.

Во второй главе рассматриваются оптимизационные модели и алгоритмы автоматизированных процедур проектирования прецизионных синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов, сформирована обобщенная модель синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов, получена математическая модель и сформированы критерии массогабаритных и электрических характеристик оптимального проектирования синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов, рассмотрены методы оптимального проектирования.

Показано, что исследование и оптимизацию колебательных характеристик целесообразно проводить с помощью идеализированной математической модели синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов, в режиме малых колебаний ротора, которая отличается тем, что количество короткозамк-нутых контуров на полюс является нецелым числом, а их расположение несимметрично относительно оси полюсов обмотки возбуждения.

На основе уравнений, описывающих процесс преобразования энергии в принятой физической модели СМПМ, построена математическая модель, по-

зволяющая исследовать динамические и стационарные режимы работы электродвигателя, а также сформировать зависимости для определения основных характеристик свободных и вынужденных колебаний ротора СМПМ.

Уравнения, описывающие процесс преобразования энергии в принятой физической модели СМПМ, имеют вид:

р в.?

{я+^-т

+ мя=£7д7>

" 2 'дЗ

(1)

где и, I - векторы мгновенных значений напряжений и токов обмоток модели;

- матрицы активных сопротивлений и индуктивностей обмоток модели; I, Р, М„ - момент инерции ротора, число пар полюсов модели, момент нагрузки на валу; I, - транспонированный вектор токов. Следовательно, построение математической модели СМПМ сводится к формированию матриц К и Ь с учетом электрической и магнитной связи между всеми обмотками физической модели.

Так как обмотки статора и ротора симметричны, то токи нулевой последовательности и ток 1-го к.з. контура не участвуют в создании электромагнитного момента, и ими можно пренебречь. В результате преобразования получим уравнения математической модели СМПМ в следующем виде:

где

р йг2

Ёх, " д& "

со вал

8Н1Й*

О О

'¿в

г а

л,

Я,

(2)

с г

Преобразуем уравнения модели СМПМ (2) к (3, q. Преобразованные уравнения равновесия напряжений и моментов идеализированной модели СМПМ запишутся как

где

к л л

--- + м„

р Л2 " 2

сов(й# - 9) 5Ш(<У/ - 9)

Так как роторные обмотки модели имеют число витков, отличное от числа витков статора, то возникает необходимость приведения уравнений к статоРУ-

В результате преобразований получим уравнения математической модели СМПМ (с аксиальным и радиальным расположением магнита):

. <19

<ь

<19 Л

' л Л <к

_ т с! ,.<19 <1 [тт

Я. + Ь,— М--М— л —

* <Й Л А \ 2

¿9 А

М-

м-

+м« = - А, )гЛ + ^" ¿/М* + а/Т1»1'« ^ •

(4)

, с/ , ¿9 г Л

— ^ л А

* + 'л ' А

„ , а а

г А/— Л, +1 — *л

' А 5 л

"л + а

« «

2 " а

л А

* л

Р л2

+ М„ = - К;', + ~ ЬМ* +

Iт .

(5)

Экспериментальные исследования для СМПМ с аксиальным расположением магнита (СМПМА) показали, что Ьа « М, поэтому можно принять Хдкх^х, и с учетом этого допущение уравнения математической модели СМПМ (с аксиальным и радиальным расположением магнита) запишутся в виде:

и, 1 + хр -хрЗ х„,р -хтр&

и, хрд 1 + хр х„,р9 хтР

ХтР Р+ХцР

Х„,Р р + ххр

Нр2& + м = —(у« ~ + \ .

и, \+хлр -хчр& Х,пЛР ~хтР®

и„ хлр9 1 + хчр хтр

хыР Р + Х</хР

Х«щР Р+Х„ЯР

ерЗ

чя

(7)

нр2э + /1 ■■

X а „

-'Л+-

Таким образом, математическая модель СМПМ описывается уравнениями (6) - с аксиальным расположением магнита, (7) - с радиальным расположением магнита, в которые входят 7 безразмерных параметров х, у, ст5, ак, е, р, Н.

В третьей главе получены и проанализировали аналитические выражения для определения неравномерности мгновенной частоты вращения (НМЧВ) ротора СМПМ от основных дестабилизирующих факторов эксплуатационного, конструктивного и технологического характера. Анализ этих зависимостей показывает, что целесообразно принять в качестве количественного показателя степени восприимчивости СМПМ к основным дестабилизирующим факторам линейную комбинацию следующих параметров: значения АЧХ на частоте вращения; коэффициентов, определяющих НМЧВ от несимметрии и несинусоидальности питающего напряжения и несимметрии витков обмотки статора.

Несимметрия питающего напряжения по амплитуде и фазе вызывает до-

вольно значительные колебания мгновенной частоты вращения с двойной частотой питания. При несимметрии амплитуд фазных напряжений порядка 10 % или несимметрии фазных углов около 5 %, амплитуда НМЧВ ротора СМПМ достигает значения (2-5)-10"3.

При несинусоидальном напряжении питания, в случае трехфазной машины, наиболее существенное влияние на НМЧВ ротора СМПМ оказывают 5- и 7-я гармоники, которые вызывают колебания мгновенной частоты вращения ротора с шестикратной частотой питания. При амплитудном значении этих гармоник порядка 10 % от амплитуды первой гармоники фазного напряжения питания НМЧВ ротора СМПМ достигает величины (1-2)-10"\ Следовательно, для уменьшения НМЧВ СМПМ при несинусоидальном напряжении питания необходимо применение специальных мероприятий по уменьшению 5- и 7-й гармоник в спектре кривой питающего напряжения.

НМЧВ от переменного момента нагрузки определяются, в основном, формой амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) вынужденных колебаний ротора СМПМ. Чем ближе частота колебаний момента нагрузки к собственной частоте колебаний ротора и чем больше при этом значение АЧХ, тем больше НМЧВ. Как правило, наиболее существенное влияние на НМЧВ оказывает переменная составляющая момента нагрузки с частотой, равной частоте вращения электродвигателя, возникающая из-за небаланса и неточностей сопряжения вала СМПМ и нагрузки. Поэтому за количественную меру формы АЧХ вынужденных колебаний ротора СМПМ целесообразно принять ее значение при частоте раскачивающей силы, равной частоте вращения ротора СМПМ.

Неравномерность мгновенной частоты вращения электродвигателя при воздействии на него эксплуатационных дестабилизирующих факторов определяется как величиной дестабилизирующего фактора, так и соответствующим коэффициентом К, зависящим от соотношения его электромагнитных параметров. Обозначим коэффициент К следующим образом: К„ - коэффициент К для случая несимметрии питающего напряжения по амплитуде и фазе; Кс - коэффициент К(О) при несинусоидальном напряжении питания для П = 6; К„ - значение амплитудно-частотной характеристики вынужденных колебаний ротора СМПМ К(£7) при частоте, равной синхронной частоте вращения.

Наиболее значительно влияют на величину К„ и Кс параметры Н, х и б, практически не влияет параметр р.

Для упрощения расчетов, так же как и для характеристик колебательного процесса, получены простые аппроксимирующие выражения, связывающие коэффициенты К„, Кс, К„ с параметрами СМПМ в виде

7 7 7

у=к+Е2Х*,*,, (8)

1=1 1=1 у=1

где у - значение коэффициента Кн, Кс или Кв; х - параметры СМГТМ (х, у, ст5, ая, е, р,Н).

Анализ аналитических выражений для расчета НМЧВ от основных дестабилизирующих факторов показывает, что законы их изменения от электромагнитных параметров СМПМ весьма разнообразны. Поэтому в качестве количественного показателя степени восприимчивости к основным дестабилизирующим факторам целесообразно принять следующую величину:

= <Х1КВ + а2Кн + а3Кс + а4Кнв, (9)

где аь а2, а3, а4 - соответствующие весовые коэффициенты, определяющие степень важности того или иного показателя.

Обычно весовые коэффициенты следует выбирать из условия обеспечения равного порядка величины всех коэффициентов.

Основным условием обеспечения постоянства амплитуды и частоты раскачивающих сил, вызываемых конструктивными дестабилизирующими факторами, при изменении электромагнитных параметров СМПМ является сохранение схемы обмотки статора, геометрии зубцовой зоны машины и амплитуды первой гармоники м.д.с. статора.

Проведен анализ раскачивающих сил, вызванных технологическими дестабилизирующими факторами, который показал следующее.

Для технологических дестабилизирующих факторов, приводящих к искажению формы воздушного зазора машины, условие сохранения величины раскачивающих сил сводится, как и для конструктивных дестабилизирующих факторов, к обеспечению постоянной величины удельной магнитной проводимости воздушного зазора двигателя и м.д.с обмотки статора.

На НМЧВ ротора СМПМ существенное влияние оказывает несимметрия чисел витков обмотки статора. Она вызывает появление составляющих НМЧВ с двойной и четырехкратной частотой питания, причем последняя составляющая весьма незначительна по амплитуде и имеет место только для СМПМР. При несимметрии чисел витков обмотки статора в 10 % НМЧВ ротора СМПМ достигает значения (5-8)-10'3.

Показано, что задача проектирования прецизионного СМПМ, максимально невосприимчивого к воздействию дестабилизирующих факторов, может быть сформулирована как задача нелинейного математического про-

граммирования. Критерием оптимальности здесь выступает количественный показатель степени восприимчивости двигателя к дестабилизирующим факторам, а независимыми переменными проектирования - геометрические размеры и обмоточные данные машины. Основными ограничениями, накладываемыми на область определения независимых переменных прецизионного СМПМ в процессе его проектирования, являются: обеспечение физической соразмерности геометрических размеров машины, дискретный выбор диаметра обмоточного провода и числа витков обмотки статора, допустимая величина степени размагничиваемое™ постоянного магнита при его стабилизации, ограничение плотности тока в обмотке статора, обеспечение минимально-допустимой величины момента входа в синхронизм и пускового момента.

В четвертой главе рассматриваются автоматизированные процедуры расчета и оптимизации параметров СМПМ по критериям массогабаритных и электрических характеристик. Алгоритмические процедуры основаны на многоуровневой схеме рационализированного перебора и численных методах решения лимитеров.

Предложенный метод оптимального проектирования прецизионных СМПМ обеспечивает гарантированную сходимость решения к локальному минимуму при незначительных затратах машинного времени.

Для реализации процедуры автоматизированного проектирования сформируем критерии оптимального проектирования СМПМ, согласно которым основная сложность математического моделирования СМПМ связана с неоднозначностью описания магнитного состояния ее ротора.

Основные уравнения СМПМ с целью использования в подсистеме автоматизированного моделирования представлены в виде модулей, обеспечивающих возможность использования численных методов.

Для обмотки статора ш - фазной СМПМ мгновенные значения напряжений на зажимах фаз иа, ив, ис,..., ит выражаются следующими уравнениями в матричной форме:

где |Р|| и ||г||> ЦУЦ - матрицы мгновенных значений соответственно фазных напряжений, токов, потокосцеплений, г - активное сопротивление фазы обмотки статора.

Математическое описание п контуров успокоительных обмоток по продольной оси:

(8)

ыны1ы=°.

(9)

где Ш

матрицы соответственно потокосцеплении, активных

сопротивлений и токов успокоительных обмоток.

Потокосцепления фаз обмотки статора определяется моделью

и=11*

(10)

где

Хаа ХаЪ Хас Хам ХаЫ ' ■• Хаш1

= ХЬа ХЬЬ ХЬс ХЬи хьы • •• ХЬпН

Хса ХсЬ Хсс Хсм Хс1<1 •• ХШ

П =

При этом хаа, хьь, хсс - полные индуктивные сопротивления фаз. Остальные индуктивные сопротивления являются сопротивлениями взаимоиндукции между соответствующими фазами статора и контурами ротора. По аналогии сформированы уравнения для потокосцелений контуров ротора:

V. = хлш1ма +х,шг„ + хмЬц +хис1с + *„,/,,, +хлХ, +... + хш11тГ (11) хма - полное индуктивное сопротивление, а все остальные индуктивные сопротивления - сопротивления взаимоиндукции.

Для п успокоительных обмоток потокосцепления по продольной оси модель имеет следующий вид:

1 = 1ЫМ 02)

Дополнительно формализованы полученные автором условия того, что взаимная индуктивность имеет наибольшее значение, если ось полюсов отстает от фазы а на 30° или опережает на 30° фазу Ъ, а наименьшее значение будет при расположении оси полюсов посередине между этими фазами, т.е., если ось полюсов опережает фазу или отстает от фазы Ъ на 60°:

х<1 -хд х(1 - хд

-со52(у,-30°)

(13)

4 2

где хд, х, - синхронные индуктивные сопротивления по продольной и поперечным осям, уа - угол поворота ротора.

Модели СМПМ приведены к осям (1, я, вращающимся вместе с ротором. При этом периодические коэффициенты исключаются, и дифференциальные уравнения преобразуются в уравнения с постоянными коэффициентами. Для обмотки статора в модель введены уравнения равновесия напряжений

+ а>г¥<1>

(14)

¿У,

где о)г ~ - угловая частота вращения ротора. Последнее уравнение записано для составляющих нулевой последовательности:

*=1

(15)

Учтены особенности математического описания вентильных СМПМ в виде следующей системы уравнений

мчи11н

п.

(16)

где

и =

'л

-7-1 =

'о

'с

I Еи*/"-

£-0

(•О {-О

где 4 - порядок гармонических составляющих напряжений якорного и индукторного контуров; 9а, 0М, 0О, - частоты основных гармонических составляющих напряжений; 0 = 2тшр - частота коммутации секций якорной обмотки; к -

порядок гармонических составляющих в рядах коэффициентов само- и взаимо-индуктивностей; 0 - индекс постоянных составляющих матриц и параметров.

Предложены процедуры автоматизированного определения параметров модулей математического описания СМПМ. Для повышения точности моделирования использованы выражения для расчета проводимостей рассеяния с учетом величины нагрузки СМПМ.

Пятая глава посвящена алгоритмизации процесса оптимального проектирования электродвигателей постоянного тока с полым якорем и возбуждением от постоянных магнитов по критерию быстродействия.

Изложена методика проектирования данного типа электродвигателей по быстродействию, сформированы критерии оптимального проектирования и рассмотрена процедура оптимального автоматизированного проектирования быстродействующих электродвигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.

При проектировании электродвигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов ставится задача их проектирования по максимальной мощности с высоким быстродействием и минимумом расхода магнитных материалов. Эта задача является многокритериальной при наличии противоречивых критериев и ряда ограничений, для решения которой определена человеко-машинная процедура проектирования.

При повышении быстродействия электродвигателя постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов с полым якорем уменьшается механическая устойчивость конструкции электродвигателя, что влечет за собой ограничения на отношение активной длины якоря к его диаметру:

к 2С'

(17)

где и - активная длина якоря; С - средний радиус полого якоря.

При проектировании исполнительных быстродействующих электродвигателей стремятся к увеличению X. Фактором, ограничивающим относительную величину X, является механическая устойчивость конструкции. Исходя из условия минимального расхода провода необходимо иметь минимальный периметр секций при заданной площади полюса. Это условие выполняется при

7Г

2-р

где р — число пар полюсов.

(18)

Следовательно, возникает оптимизационная задача при минимизации электромеханической постоянной времени ТМ1 с ограничением по устойчивости (р (х|, л'2, •■•. хп), где Х\, хг, ..., х„ - параметры, характеризующие механические характеристики электродвигателя:

Tw, -* min, (19)

* <РАХ,,х2>...,Х„)< SJm^,j = \7п, где - допустимые пределы.

Современные магнитные материалы для постоянных магнитов достаточно дороги и значительно влияют на стоимость проектируемой машины. Поэтому важно уметь оценивать степень использования материала постоянного магнита на стадии проектного расчета машины. В качестве критерия эффективности примем

^ Ф2*5

K^—j—, (20)

где Ф — рабочий магнитный поток машины, Bö; S — сечение меди якоря, м2; / — длина полувитка секции обмотки якоря, м.

Электрическая машина, имеющая максимум критерия Кэ, будет иметь и максимум мощности на единицу объема.

Однако при проектировании магнитной системы еще неизвестны обмоточные данные якоря, поэтому необходимо использовать критерии, характеризующие магнитную систем}'. Так, исходя из максимума энергии магнитного поля в воздушном зазоре получаем

<21>

где р — число пар полюсов магнита; Ф - магнитный поток с полюсом постоянного магнита в зазоре 5, Вб; <5 - рабочий зазор, м; S - площадь полюса, м2; р0 -магнитная проницаемость вакуума.

Кроме этого, важно оценить такой критерий, как:

V,,..

С.. =—, (22)

где М- электромагнитный момент машины, Н м; Va„ - активный объем маши-

ны, м3.

Если поле в машине симметричное, достаточно рассматривать четвертую часть машины. Кроме этого, задача решается как двумерная, поэтому все величины будем рассчитывать на 1 м длины машины.

Коэффициент использования (21) преобразуется к следующему виду:

Ф2 • 8

к-тр-ТПГП? (23)

где 2Л - диаметр магнита; / - аксиальная длина якоря.'

Таким образом, коэффициент использования магнита К„ на метр длины имеет вид

р-Ф23

С учетом того, что машина имеет число пар полюсов Р— 1 и в расчетной области замыкается половина потока, получаем:

ф = 2-фя, (25)

4Фгм-3

= п-= тах. (26)

Если максимумы критериев Кэ и К„ совпадают, то это значит, что, проектируя магнитную систему машины по максимуму магнитной энергии в воздушном зазоре, практически получаем машину с максимумом мощности на единицу объема.

Для реализации задачи исследования рассмотрена технология проектирования электродвигателей постоянного тока с полым якорем и с возбуждением от постоянных магнитов, определены критерии оптимальности его параметров •по высокому быстродействию при ограничениях на устойчивость конструкции. -Сформированы оптимизационные модели при ряде ограничений при проектировании и оптимальном управлении процессом изготовления электродвигателей. Предложена методика оптимального проектирования постоянных магнитов быстродействующих электродвигателей постоянного тока с полым якорем.

В шестой главе излагается методология автоматизированного проектирования электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов приводов биотехнических систем, рассматривается предложенная структура САПР и разработанный комплекс программных средств для моделирования и оптимизации электродвигателей по стабильности частоты вращения и высокому быстродействию.

Автоматизированная система оптимального проектирования разработана исходя из трех основных требований: 1) по критериям массогабаритных и электрических параметров; 2) с учетом стабильности мгновенной частоты вращения; 3) по быстродействию для различных типов электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов.

СМПМ характеризуется целым рядом параметров х. (г = 1, л): мощностью Р, частотой выходного напряжения £, числом витков V/, температурой нагрева обмотки 1° и т.д. Спроектировать СМПМ означает определить весь ряд пара-

метров. В общем случае все величины х; переменны, но не все они являются независимыми, т.к. на х, накладываются связи (лимитеры). Лимитеры образуют сложную систему нелинейных алгебраических и дифференциальных уравнений, в формировании, анализе и решении которой заключена основная трудность автоматизированного проектирования.

Классификация лимитеров, накладываемых на параметры электрической машины, позволяет с единых позиций подойти к оптимальному проектированию с учетом процедур автоматазированного моделирования.

Задача оптимального проектирования в рамках САПР СМПМ состоит в том, чтобы из множества СМПМ, удовлетворяющих техническому заданию, к лимитерам отобрать один по критерию оптимальности. В качестве критерия выбирается минимум объема активных материалов V (х,).

Оптимизационные проектные процедуры выбора параметров СМПМ построены на основе перебора определенных сочетаний переменных в установленной логической последовательности с анализом каждого варианта по изданным ограничениям. Проектная процедура, прежде всего, касается выбора независимых переменных и диапазона на изменения, а также решения системы линейных уравнений-лимитеров.

При решении использованы следующие наборы независимых переменных:

1) Ь, 1об, Ч, Ьпр, О;

2) А, В, Б;

3) Ь,Д>,КЕ,НМИ,

где Ъ, (1,1об, q - параметры обмотки; Ьпр - ширина провода, Б - диаметр расточки, А, В - электромагнитные нагрузки; Ьм - ширина магнита; КЕ - отношение ЭДС к номинальному напряжению; Нмкз - напряженность, соответствующая точке кз на диаметре магнита.

Для каждой группы процедура выбора оптимального проектного варианта организована в виде многоэтапной структуры вычислительного процесса на основе концентрических циклов.

Наиболее сложная структура циклов возникает при выборе независимых переменных для групп I, 2 (рис. 1). Первым внутренним циклом является решение геометрического лимитера ротора, его охватывает цикл, решающий лимитер по нагреву обмотки якоря. Отдельно имеется цикл решения диаграммы Блонделя. Все указанные циклы охватываются циклом, решающим условие неразмагничивания. Решение геометрического лимитера и диаграммы Блонделя выполнено по методу Ньютона, лимитера по нагреву обмотки методом сужающейся окрестности, условия неразмагничивания перебором по Ке с постоянным шагом.

Рис. 1. Структурная схема системы автоматизированного проектирования СМГТМ по массогабаритным и электрическим характеристикам

При решении задачи оптимального проектирования СМПМ введен специальный цикл, обеспечивающий требования к точности вычислительных процедур. Для того чтобы решение диаграммы Блонделя, а именно расчет К; по заданному Ке, отличалось друг от друга на 10 % в реальной области, необходимо изменение параметров г х х ч в несколько раз. Небольшой разброс в выборе этих параметров приводит к небольшому разбросу в конечных результатах расчета. Поэтому параметры г*ф, х*5, х*ч, а, Р] рассматриваются как дополнительные независимые переменные. Причем первое значение для них задается, а последующие принимаются в соответствии с рассчитанными СМПМ.

Исходя из методики проектирования и требований к параметрам электродвигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов для электроприводов биотехнических систем предложена схема алгоритма автоматизированного проектирования (рис. 2). Библиотека справочных материалов (3) служит для выбора методики расчета электродвигателей, типов и конструкции электродвигателя, характеристики магнитных материалов и материалов конструкции, предельных значений параметров и показателей. Предварительный расчет (4), разработка конструкции (5) и поверочный расчет (6) может осуществляться в автоматическом режиме с промежуточной оценкой ЛПР, а оценка параметров электродвигателя, в том числе по быстродействию и используемых магнитных материалов проводится в режиме диалога «ЭВМ-ЛПР». Если оценки ЛПР положительные, то изделие допускается в производство, организацию управления которым осуществляют по предложенным в работе алгоритмам. Структура автоматизированной системы проектирования является основой для формирования АРМ.

Однако при определенном количестве проектных задач процесса разработки электродвигателей и ограниченном числе автоматизированных рабочих мест (АРМ) возникает задача распределения машинного времени для составления расписания конструкторских работ с учетом сроков выполнения заданий. Это позволяет упорядочить во времени дискретные процедуры выполнения проектных заданий, входящих в пакет заявок на проектирование, что представляет собой ЫР-полную задачу разбиения.

Структурная схема АРМ проектировщика представлена на рис. 3.

В результате исследования показано, что задача проектирования прецизионного СМПМ, максимально невосприимчивого к воздействию дестабилизирующих факторов, может быть сформулирована как задача нелинейного математического программирования. Критерием оптимальности здесь выступает количественный показатель степени восприимчивости двигателя к дестабилизирующим факторам, а независимьми переменными проектирования - геометрические размеры и обмоточные данные машины. Показано, что чем выше невосприимчивость СМПМ к дестабилизирующим факторам, тем ниже весога-

баритные и энергетические характеристики по сравнению с обычными силовыми двигателями.

Заданные технические требования

ЛПР

чл)_ ^

Библиотека справочных материалов и типовых методик исчета электродвигателей

Предварительный расчет параметров

электродвигателя ( 4

Разработка конструкции электродвигателя

Поверочный расчет электродвигате:

Оценка парамет- Оптимизация парамет-

ров электродвига- ров электродвигателя

теля

Нет

Да

Принимается к техно-

логической подготовке

и производству

Рис. 2. Алгоритм автоматизированного проектирования электродвигателей приводов биотехнических систем по быстродействию

Технические средства пр'.

Устройства

клавиатура манипуляторы (мышь, световое перо)

сканеры

Устройства

плоттеры принтеры запоминающие устройства (CD-ROM, стримеры, и т.д.)

Вспомогательные устройства_

• робототехни-ческие манипуляторы

• станки и инструменты

ПРОЕКТ

Подсистема управления

Программные средства проектирования -

Общесистемное ПО

• ОС различной архитектуры

• Управление ресурсами вычислительной системы

• Средства для создания новых программных средств

Функциональное ПО

• Системы автоматизированного проектирования (AutoCAD, MathCAD)

• Специализированные ППП

• Средства подготовки нормативно-технической документации

Вспомогательное ПО

• БД различной архитектуры

• Средства поддержки

• Средства коммуникации

• Подключаемые программные модули

Нормативно-справочные средства проектировав

ативпая :ентация

• Нормативные акты и документация

• ЕСКД, ЕСПД

• ГОСТы

ГШГ

Справочная документация 'ï*.

• Программные справочные средства

• Сопроводительная документация

Вспомогательное

• Дополнительные справочные средства

• Ресурсы сети ШегИе!

Рис.3. Структурная схема АРМ проектировщика

Спроектированный по предложенной методике автоматизированного проектирования электродвигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов и с полым якорем обладает более высокой конкурентоспособностью по сравнению с аналогом и обеспечивает заданные технические условия при использовании в биотехнических системах (быстродействие менее 15 мс, ресурс работы более 1000 ч, коэффициент полезного действия более 60 %).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основании анализа известных результатов исследований причин возникновения и методов уменьшения неравномерности мгновенной частоты вращения (НМЧВ) ротора синхронного микроэлектродвигателя с возбуждением от постоянных магнитов (СМПМ) показано, что достаточно простым и эффективным способом повышения равномерности мгновенной частоты вращения СМПМ является снижение его восприимчивости к воздействию дестабилизирующих факторов путем изменения характеристик электродвигателя как колебательной системы. Указанная цель достигается здесь только выбором соответствующего оптимального соотношения электромагнитных параметров электродвигателя на этапе его проектирования, тем самым определяя отличие процесса проектирования прецизионного СМПМ от обычного силового.

2. Определены требования к электродвигателям для приводов биотехнических систем, проанализированы особенности автоматизированного моделирования и проектирования прецизионных синхронных машин магнитов и быстродействующих электродвигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.

3. В режиме малых колебаний ротора синхронного микроэлекгродвигате-ля с возбуждением от постоянных магнитов рассмотрена идеализированная физическая модель, которая отличается, тем, что количество короткозамкнутых контуров на полюс является нецелым числом и расположены они несимметрично относительно оси полюсов обмотки возбуждения.

4. На основе уравнений, описывающих процесс преобразования энергии в принятой физической модели СМПМ, построена математическая модель, позволяющая исследовать динамические и стационарные режимы работы электродвигателя, а также сформировать зависимости для определения основных характеристик свободных и вынужденных колебаний ротора СМПМ.

5. С помощью математической модели проведено исследование свободных колебаний ротора СМПМ. Оно показало, что кривая свободных колебаний ротора СМПМ имеет сложный характер и содержит до трех периодических составляющих, причем амплитуда одной из этих составляющих, как правило, значительно превышает амплитуды всех остальных. Поэтому с достаточной

степенью точности можно принять, что свободные колебания ротора происходят только с одной частотой. Коэффициент затухания свободных колебаний ротора СМПМ является малой величиной и, следовательно, при неидеальных условиях эксплуатации электродвигателя, сопровождающихся импульсными внешними воздействиями, в спектре кривой его НМЧВ будет присутствовать составляющая с собственной частотой колебания ротора СМПМ.

6. Исследование вынужденных колебаний ротора СМПМ показывает, что амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) вынужденных колебаний ротора имеет явно выраженный пик на резонансной частоте, которая совпадает с частотой собственных колебаний ротора СМПМ. Значение АЧХ на частотах более чем в 20 раз превышающих частоту собственных колебаний ротора весьма мало, поэтому с достаточной степенью точности можно принять, что дестабилизирующие факторы, вызывающие дополнительные периодические составляющие электромагнитного момента с частотой, превышающей это значение, не оказывают существенного влияния на НМЧВ ротора СМПМ. Форма АЧХ весьма значительно зависит от соотношения электромагнитных параметров СМПМ, таким образом имеется возможность выбора оптимального соотношения параметров СМПМ обеспечивающих минимальное значение АЧХ, а следовательно, и НМЧВ в зоне действия основных дестабилизирующих факторов. Для определения зависимости основных характеристик колебательного процесса СМПМ от его параметров получены простые аппроксимирующие выражения.

7. Получены и проанализированы аналитические выражения для определения НМЧВ ротора СМПМ от основных дестабилизирующих факторов эксплуатационного, конструктивного и технологического характера. Анализ этих зависимостей показывает, что целесообразно принять в качестве количественного показателя степени восприимчивости СМПМ к основным дестабилизирующим факторам линейную комбинацию следующих параметров: значения АЧХ на частоте вращения; коэффициентов, определяющих НМЧВ от несимметрии и несинусоидальности питающего напряжения и несимметрии витков обмотки статора.

8. Показано, что задача проектирования прецизионного СМПМ максимально невосприимчивого к воздействию дестабилизирующих факторов может быть сформулирована как задача нелинейного математического программирования. Критерием оптимальности здесь выступает количественный показатель степени восприимчивости двигателя к дестабилизирующим факторам, а независимыми переменными проектирования - геометрические размеры и обмоточные данные машины. Основными ограничениями, накладываемыми на

область определения независимых переменных прецизионного СМПМ в процессе его проектирования являются: обеспечение физической соразмерности геометрических размеров машины, дискретный выбор диаметра обмоточного провода и числа витков обмотки статора, допустимая величина степени размагничиваемое™ постоянного магнита при его стабилизации, ограничение плотности тока в обмотке статора, обеспечение минимально-допустимой величины момента входа в синхронизм и пускового момента.

9. Предложен метод оптимального проектирования прецизионных СМПМ, обеспечивающий гарантированную сходимость решения к локальному минимуму при минимальных затратах машинного времени, а также сформированы критерии массогабаритных и электрических характеристик для автоматизированного проектирования СМПМ. Разработаны алгоритмические процедуры, входящие в состав системы оптимального проектирования, которые основаны на многоуровневой схеме рационального перебора и численных методах решения лимитеров.

10. Рассмотрена технология проектирования электродвигателей постоянного тока с полым якорем и с возбуждением от постоянных магнитов, определены критерии оптимальности его параметров по высокому быстродействию при ограничениях на устойчивость конструкции. Сформированы оптимизационные модели при ряде ограничений при проектировании и оптимальном управлении процессом изготовления электродвигателей. Предложена методика оптимального проектирования постоянных магнитов в быстродействующих

' электродвигателях постоянного тока с полым якорем.

11. Разработана методология автоматизированного проектирования электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов приводов биотехнических систем, предложена структура САПР и разработан комплекс программных средств для моделирования и оптимизации электродвигателей по стабильности частоты вращения и высокому быстродействию.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих печатных

работах:

Книги

1.Работкина O.E., Родионов Г.П. Автоматизированное проектирование синхронных электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов. Воронеж: ВГТУ, 2002. Серия «Моделирование, оптимизация и компьютеризация в сложных системах». Кн. 25. 129 с.

2. Работкина O.E. Модели и алгоритмы автоматизированного проектирования электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов биотехниче-

ских систем. Воронеж: ВГТУ, 2003. Серия «Моделирование, оптимизация и компьютеризация в сложных системах». Кн. 30. 124 с.

3. Работкина O.E., Разинкин К.А., Залавский Д.С. Материалы медицинского приборостроения. Учеб. пособие. Воронеж: ВГТУ. 2000.166 с.

Статьи и материалы конференций

4. Поярков A.M., Работкина O.E. Автоматизация проектирования электромагнитных процессов синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 1996. С.213-217.

5. Поярков A.M., Работкина O.E. Оптимизация параметров синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 1996. С.218-221.

6. Поярков A.M., Работкина O.E. Оптимизация параметров и анализ эффективности синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 1997. С.110-113.

7. Поярков A.M., Работкина O.E. Анализ эффективности синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Высокие технологии в региональной информатике: Тез.докл. Всерос.совещания-семинара. 4.1. Воронеж: ВГТУ, 1998. С.133-134.

8. Поярков A.M., Работкина O.E. Автоматизация и проектирование синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Высокие технологии в региональной информатике: Тез.докл. Всерос.совещания-семинара. 4.1. Воронеж: ВГТУ, 1998. С.134-135.

9. Лодочников О.Э., Работкина O.E. Автоматизированное проектирование синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвуз.сб.науч.тр. 4.2. Воронеж: ВГГУ, 1998. С.116-118.

10. Работкина O.E. Моделирование и оптимизация электромагнитных процессов и конструкционных параметров синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвуз.сб.науч.тр. 4.2. Воронеж: ВГТУ, 1998. С.185-192.

11. Работкина O.E., Пиляев С.Н. Синтез обобщенной структуры модели синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 1999. С.140-143.

12. Работкина O.E. Критерии оценки неравномерной мгновенной частоты вращения // Интеллектуальные информационные системы: Тр. Всерос.конф. Воронеж: ВГТУ, 1999. С. 214.

13. Работкина O.E., Пиляев С.Н. Математическая модель для оптимального проектирования синхронных редукторных электродвигателей // Прикладные задачи моделирования и оптимизации: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 1999. С. 156-164.

14. Работкина O.E., Пиляев С.Н. Неравномерность мгновенной частоты вращения синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Прикладные задачи моделирования и оптимизации: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 1999. С. 150-155.

15. Работкина O.E., Пиляев С.Н., Кораблина H.A. Использование информационных методов для анализа стабильности технологических процессов // Прикладные задачи моделирования и оптимизации: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 1999. С. 48-52.

16. Работкина O.E. Синхронные электродвигатели с электромагнитной редукцией частоты вращения // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: Тр.Всерос.конф. Воронеж, 2000. С. 50.

17. Работкина O.E. Проектирование прецизионного синхронного электродвигателя с постоянными магнитами // Интеллектуальные информационные системы: Тр.Всерос.конф. Воронеж, 2000. С. 15-16.

18. Работкина O.E., Родионов Г.П. Анализ влияния неравномерной мгновенной частоты вращения от конструктивных дестабилизирующих факторов // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: Тр.Всерос.конф. Воронеж, 2001, С. 31-32.

19. Работкина O.E., Родионов Г.П. Разработка алгоритмов автоматизированного проектирования в биотехнических системах синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Проблемно-ориентированные системы управления: Вестник ВГТУ. Вып. 2.1. Воронеж, 2001. С. 101-104.

20. Работкина O.E., Родионов Г.П. Применение информационных методов для анализа стабильности технологических процессов автоматизированного проектирования электрических машин в биотехнических системах // Проблемно-ориентированные системы управления: Вестник ВГТУ. Вып. 2.1. Воронеж: ВГТУ, 2001. С. 63-65.

21. Работкина O.E., Родионов Г.П. Аналитические модели и автоматизированное проектирование электрических машин // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 2001. С. 275-277.

22. Работкина O.E., Родионов Г.П. Неравномерность мгновенной частоты вращения ротора синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: Тр.Всерос.конф. Воронеж, 2001. С. 55-56.

23. Работкина O.E., Родионов Г.П. Математическая модель синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвуз.сб.науч.тр. Ч. 2. Воронеж: ВГТУ, 2001. С. 18-22.

24. Работкина O.E., Родионов Г.П. Синтез оптимальных моделей синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвуз.сб.науч.тр. Ч. 1. Воронеж: ВГТУ, 2001. С. 90-93.

25. Работкина O.E., Родионов Г.П. Алгоритмизация задачи автоматизированного формирования информационных массивов синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвуз.сб.науч.тр. Ч. 2. Воронеж: ВГТУ, 2001. С. 97-113.

26. Работкина O.E., Родионов Г.П. Алгоритмизация задачи автоматизированного проектирования синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Интуллектуальные информационные системы: Тр. Всерос. конф. Ч. 1. Воронеж: ВГТУ, 2001. С. 117-118.

27. Работкина O.E., Родионов Г.П. Особенности проектирования синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // САПР и системы автоматизации производства: Вестник ВГТУ. Вып. 3.1. Воронеж, 2001. С. 5961.

28. Работкина O.E., Родионов Г.П. Оптимальное проектирование синхронных редукторных двигателей // Прикладные задачи моделирования и оптимизации: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 2001. С. 56-59.

29. Работкина O.E., Родионов Г.П. Анализ влияния неравномерность мгновенной частоты вращения от эксплуатационных дестабилизирующих факторов И Прикладные задачи моделирования и оптимизации: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 2001. С. 156-161.

30. Работкина O.E., Родионов Г.П. Проектирование и автоматизация технологических процессов производства синхронных машин // Компьютерные технологии в промышленности и связи: Матер, регион, науч.-техн. конф. Воронеж: ВГТУ, 2002. С. 193-194.

31. Работкина O.E., Родионов Г.П. Анализ повышения эффективности производства синхронных машин // Компьютерные технологии в промышленности и связи: Матер, регион, науч.-техн. конф. Воронеж: ВГТУ, 2002. С. 195.

32. Работкина O.E., Родионов Г.П. Разработка алгоритмов и проектных процедур, анализ эффективности синхронных машин // Современные сложные системы управления: Тр.Междунар.науч.-практ.конф. Липецк, 2002. С. 204-205.

33. Работкина O.E., Родионов Г.П. Блочно-иерархический подход проектирования синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Ин-

теллектуапизация управления в социальных и экономических системах: Тр.Всерос.конф. Воронеж, 2002. С. 62-63.

34. Работкина O.E., Родионов Г.П. Оптимальное проектирование постоянных магнитов в электродвигателях с полым якорем II Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: Тр. Всерос.конф. Воронеж: ВГТУ, 2002. С. 37-39.

35. Работкина O.E., Родионов Г.П. Автоматизированное проектирование постоянных магнитов в электродвигателях с полым якорем // Интеллектуальные информационные системы: Тр. Всерос.конф. Воронеж: ВГТУ, 2002. 4.2. С. 164-165.

36. Работкина O.E., Родионов Г.П. Автоматизированного формирования информационных массивов синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Техника Машиностроения. М., 2002. № 5. С. 119-121.

37. Работкина O.E., Родионов Г.П. Основные направления оптимизации параметров синхронных машин // Техника Машиностроения. М., 2002. № 5. С. 113-115.

38. Работкина O.E., Родионов Г.П. Основы автоматизированного проектирования синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Интеллектуальные информационные системы: Тр. Всерос.конф. Воронеж: ВГТУ, 2002. 4.2. С. 158-159.

39. Работкина O.E., Родионов Г.П., 4екменев А.Н. Оптимальное распределение машинного времени АРМ при проектировании электродвигателей приводов биотехнических систем // Оптимизация и моделирование в автоматизи-

■ рованных системах: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж, 2002. С.138-143.

40. Работкина O.E., Поярков A.M. Оптимизация параметров и характеристик электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов приводов биотехнических систем // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. М., 2002. Т. 1. № 3. С. 294-296.

41. Работкина O.E. Анализа стабильности технологических процессов с использованием информационных методов // Современные сложные системы управления: Тр.междунар.науч.-практ.конф. Старый Оскол, 2002. С. 19-23.

42. Работкина O.E., Родионов Г.П. Анализ характеристик электродвигателей с постоянными магнитами по быстродействию в биотехнических системах // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. М., 2002. Т. 1. №4. С. 410-412.

43. Работкина O.E. Алгоритмизация процесса оптимального проектирования электродвигателей постоянного тока с полым якорем и возбуждением от постоянных магнитов приводов биотехнических систем по критерию быстродействия // Прикладные задачи моделирования и оптимизации: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 2002. С. 166-168.

44. Работкина O.E. Оптимизационные модели и алгоритмы автоматизированных процедур проектирования прецизионных синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов приводов биотехнических систем // Прикладные задачи моделирования и оптимизации: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 2002. С. 45-51.

45. Работкина O.E. Методология автоматизированного проектирования электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов приводов биотехнических систем // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвуз.сб.науч.тр. Ч. 2. Воронеж: ВГТУ, 2002. С. 97-113.

46. Работкина O.E. Анализ и критерии оценки дестабилизирующих факторов электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов в биотехнических системах // Проблемно-ориентированные системы управления: Вестник ВГТУ. Вып. 2.2. Воронеж, 2002. С. 51-52.

47. Работкина O.E. Оптимальное распределение машинного времени автоматизированных рабочих мест при проектировании электродвигателей приводов биотехнических систем // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. М., 2003. Т. 2. № 1. С. 75-76.

48. Работкина O.E. Информационное обеспечение системы автоматизированного проектирования прецизионных синхронных машин функционирующих в условиях воздействия дестабилизирующих факторов // Информация и безопасность. Воронеж, 2003. С. 94-96.

49. Работкина O.E. Модели и алгоритмы автоматизированных процедур проектирования прецизионных синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов приводов биотехнических систем // Известия вуза приборостроения. Курск, 2003. С. 54-56.

50. Работкина O.E. Структура автоматизированной системы оптимального проектирования электродвигателей // Известия вуза приборостроения. Курск, 2003. С.67-69.

51. Работкина O.E. Методика проектирования электродвигателей постоянною юка с полым якорем и с возбуждением от постоянных магнитов по быстродействию // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. М., 2003. Т. 2. № 2. С. 142-145.

52. Работкина O.E. Основные направления оптимизации параметров синхронных машин биотехнических систем // Вестник новых медицинских технологий. Тула, 2003. С. 45-47.

53. Работкина O.E. Математическая модель для оптимального проектирования синхронных редукторных электродвигателей // Современные сложные

системы управления: Тр. Междунар. науч.-практ. конф. Воронеж, 2003. Т.2. С. 203-206.

54. Работкина O.E. Основные направления оптимизации параметров синхронных машин биотехнических систем // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: Тр. Всерос.конф. Воронеж: ВГТУ, 2003. С. 48-49.

55. Работкина O.E. Критерии оптимального проектирования электродвигателей постоянного тока с полым якорем и с возбуждением от постоянных магнитов // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: Тр. Всерос.конф. Воронеж: ВГТУ, 2003. С. 68-69.

56. Работкина O.E. Анализ повышения эффективности производства электродвигателей биотехнических систем // Интеллектуальные информационные системы: Тр. Всерос.конф. Воронеж: ВГТУ, 2002.4.2. С. 194-195.

ЛР № 066815 от 25.08.99. Подписано в печать 14.10.2003. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл.печ.л. 2,0. Тираж 85 экз. Заказ № ^¿¿Г.

Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московский просп., 14

\=L<Z>G > - 1-t

rsl^ó

P 1 б 19 6

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Работкина, Ольга Евгеньевна

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИНХРОННЫХ МАШИН С ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ БИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

1.1. Критерии оценки неравномерной мгновенной частоты вращения 17 синхронных машин

1.2. Основные направления оптимизации параметров синхронных машин

1.3. Цель и задачи исследования

2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ СИНХРОННЫХ МАШИН

С ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ

2.1. Синтез обобщенной структуры модели синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов

2.2. Математическая модель синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов

2.3. Уравнения СМПМ в режиме малых колебаний ротора 86 Выводы второй главы

3. ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ СИНХРОННЫХ МАШИН С ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ

3.1. Анализ влияния неравномерной мгновенной частоты вращения от эксплутационных дестабилизирующих факторов

3.2. Анализ влияния неравномерной мгновенной частоты вращения от конструктивных дестабилизирующих факторов

3.3. Анализ влияния неравномерной мгновенной частоты вращения от технологических дестабилизирующих факторов 128 Выводы третьей главы

4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМИЧЕСКОГО И ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ СИНХРОННЫХ МАШИН

4.1. Алгоритмизация проектирования синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов по массогабаритному критерию

4.2. Алгоритмизация автоматизированного проектирования прецизионных синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов по критерию стабильности частоты вращения

4.3. Алгоритмизация выбора структуры синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов

Выводы четвертой главы

5. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПОЛЫМ ЯКОРЕМ И ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ ПО КРИТЕРИЮ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ

5.1. Методика проектирования электродвигателей постоянного тока с полым якорем и с возбуждением от постоянных магнитов по быстродействию

5.2. Критерии оптимального проектирования электродвигателей постоянного тока с полым якорем и с возбуждением от постоянных магнитов

5.3. Оптимизация автоматизированного проектирования быстродействующих электродвигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов 184 Выводы пятой главы

6. МЕТОДОЛОГИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПРИВОДОВ БИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ, РЕЗУЛЬТАТЫ АПРОБАЦИИ И ВНЕДРЕНИЯ

6.1. Структура автоматизированной системы оптимального проектирования электродвигателей

6.2. Оптимальное распределение машинного времени автоматизированных рабочих мест при проектировании электродвигателей приводов биотехнических систем

6.3. Результаты апробации и внедрения 222 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 228 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 232 ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение 2003 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Работкина, Ольга Евгеньевна

Актуальность проблемы. Повышение эффективности систем проектирования заданного целевого направления во многом зависит от создания адекватного математического обеспечения процедур анализа и синтеза проектных решений. При этом существенную роль играют методы структурного и параметрического синтеза, а так же методы математического программирования для расчета оптимальных значений проектируемых параметров.

Электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов находят широкое применение в современных системах автоматики, устройствах магнитной записи, оптике, регистрирующей аппаратуре и т.д. Однако, несмотря на значительное количество научных работ, посвященных управляющим машинам, практически отсутствуют работы по реализации принятой стратегии управления биотехнических системах с применением технических устройств, задача которых состоит в том, чтобы возможно оперативнее и точнее устанавливать выбранные режимы при управлении нарушенными функциями организма с помощью искусственных органов, при поддержании жизнедеятельности организма в экстремальных условиях, при создании биоуправляемых роботов-манипуляторов. Одним из перспективных электродвигателей электроприводов таких биотехнических систем является электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов, обеспечивающие минимальную величину неравномерности мгновенной частоты вращения с малогабаритными и низкими энергетическими показателями и электродвигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов при полом якоре, позволяющие создавать быстродействующие и высокоточные электроприводы биотехнических систем.

Таким образом, актуальность проблемы исследования заключается в необходимости разработки методологии реформирования математического обеспечения САПР моделей и алгоритмов автоматизированного проектирования прецизионных и малоинерционных электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов, обеспечивающих создание быстродействующих и высокоточных электроприводов биотехнических систем.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: проанализировать особенности проектирования синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов БТС с учетом критерия оценки неравномерной мгновенной частоты вращения синхронных машин; разработать алгоритмы синтеза синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов с заданными динамическими характеристиками в режиме малых колебаний ротора; сформировать оптимизационную модель прецизионных синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов и разработать методы и алгоритмы оптимального проектирования при минимизации машинного времени; построить математические модели и сформировать критерии оптимального проектирования синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов по массогабаритным и электрическим характеристикам; разработать методику оптимального проектирования постоянных магнитов, получить оптимизационную модель и сформировать критерии оптимального проектирования высокобыстродействующих электродвигателей постоянного тока с полым якорем; разработать структуру автоматизированной системы, информационное обеспечение оптимального проектирования прецизионных и быстродействующих электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов электроприводов биотехнических систем; провести апробацию и методов моделей и алгоритмов автоматизированного проектирования синхронных машин с возбуждение от постоянных магнитов в условиях производства.

Научная новизна. В работе получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной: математическая модель синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов в режиме малых колебаний ротора, позволяющая исследовать динамические и стационарные режимы работы электродвигателя и сформировать зависимости для определения характеристик свободных и вынужденных колебаний ротора; метод оптимального проектирования прецизионных синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов, обеспечивающий гарантированную сходимость решения к локальному минимуму при минимальных затратах машинного времени; алгоритмические процедуры системы функционирования автоматизированного проектирования по критериям массогабаритных и электрических характеристик синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов, основанные на многоуровневой схеме рационального перебора и численных методах решения лимитеров; методика и алгоритмы проектирования постоянных магнитов малоинерционных электродвигателей постоянного тока с полым якорем, обеспечивающие оптимальность по высокому быстродействию при ограничениях на устойчивость конструкции; структура автоматизированной системы, информационное обеспечение оптимального проектирования прецизионных и быстродействующих электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов электроприводов биотехнических систем обеспечивающие снижение затрат на проектирование, повышения уровня технико-экономических показателей.

Практическая значимость работы. На основе предложенных моделей и алгоритмов анализа и оптимизации синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов с заданными динамическими характеристиками разработан алгоритм синтеза и математические модели в режиме малых колебаний ротора по массогабаритным и электрическим характеристикам.

Результаты исследования внедрены на АО НПК(о) «Энергия» с ожидаемым годовым экономическим эффектом 49335 р., а также в учебный процесс кафедры САПРиИС.

Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертации докладывались и обсуждались на Всероссийской конференции «Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах» (Воронеж, 1997-2003); Международной научно-практической конференции «Современные сложные системы управления» (Липецк, 2002; Старый Оскол, 2002, Воронеж, 2003); Всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 1996-2002); на научно-методических семинарах кафедр «Системный анализ и управление в медицинских системах» и «Системы автоматизированного проектирования и информационные системы» Воронежского государственного технического университета (2000-2003).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 56 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 163 наименований, приложения. Основная часть работы изложена на 231 странице, содержит 67 рисунков и 29 таблиц.

Заключение диссертация на тему "Методология и принципы автоматизированного проектирования электрических машин с постоянными магнитами электроприводов биотехнических систем"

Результаты исследования внедрены на АО НПК(о) «Энергия», а также в учебно-исследовательские системы кафедр САПРиИС и САУМС ВГТУ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

2. Определены требования к электродвигателям для приводов биотехнических систем, ' проанализированы особенности автоматизированного моделирования и проектирования прецизионных синхронных машин магнитов и быстродействующих электродвигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.

3. Для исследования режима малых колебаний ротора СМПМ предложена физическая модель, которая представляет собой электромеханический преобразователь энергии с m-фазной р-полюсной обмоткой на статоре и Z2 + 1 короткозамкнутыми контурами и обмоткой возбуждения на роторе. Модель отличается от общепринятой тем, что количество к.з. контуров на полюс, в общем случае, является нецелым числом и расположены они несимметрично относительно оси полюсов обмотки возбуждения. Закон распределения удельной магнитной проводимости воздушного зазора физической модели учитывает реальное магнитное сопротивление постоянного магнита. На основании уравнений, описывающих процесс преобразования энергии в принятой физической модели, построена математическая модель СМПМ в режиме малых колебаний ротора относительно квазистатического режима равномерного вращения. Модель позволяет определить основные характеристики СМПМ как колебательной системы.

4. С помощью математической модели проведено исследование свободных колебаний ротора СМПМ. Оно показало, что кривая свободных колебаний ротора СМПМ имеет сложный характер и содержит до трех периодических составляющих, причем амплитуда одной из этих составляющих, как правило, значительно превышает амплитуды всех остальных. Поэтому с достаточной степенью точности можно принять, что свободные колебаний ротора происходят только с одной частотой. Коэффициент затухания свободных колебаний ротора СМПМ является малой величиной и, следовательно, при неидеальных условиях эксплуатации электродвигателя, сопровождающихся импульсными внешними воздействиями, в спектре кривой его НМЧВ будет присутствовать составляющая с собственной частотой колебания ротора СМПМ.

5. Исследование вынужденных колебаний ротора СМПМ показывает, что амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) вынужденных колебаний ротора имеет явно выраженный пик на резонансной частоте, которая совпадает с частотой собственных колебаний ротора СМПМ. Значение АЧХ на частотах более чем в 20 раз превышающих частоту собственных колебаний ротора весьма мало, поэтому с достаточной степенью точности можно принять, что дестабилизирующие факторы, вызывающие дополнительные периодические составляющие электромагнитного момента с частотой, превышающей это значение, не оказывают существенного влияния на НМЧВ ротора СМПМ. Форма АЧХ весьма значительно зависит от соотношения электромагнитных параметров СМПМ, таким образом имеется возможность выбора оптимального соотношения параметров СМПМ обеспечивающих минимальное значение АЧХ, а следовательно, и НМЧВ в зоне действия основных дестабилизирующих факторов. Для определения зависимости основных характеристик колебательного процесса СМПМ от его параметров получены простые аппроксимирующие выражения.

6. Получены и проанализированы аналитические выражения для определения НМЧВ ротора СМПМ от основных дестабилизирующих факторов эксплуатационного, конструктивного и технологического характера. Анализ этих зависимостей показывает, что целесообразно принять в качестве количественного показателя степени восприимчивости СМПМ к основным дестабилизирующим факторам линейную комбинацию следующих параметров: значения АЧХ на частоте вращения; коэффициентов, определяющих НМЧВ от несимметрии и несинусоидальности питающего напряжения и несимметрии витков обмотки статора.

7. Показано, что задача проектирования прецизионного СМПМ, максимально невосприимчивого к воздействию дестабилизирующих факторов может быть сформулирована как задача нелинейного математического программирования. Критерием оптимальности здесь выступает количественный показатель степени восприимчивости двигателя к дестабилизирующим факторам, а независимыми переменными проектирования - геометрические размеры и обмоточные данные машины. Основными ограничениями, накладываемыми на область определения независимых переменных прецизионного СМПМ, в процессе его проектирования являются: обеспечение физической соразмерности геометрических размеров машины, дискретный выбор диаметра обмоточного провода и числа витков обмотки статора, допустимая величина степени размагничиваемости постоянного магнита при его стабилизации, ограничение плотности тока в обмотке статора, обеспечение минимально-допустимой величины момента входа в синхронизм и пускового момента.

8. В результате анализа особенностей задачи проектирования прецизионного СМПМ предложен наиболее эффективный алгоритм численного метода минимума целевой функции проектирования. Разработана и реализована в виде программ методика проектирования прецизионного СМПМ, которая включает в себя расчет оптимального варианта геометрических размеров и обмоточных данных СМПМ с минимальным значением целевой функции проектирования и исследование влияния на основные характеристики двигателя технологического разброса геометрических размеров машины и параметров постоянного магнита.

9. Предложен метод оптимального проектирования прецизионных СМПМ, обеспечивающий гарантированную сходимость решения к локальному минимуму при незначительных затратах машинного времени, а также сформулированы критерии массогабаритных и электрических характеристик для автоматизированного проектирования СМПМ. Разработаны алгоритмические процедуры, входящих в состав системы оптимального проектирования, которые основаны на многоуровневой схеме рационального перебора и численных методов решения лимитеров.

10. Рассмотрена технология проектирования электродвигателей постоянного тока с полым якорем и с возбуждением от постоянных магнитов, определены критерии оптимальности его параметров по высокому быстродействию при ограничениях на устойчивость конструкции. Сформулированы оптимизационные модели при ряде ограничений при проектировании и оптимальном управлении процессом изготовления электродвигателей. Предложена методика оптимального проектирования постоянных магнитов в быстродействующих электродвигателях постоянного тока с полым якорем.

Библиография Работкина, Ольга Евгеньевна, диссертация по теме Системы автоматизации проектирования (по отраслям)

1. Аветисян Д.А. Элементы общей теории электрических машин. М.: МАИ, 1971.

2. Аветисян Д.А., Соколов B.C., Хан В.Н. Оптимальное проектирование электрических машин на ЭВМ. М.: Энергия, 1976. 208 с.

3. Андрищук В.В. Применение магнитной записи в прецизионных датчиках скорости и угла. Труды: ЛПИ, 1969. Вып. 303. С. 89-93.

4. Андрищук В.В., Ковчин С.А., Шарахин В.Н. Измерение и устранение отклонений текущей скорости в точном электроприводе. В кн.: Привод и управление точными перемещениями. М.: Наука, 1969. С. 161-170.

5. Андрищук В.В., Шарахин В.Н. Метод измерения мгновенной скорости. Труды: ЛПИ, 1965. Вып. 259. С. 32-34.

6. Анненков В.Б., Примаков А.Т., Степанов П.И. О влиянии нагрузки на колебания роторов. В. кн.: Электрические машины. Воронеж: ВПИ. С. 41-45.

7. Афанасьев АЛО., Новиков В.А'., Просвирин И.И. Система подпрограмм оптимизации. Тез.докл. 1-й Всесоюзной конф. по автоматизации поискового конструирования. Йошкар-Ола, 1978.

8. Анненков В.Б., Подвальный СЛ., Райхель Н.Л. Моделирование синхронного микроэлектродвигателя с магнитоэлектрическим возбуждением. В кн.: Электрические машины. Воронеж: ВПИ, 1971. С. 13-25.

9. Анненков В.Б., Новичихин А.И. О влиянии некоторых факторов на качания роторов. Материалы научно-технической конференции. Воронеж: ВПИ, 1972. С. 224-225.

10. Анненков В.Б., Пиляев С.Н., Ковалевский В.Г. Расчет неравномерности вращения ротора синхронного микроэлектродвигателя от асимметрии в обмотке статора. В кн.: Электрические машины. Воронеж: ВПИ, 1972. С. 154-181.

11. Анненков В.Б., Ковалевский В.Г. О возможностях использования индукционного датчика для измерения неравномерности вращения валов электрических машин. В кн.: Электрические машины. Воронеж: ВПИ, 1972. С. 154181.

12. Анненков В.Б., Пиляев С.Н. Собственные колебания синхронного микроэлектродвигателя с возбуждением от постоянных магнитов. В кн.: Электрические машины. Воронеж: ВПИ, 1974. С. 131-134.

13. Анненков В.Б., Пиляев С.Н. Расчет резонансной частоты синхронного магнитоэлектрического микроэлектродвигателя без пусковых обмоток. В кн.: Электрические машины. Воронеж: ВПИ, 1974. С. 135-137.

14. Арменский Е.В., Фалк Г.Б. Электрические машины. М.: Высшая школа, 1975. 239 с.

15. Ахматов М.Г. Синхронные машины. М.: Высшая школа, 1984. 135 с.

16. Ахутин В.М., Киселев В.Г., Пашковский А.Н., Писарев А.А., Ульянов Н.А. Автоматическое управление физиологическими функциями организма в процессе хирургического вмешательства. Медицинская техника, 1968. №2. С. 5-13.

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

18. Баскутис П.А., Куракин А.С., Анненков В.Б. О создании прецизионных микроэлектродвигателей. В кн.: Электрические машины малой мощности. Киев, 1969. Ч. 1.С. 175-179.

19. Батищев Д.И. Методы оптимального проектирования: Учеб.пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1984.

20. Безрученко В.А., Мощинский Ю.А. Определение момента входа в синхронизм синхронных двигателей с постоянными магнитами. Сб.науч.тр. М.: МЭИ, 1974. Вып. 189. С. 93-97.

21. Беллман Р., Гликсберг И., Гросс О. Некоторые вопросы математической теории процессов управления.- М.: ИЛ. 1962.

22. Беспалов В .Я., Юферов Ф.М., Кузнецов А.В. К вопросу о стабильности частоты вращения микроэлектродвигателя. Сб.науч.тр. Москва: МЭИ, 1978. Вып.352. С.74-79.

23. Биотехнические системы. Теория и проектирование: Учеб.пособие / Под ред. В.М. Ахутина. JL: Изд-во ЛГУ, 1981. 220 с.

24. Вермишев Ю.Х. Методы автоматического поиска решений при проектировании сложных технических систем. М.: Радио и связь, 1982. 152 с.

25. Видеман Е., Келленберг В. Конструкция электрических машин. JL: Энергия, 1972.

26. Геминтерн В.И., Каган Б.М. Методы оптимального проектирования. М.: Энергия, 1980.

27. Гечис С.Ю., Маразас С.Ю. Равномерность вращения ротора бесконтактного двигателя постоянного тока в установившемся режиме работы. В кн.: Динамические режимы работы электрических машин переменного тока. Смоленск, 1975.

28. Гончаров А.В., Лазарев В.И., Пархоменко В.И. Техника магнитной видеозаписи. М. Л.: Энергия, 1964. С. 327.

29. Голенков В.В., Липницкий С.Ф., Ярмош Н.А. Основы автоматизации поиска конструкторско-технологической информации. Минск: Ин-т технической кибернетики АН БССР, 1982.

30. Гращенков В.Т. Электромагнитный момент и плавность хода управляемого бесконтактного двигателя постоянного тока. Сб.науч.тр. Л.: ЛЭТИ, 1977. Вып. 116.

31. Гринев Г.А., Сивцев В.П., Пигарев Е.Н. Прибор для измерения малой мгновенной нестабильности угловой скорости вращения. Изв. ВУЗов. Приборы и системы управления, 1969. № 5. С. 49-50.

32. Данилевич Я.Б., Домбровский В.В., Казовский Е.Я. Параметры электрических машин переменного тока. М.-Л.: Наука, 1965. 339 с.

33. Демирчян К.С., Чечурин B.JI. Машинный расчет электромагнитных • полей. М.: Высшая школа, 1985.

34. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями / Под ред. М.Г. Чиликина. М.: Энергия, 1971. 624 с.

35. Дудченко С.И. Вопросы нестабильности мгновенной скорости вращения микроэлектродвигателей. Дис.канд.техн.наук. Воронеж: В ПИ, 1974.

36. Египко В.М., Акимов А.П., Горин Ф.Н. Процедуры и методы проектирования автоматизированных систем в научных исследованиях. Киев: Наукова думка, 1982.

37. Ермолин Н.П. Электрические машины малой мощности. М.: Высшая школа, 1962. 469 е., ил.

38. Завалишин Д.А. и др. Электрические машины малой мощности. М.: Энергия, 1963. 432 с.

39. Зайчик В.М. Использование линейного программирования для оптимизации расчета асинхронных машин малой и средней мощности. Электричество, 1977. № 12. С. 78-80.

40. Иванов В.А., Фалдин Н.В. Теория оптимальных систем автоматического управления. М.: Наука, 1981.

41. Иванов-Смоленский А.В., Кузнецов В.А. Методы расчета магнитных полей. М.: МЭИ, 1979.

42. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины: Учебник для втузов. М.: Энергия, 1980.

43. Иодан Э. Структурное проектирование и конструирование программ. М.: Мир, 1979.

44. Исследование и разработка новых технических процессов для изготовления ЭМММ // Сб.науч.тр. Тбилиси: ВНИИТЭМ, 1981. 88 с.

45. Каасик П.Ю. Тихоходные безредукторные микроэлектродвигатели. Л.: Энергия, 1974. 136 с.

46. Карманов В.Г. Математическое программирование. М.: Наука, 1975.

47. Колесников В.П., Юферов Ф.М. Расчеты параметров и рабочих характеристик синхронного микроэлектродвигателя с аксиально расположенными постоянными магнитами // Автоматика и телемеханика, 1965. №11.

48. Кононенко Е.В. Синхронные реактивные машины. М.: Энергия, 1970.208 с.

49. Кононенко Е.В., Ситников Н.В. Анализ работы однофазных синхронных двигателей с постоянными магнитами методами общей теории электрических машин//Научно-практический вестник «Энергия», 1994. № 1. С. 5-12.

50. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. М.: Высшая школа, 1994. 318 с.

51. Копылов И.П. Электромеханические преобразователи энергии. М.: Энергия, 1980.

52. Куракин А.С., Пиляев С.Н., Пилюгин Е.Н. Математическая модель синхронного микроэлектродвигателя для определения неравномерности мгновенной частоты вращения ротора. В кн.: Автоматика и электромеханика. Воронеж: ВПИ, 1977. С. 32-36.

53. Куракин А.С., Малышев А.Д., Низовой А.Н., Пиляев С.Н. Синхронный редукторный двигатель. А.с. 716116 (СССР). Опубл.в Б.И., 1980. № 6.

54. Куракин А.С., Анненков В.Б. Равномерность вращения синхронных микроэлектродвигателей: Электротехника, 1967. № 2. С. 12-15.

55. Куракин А.С., Анненков В.Б., Кафтанатий В.Т. Влияние спектра обмоточных гармоник на равномерность вращения синхронных микроэлектродвигателей. В кн.: Исследования новых типов машин переменного тока / Киев: Наукова думка, 1968. С. 164-172.

56. Лодочников О.Э., Работкина О.Е. Автоматизированное проектирование синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 1998. 4.2. С. 116.

57. Лохнин В.В., Поярков A.M. Особенности конструкции и технологии изготовления роторов коллекторного типа на ферриторных магнитах // Тез.докл. Всесоюз.конф.по постоянным магнитам. Новочеркасск, 1985.

58. Лохнин В.В., Поярков A.M., Трещев И.И. Влияние конструктивных особенностей ротора магнитоэлектрических машин на ее параметры // Тез.докл. I Всесоюз.конф. «Динамические режимы работы электрических машин и электроприводов». Каунас, 1988.

59. Львович Я.Е., Фролов М.В. Моделирование биотехнических медицинских систем: Учеб.пособие. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 1994. 194 с.

60. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. М.: Мир. 1980. 662 с.

61. Медведев В.И., Смирнов Ю.М. Стабилизация мгновенной скорости синхронного двигателя. Изв. ВУЗов / Приборостроение, 1960. № 2. С. 44-46.

62. Микроэлектродвигатели для систем автоматики // Техн.справочник / Под ред. Э.А. Лодочникова, Ф.М. Юферова. М.: Энергия, 1969. 263 с.

63. Моисеев Н.Н., Иванилов Ю.П., Столярова Е.М. Методы оптимизации. М.: Наука, 1978.

64. Новое оборудование для производства ЭМММ // Сб.науч.тр. Тбилиси: ВНИИТЭМ, 1985.90 с.

65. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. М.: Высшая школа, 1980.

66. Норенков И.П., Маничев В.Б. Системы автоматизированного проектирования электронной и вычислительной аппаратуры. М.: Высшая школа, 1983.

67. О влиянии пусковых режимов на подгары электрощеток / Н.Д. Жарков, П.Ф. Маслов, М.Ф. Хлыстов, А.С. Вайвод // Проектирование устройств электропитания и электропривода. М.: Энергия, 1973. Т. 1.

68. Овчаров JI.A., Селетков С.Н. Автоматизированные банки данных. М.: Финансы и статистика, 1982.

69. Оптимизация характеристик электрических машин и электротехнологических устройств с применением ЭВМ. JI.: ЛЭИ, 1986. 116 с.

70. Орлов И.Н., Архипов О.Г., Маслов С.И. К решению задачи обеспечения качества электрической машины на основе стохастической модели с использованием ЭВМ. Сб.науч.тр. МЭИ, 1975. Вып. 258. С. 87-92.

71. Осин И.Л., Шакарян Ю.Г. Электрические машины. Синхронные машины / Учеб.пособие. М.: Высшая школа, 1990. 303 с.

72. Осин И.Л., Колесников В.П., Юферов Ф.М. Синхронные микродвигатели с постоянными магнитами. М.: Энергия, 1976. 231 с.

73. Осин И.Л. Некоторые вопросы теории и проектирования синхронных микроэлектродвигателей с постоянными магнитами. Дис.канд.техн.наук. М.: МЭИ, 1969. 293 с.

74. Осин И.Л., Безрученко В.А. Моделирование процесса вхождения в синхронизм синхронных двигателей с постоянными магнитами. Сб.науч.тр.: МЭИ, 1975. Вып. 220.

75. Пиляев С.Н. Особенности проектирования прецизионных синхронных микроэлектродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов. Дис.канд.техн.наук. Москва.

76. Пиляев С.Н., Низовой А.Н., Пилюгин Е.Н. Оптимизация неравномерности мгновенной частоты вращения синхронного микроэлектродвигателя. В кн.: Электромеханические устройства. Воронеж, 1978. С, 129-135.

77. Пиляев С.Н., Низовой А.Н., Пилюгин Е.Н. Расчет неравномерности мгновенной скорости вращения в прецизионных системах робототехники // Робототехника. Системы управления и очувствления: Тр. 1-й Всесоюз.конф. Каунас, 1977. С. 124-128.

78. Пиляев С.Н., Работкина О.Е. Синтез обобщенной структуры модели синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 1999. С. 140-143.

79. Пиляев С.Н., Работкина О.Е. Математическая модель для оптимального проектирования синхронных редукторных электродвигателей // Прикладные задачи моделирования и оптимизации: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1999. С. 156-164.

80. Пиляев С.Н., Работкина О.Е. Неравномерность мгновенной частоты вращения синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Прикладные задачи моделирования и оптимизации: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1999. С. 150-155.

81. Пиляев С.Н., Кораблина Н.А., Работкина О.Е. Использование информационных методов для анализа стабильности технологических процессов // Прикладные задачи моделирования и оптимизации: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1999. С. 48-52.

82. Прилуцкий М.Х. Модели и методы оптимизации экономических систем в условиях неоднородности. Горький: ГГУ, 1989.

83. Постоянные магниты: Справочник / А.Б. Альтман, А.Н. Герберг, П.А. Гладышев и др. Под ред. Ю.М. Пятина. 2-е изд.перераб. и доп. М.: Энергия, 1980. 488 с., ил.

84. Проектирование электрических машин малой мощности. Учеб.пособие / Т.А. Бурковская, Ю.В. Писаревский, О.В. Мяснянкина. Воронеж: ВГТУ, 1999.

85. Пржияловский В.В., Ломов Ю.С. Технические и программные средства в единой системе ЭВМ.- М.: Статистика. 1980.

86. Потапов Л.А., Юферов Ф.М. Измерение вращающих моментов и скоростей вращения микроэлектродвигателей. М.: Энергия, 1974. 129 с.

87. Поярков A.M., Работкина О.Е. Оптимизация параметров синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 1996. С. 218-221.

88. Поярков A.M., Работкина О.Е. Оптимизация параметров и анализ эффективности синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 1997. С. 110-113.

89. Поярков A.M., Работкина О.Е. Анализ эффективности синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Высокие технологии в региональной информатике: Тез.докл. Всерос.совещ.-сем. Воронеж, 1998. Ч. 1.

90. Поярков A.M., Работкина О.Е. Автоматизация и проектирование синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Высокие технологии в региональной информатике: Тез.докл. Всерос.совещ.-сем. Воронеж: ВГТУ, 1998. Ч. 1.С. 134-135.

91. Поярков A.M., Работкина О.Е. Оптимизация параметров и характеристик электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов приводов биотехнических систем // Системный анализ и управление в биотехнических системах. М., 2002. С. 294-296.

92. Работкина О.Е. Критерии оценки неравномерной мгновенной частоты вращения // Интеллектуальные информационные системы: Тр. Всерос. конф. Воронеж, ВГТУ. 1999. С. 214.

93. Работкина О.Е. Моделирование и оптимизация электромагнитных процессов и конструкционных параметров синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 1998. Ч. 2. С. 185.

94. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Анализ влияния неравномерной мгновенной частоты вращения от конструктивных дестабилизирующих факторов // Прикладные задачи моделирования и оптимизации: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 2001. С. 156-161.

95. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Неравномерность мгновенной частоты вращения ротора синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: Тр.Всерос.конф. Воронеж, 2001. С. 55-56.

96. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Математическая модель синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 2001. Ч. 2. С. 18-22.

97. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Синтез оптимальных моделей синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 2001. Ч. 1.С. 90-93.

98. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Оптимальное проектирование синхронных редукторных двигателей // Прикладные задачи моделирования и оптимизации: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 2001. С. 56-59.

99. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Разработка алгоритмов автоматизированного проектирования синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Проблемно-ориентированные системы управления: Вестник ВГТУ. Воронеж, 2001. Вып. 2.1. С. 59-61.

100. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Аналитические модели и автоматизированное проектирование электрических машин // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: Межвуз.сб.науч.тр. Воронеж: ВГТУ, 2001. С. 275-277.

101. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Разработка алгоритмов и проектных процедур, анализ эффективности синхронных машин // Современные сложные системы управления: Тр.междунар.науч.-практ.конф. Липецк, 2002. С. 204-205.

102. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Оптимальное проектирование постоянных магнитов в электродвигателях с полым якорем // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: Тр. Всерос.конф. Воронеж: ВГТУ, 2002. С. 37-39.

103. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Автоматизированное проектирование постоянных магнитов в электродвигателях с полым якорем // Интеллектуальные информационные системы: Тр. Всерос.конф. Воронеж: ВГТУ, 2002.

104. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Автоматизированное проектирование синхронных электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2002. Серия «Моделирование, оптимизация и компьютеризация в сложных системах». Кн. 25. 129 с.

105. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Проектирование и автоматизация технологических процессов производства синхронных машин // Компьютерные технологии в промышленности и связи: Матер, регион, науч.-практ. конф. Воронеж: ВГТУ, 2002. С. 193-194.

106. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Анализ повышения эффективности производства синхронных машин // Компьютерные технологии в промышленности и связи: Матер, регион, науч.-практ. конф. Воронеж: ВГТУ, 2002. С. 195.

107. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Блочно-иерархический подход проектирования синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: Тр. Всерос. конф. Воронеж: ВГТУ, 2002. С. 62-63.

108. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Алгоритмизация задачи автоматизированного проектирования синхронных машин с возбуждением от постоянныхмагнитов (СМПМ) // Интеллектуальные информационные системы: Тр. Все-рос.конф. Воронеж: ВГТУ, 2001.

109. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Особенности проектирования синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов (СМПМ) // САПР и системы автоматизации: Вестник ВГТУ. Воронеж, ВГТУ. 2001.

110. Работкина О.Е., Родионов Т.П. Анализ влияния неравномерность мгновенной частоты вращения от эксплуатационных дестабилизирующих факторов // Прикладные задачи моделирования и оптимизации: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2001.

111. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Автоматизированного формирования информационных массивов синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов. М., 2002. № 5.

112. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Основные направления оптимизации параметров синхронных машин. М., 2002. № 5.

113. Работкина О.Е. Анализа стабильности технологических процессов с использованием информационных методов // Современные сложные системы управления: Матер. Междунар. науч. конф. Старый Оскол, 2002.

114. Работкина О.Е., Родионов Г.П. Анализ характеристик электродвигателей с постоянными магнитами по быстродействию в биотехнических системах // Системный анализ и управление в биотехнических системах. М., 2002.

115. Работкина О.Е. Анализ и критерии оценки дестабилизирующих факторов электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов в биотехнических системах // Проблемно-ориентированные системы управления: Вестник ВГТУ. Воронеж: ВГТУ, 2002. Вып. 2.2.

116. Растригин Л.А. Статистические методы поиска.- М.: Наука. 1968.

117. Рогульскис К.Н., Соткявичус Э.Б., Бонсевичус Р.Ю. Фотоэлектрический датчик неравномерности вращения валов. А.с. № 199547 (СССР). Опубл. в Б.И., № 15.

118. Розенкноп В.Д., Нахамкин A.M. Проектирование пакетов прикладных программ в САПР электротехнических изделий. М.: Информэлектро, 1984.

119. Сеа Ж. Оптимизация, теория и алгоритмы. М.: Мир, 1973.

120. Синхронные двигатели / Сб.тр.под ред. И.А. Сыромятникова. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1959. 224 с.

121. Синьчугов Ф.И. Расчет надежности схем электрических соединений. М.: Энергия, 1971. 175 с.

122. Сипайлов Г.А., Лоос А.В. Математическое моделирование электрических машин (АВМ). 1980. 176 с.

123. Сипайлов Г.А., Кононенко Е.В., Хорьков Г.А. Электрические машины. М.: Высшая школа, 1987. 287 с.

124. Синхронные микроэлектродвигатели с постоянными магнитами / Ф.М. Юферов, В.П. Колесников, А.Я. Титулин, И.Л. Осин // Докл.науч.-практ.конф. по итогам НИР МЭИ за 1964-1965 гг. Изд. МЭИ, 1965.

125. Системы автоматизированного проектирования. Типовые элементы, методы и процессы / Под ред. Д.А. Аветисяна. М.: Изд-во стандартов, 1985.

126. Смит Джон М. Математическое и цифровое моделирование для инженеров и исследователей. М.: Машиностроение, 1980.

127. Соболь И.М. Многомерные квадратурные формулы и функции Хаа-ра. М.: Наука, 1969. 288 с.

128. Совершенствование роторов коллекторного типа магнитоэлектрических машин / А.С. Зубков, В.П. Коробченко, В.В. Лохнин, A.M. Поярков // Известие высших учебных заведений «Электромеханика». Новочеркасск, 1985.

129. Тазов Г.В. Математическое моделирование активных частей электрических машин малой мощности для САПР / Вычислительная техника и моделирование в энергетике: Сб.науч.тр. / Ред.кол.: М.Н. Кулик (отв.ред.) и др. Киев: Наукова думка, 1984.

130. Тазов Г.В., Хрущев В.В. Автоматизированное проектирование электрических машин малой мощности. Л.: Энергоатомиздат, 1991. 336 с.

131. Терзян А.А. Автоматизированное проектирование электрических машин. М.: Энергоатомиздат, 1983.

132. Трещев И.И. Методы исследования электромагнитных процессов в машинах переменного тока. Л.: Энергия, 1969. 235 с.

133. Уайт Д., Вудсон Г. Электромеханические преобразования энергии. М.: Энергия, 1973.

134. Урусов И.Д. Линейная теория колебаний синхронной машины. М.-Л.: АН СССР, 1960. 166 с.

135. Филатов И.А., Сивцов В.П., Гринев Г.А. Обзор способов измерения параметров неравномерности вращения. В кн.: Вопросы автоматизации измерения неэлектрических величин. Воронеж, 1969. С. 3-7.

136. Филатов И.А., Сивцов В.П., Гринев Г.А. Дифференциальный фотоэлектрический датчик неравномерности вращения. В кн.: Вопросы автоматизации измерения неэлектрических величин. Воронеж, 1969. С. 7-12.

137. Фролов В.Н. Управление в биологических и медицинских системах: Учеб.пособие. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2001. 327 с.

138. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: Мир, 1975. С. 534.

139. Хрущев В.В. Электрические микромашины переменного тока для устройств автоматики. JL: Энергия, 1969. 286 с.

140. Хьюз Дж., Мичтом Дж. Структурный подход к программированию. М.: Мир, 1980.

141. Чекменев А.Н. Моделирование и алгоритмизация оптимального управления дискретным производством сложных изделий на основе мониторинга экономических показателей. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2001. 196 с.

142. Шарахин В.Н. Малые колебания СРД. Сб.тр. ЛПИ, 1965. Вып.259, с.87-91.

143. Щвец Л.М. Пульсации угловой частоты вращения магнитного поля в двухфазных электродвигателях. Электротехника, 1978. № 2. С. 31-34.

144. Электрические двигатели с гладким якорем для систем автоматики / Ю.К. Васильев, Т.В. Лазарев, Н.С. Рубан и др. Под ред. Ю.К. Васильева.' М.: Энергия, 1979. 176 е., ил.

145. Электротехнический справочник: в 3-х т. Т. 2. Общие вопросы. Электротехнические материалы / Под общ.ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. // 7-е изд., испр.и доп. М.: Энергоатомиздат, 1985. 488 с.

146. Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств. М.: Высшая школа, 1976. 416 с.

147. Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств. Учеб.для студентов вузов, обучающихся по спец. «Электромеханика». 2-е изд., перераб.и доп. М.: Высшая школа, 1988. 479 е., ил.

148. Ebeling R., Stablein Н. Dauermagnet werkstaffe fur Elektromotoren.: Elek. Anz, 1977. №9.

149. Nelson R.H., Lipo T.A., Krause P.C. Stability analysis of symmetrical induction machine: IEEE Trans. Power Apporatus and Systems, 1969. №11.

150. Klein- und Kleinstbauarten elektrisher Maschinen: E und M, 1977. № 1.

151. High efficiency permanent magnet motor: Electrical Times, 1978, February. № 10.

152. Samaha-Fahmy m., Barton T. Harmonic effects in rotating electric machines: IEE Trans. Power Appar.and Systems, 1974. № 4.

Похожие работы

Информатика, вычислительная техника и управление
05.13.00