автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Обеспечение устойчивой работы тяговых вентильных электроприводов на низких частотах вращения

Бсрбиренков Иван Александрович

ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОЙ РАБОТЫ ТЯГОВЫХ ВЕНТИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НА НИЗКИХ ЧАСТОТАХ ВРАЩЕНИЯ

Специальность: 05.09.03. «Электротехнические комплексы и системы».

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 МАЙ 2011

Москва 2011

4845743

Работа выполнена в Московском Государственном Техническом Университете «МАМИ».

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, Лохнин Вячеслав Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, Эйдинов Анатолий Алексеевич Кандидат технических наук,

генеральный

директор

ГОС НИЦ ЦАГИ, Грибков Сергей Владимирович

Ведущая организация:

Федеральное госуд

унитарное предприятие исследовательский экспериментальный

государственное иятие научно-и

институт

автомобильной электроники (ФГУП НИИ АЭ).

Защита состоится 26 мая в 14-00 на заседании диссертационного совета Д 212.140.01 при Московском Государственном Техническом Университете «МАМИ» по адресу: 107023, г. Москва, ул. Б. Семеновская, 38. МГТУ «МАМИ», ауд. Б-304.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке университета (корпус «А», ауд. А-220). С авторефератом можно ознакомиться на сайте университета — www.mami.ru.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенные печатью организации, просим направлять на имя Ученого Секретаря диссертационного совета, пользуясь вышеуказанными контактными данными.

Автореферат разослан // апрели

2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Электроприводы, выполненные на базе вентильного двигателя с постоянными магнитами (ВД с ПМ) находят все более широкое применение в различных областях техники. Указанные двигатели используются в составе тяговых приводов малой и средней мощности, работающих в широком диапазоне частот вращения. Необходимо решить задачу обеспечения устойчивой работы для данного типа вентильных приводов (ВЭП) на низких и сверхнизких частотах вращения, критерием которой служит отсутствие шагового режима работы.

Шаговый режим работы может быть вызван тремя причинами: зубчатостью статора, колебаниями (качаниями) ротора и импульсным характером выходного напряжения источника питания.

Низкие частоты вращения исследовались для тягового электропривода с ВД с возбуждением от ПМ. В такой структуре полностью проявляются достоинства такого привода: бесконтактность, простота конструкции, надежное возбуждение тяговых электродвигателей (ТЭД) и высокие энергетические характеристики.

Для исследования рабочих режимов ВЭП на низких частотах вращения и развития на их основе методов и средств расчетного проектирования, исключающих неустойчивые режимы работы, решаются следующие задачи:

—выбор математической модели для исследования неустойчивой работы ВЭП на низких частотах вращения, вызванной качаниями ротора ТЭД;

-анализ особенностей магнитных систем ТЭД с ПМ с зубцовыми и беззубцовыми статорами, радиального и торцового исполнения;

-обеспечение устойчивой работы привода на низких частотах вращения (исключение из рабочих режимов шагового режима);

—корректировка программных модулей расчетного проектирования введением дополнительных ограничений для обеспечения устойчивой работы

Традиционные методы проектирования и расчета не позволяют с достаточной точностью рассчитывать начало режима неустойчивой работы ТВД с ПМ в составе ВЭП, а также учесть все факторы, влияющие не только на технические, но и экономические параметры ВД с ПМ в составе ВЭП.

В настоящее время расчетчиками используется ряд пакетов прикладных программ для расчета и анализа всевозможных типов тяговых двигателей с ПМ. Один из таких пакетов может быть использован для автоматизированного проектирования ВД с ПМ в составе ВЭП.

В связи с вышеизложенным, представляется актуальной разработка модели проектирования вентильных двигателей с постоянными магнитами в составе тягового привода, позволяющая с достаточной гибкостью обеспечить расчет, построение и анализ выходных характеристик, варьирование, параметров, позволяющие исключить описанные выше режимы неустойчивой' работы ВЭП. '

ВЭП.

Целью диссертаиии является исследование рабочих режимов ВЭП на низких частотах вращения и развитие на этой основе методов и средств расчетного проектирования, исключающих неустойчивые режимы работы.

Поставленная цель была достигнута на основе решения следующих задач:

1. Анализ конструктивных схем и особенностей тяговых электродвигателей с постоянными магнитами в составе вентильного электропривода и рационализированных расчетов электрических машин с ПМ на минимум массы активных материалов.

2. Анализ пульсаций основных параметров тягового двигателя в структуре вентильного электропривода, вызванных колебаниями угла нагрузки, зубчатостью статора и работой бортового вентильного преобразователя.

3. Введение ограничений, обеспечивающих устойчивую работу тягового вентильного привода на низких частотах вращения, а также обоснование рассмотрения колебаний ротора в ВЭП как малых колебаний.

4. Апробация предложенной математической модели и методики расчета на примере современного электропривода, выполненного на базе ТВД с ПМ.

5. Разработка рекомендации по анализу и выбору основных технологических и конструктивных ограничений на расчет ТЭД.

Объект исследования. Исследуемый двигатель имеет мощность 370 Вт, питается от сети 380 В с номинальной частотой вращения 1500 об/мин и номинальным моментом 1,4 Нм, а исследуемый вентильный двигатель с постоянными магнитами и мощностью 6 Вт питается от напряжения 27 В с номинальной частотой вращения 4000 об/мин и номинальным моментом 0,015 Н-м.

Методы исследования базируются на теории электромеханического преобразования энергии, теории синхронных машин с ПМ, методах исследования электрических и магнитных цепей, математической физики и математического моделирования.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Предложена уточненная математическая модель для исследования неустойчивых режимов работы на низких частотах вращения ВЭП, позволяющая определить начало шагового режима работы.

2. Получены расчетные соотношения, позволяющие рационально выбрать размеры и параметры ТЭД с ПМ, исключающие шаговый режим работы привода.

3. Определены закономерности, позволяющие прогнозировать область неустойчивого режима работы привода и факторы, позволяющие сузить эту область до сверхнизких частот вращения.

Достоверность научных положений. Достоверность предложенной методики проектирования вентильных двигателей с постоянными магнитами в составе тягового электропривода и обеспечивающей исключение неустойчивых режимов работы подтверждается согласованностью теоретических результатов с результатами эксперимента, полученных в лаборатории кафедры ЭКЭМС

МГТУ «МАМИ», а также поверочными расчетами отрезков серий безредукторных мотор-колес, ВД для электромобилей, ветрогенераторов и др.

Практическая ценность.

1. Уточнена математическая модель, позволяющая на рабочем месте проектировщика проводить расчетные исследования, и выбрать режим работы, исключающий шаговый режим работы привода.

2. Уточненная математическая модель позволила определять начало > неустойчивого и шагового режимов работы.

3. Разработана испытательная установка для экспериментального определения зоны начала неустойчивой работы привода.

4. Предложены практические рекомендации, позволяющие сузить область неустойчивой работы до сверхнизких частот вращения привода (порядка нескольких оборотов в минуту).

Реализация результатов. Методика проектирования и результаты диссертационной работы использованы в НИР «Энергоустановки городского автомобильного транспорта: современное состояние и пути дальнейшего развития», «Изготовление опытной партии автотранспортных средств на базе существующей транспортной техники с полной массой до 3,5 т.» и в учебном процессе кафедры ЭКЭМС МГТУ «МАМИ», как материал для лабораторных работ по курсу «Электрические машины».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на Международном научном симпозиуме «Автотракторостроение - 2009». Основные разделы и результаты диссертационной работы обсуждались на расширенных заседаниях кафедры «ЭКЭМС» МГТУ «МАМИ» в период аттестации и на научных конференциях, таких как «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», «Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии».

Публикации. По работе опубликовано 11 научных публикаций из них 4 в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ (журнал «Известия ВУЗов.Электромеханика» №5-2008; журнал «Электроника и электрооборудование транспорта» №4-2008, №1-2011; журнал «Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность» №1-2011).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения. Работа изложена на 122 страницах машинописного текста и содержит 32 рисунка, 11 таблиц, список литературы из 94 наименования и одно приложение.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель исследования, поставлены задачи и приведена общая характеристика работы.

В первой главе проведен анализ конструкций магнитных систем ЭМ с ПМ, и современного состояния производства ПМ.

Поскольку ТЭД - сравнительно мощные ЭМ с ПМ, то для их возбуждения целесообразны высокоэнергетические ПМ: типа магнико, БшСоб, Ш-Бе-В, ферриты стронция, бария.

Чтобы обеспечить конкурентоспособность ТЭД с ПМ по массогабаритным показателям с другими разновидностями ТЭД, предложены конструкции роторов, позволяющие концентрировать магнитный поток в рабочем воздушном зазоре: ротор с составным магнитом-звездочкой (с последовательным включением ПМ по МДС) и роторы коллекторного и коггеобразного типов (с параллельным включением ПМ по магнитному потоку).

На рис.1 показана конструктивная схема ТЭД с ротором коллекторного типа и концентрацией магнитного потока в рабочем воздушном зазоре. Длина ротора значительно превосходит длину пакета статора. На рис. 2 представлена конструкция ротора обращенного типа.

Рис. 1. ТЭД с ротором коллекторного типа и концентрацией магнитного потока:

1 - вал; 2 - немагнитная втулка; 3 - магнит;4 - полюсной сектор; 5 - лобовые части обмотки статора; 6 - сердечник статора

Рис. 2. Обращенная конструкция ТЭД:

1 - внутренний статор; 2 - печатная обмотка; 3 - внешний ротор;

4 - радиально намагниченный ПМ; 5-магнитопровод

Здесь же рассмотрены особенности расчетного проектирования ТЭД с ПМ, базирующиеся на работах В.А. Балагурова, A.A. Кецариса, В.В. Лохнина. Итогом рассмотрения является программа рационализированного расчета ТЭД с ПМ.

Во второй главе рассмотрены факторы, приводящие к шаговому режиму работы ВЭП: зубчатость статора, колебания ротора, наличие вентильного преобразователя.

Показано, что первая из причин может быть полностью устранена (беспазовый статор) или значительно погашена (правильным соотношением числа зубцов и полюсов статора).

Вторая причина является объектом исследования в данной работе, а третья будет исследована в дальнейшем.

При колебаниях или качаниях ротора ТЭД, он вращается неравномерно, и частота его вращения колеблется с некоторой частотой около среднего значения. Уравнение моментов при колебаниях имеет вид:

Ми + Му + Мс = 0 (1)

Му - успокоительный момент; Мс - синхронизирующий момент;

Ми - инерционный момент.

Колебания угла нагрузки, в свою очередь, неразрывно связаны с колебаниями величин мощности ТЭД и тока его статора. На рисунке 3 представлена осциллограмма затухающих (свободных) колебаний угла нагрузки для ТЭД мощностью 12 кВА с питающим напряжением 220 В, 50 Гц.

8,с

72

47

0,02

0,01

0,06

Рис. 3. Осциллограмма свободных колебаний ТЭД

Синхронная машина при работе от питающей сети представляет собой колебательную систему. Такие колебания возникают при любых внезапных или резких нарушениях или изменениях режима работы (наброс или сброс нагрузки, падение напряжения на зажимах, и т.д.).

Одним из эффективных средств успокоения колебаний является применение полной успокоительной обмотки.

В третьей главе приведены математические модели, описывающие неустойчивые режимы работы СМ, обусловленные колебаниями ротора.

Для обеспечения устойчивых колебаний ротора ТЭД в системе ВЭП (не выпадение из синхронизма) рассмотрим случай активного сопротивления обмотки статора Иб=0.

После математических преобразований получим выражение для электромагнитного момента в виде:

1 I1

EU U2 sin(20) Г1 1 . ,

М = —sin(0) +----1 + U2 cos(0)

xd I [xq xd

(sin(0)-sin(0o))

-U2sin (в)

i—-

(cos (в) - cos (0O)

(2)

где 8 - текущий угол нагрузки; 60 - угол нагрузки; Е - ЭДС; и -амплитуда фазового напряжения на статоре в относительных единицах; хд, хч -реактивности по осям с1 и я; х/р), хч(р) - операторные реактивности по осям с! и Я-

Решая операторное уравнение с применением Бесселевых функций, получим установившиеся синусоидальные колебания с большой амплитудой :

в - в0 + Лоэт (3)

где б - скольжение ротора, относительно угла 90.

Пользуясь выражениями операторных реактивностей получим для случая большой амплитуды колебаний:

ЕЙ

М = — зт(0) + и210(Л0) ха

соб(0) 51X1(0) Бт(8) СОБ((?о)

+2 и

СО5(0)СО5(0О)

ч Х<1

'ЛС^вт /3(Л0)яп (ЗяО

-г

ЛГдО'3^)

+ 5Ш(0)СО5(0О)

*г-гг^—^—"Г '

*<г(/3<?)

+

Т--ГГГ-^--г.

+2(/2 СО5(0) 8т(б0) Жл(/25) . х^04я) - зШ со5(в0) ['^о)со*(г*с) ММШ) \

(4)

На рисунке 4 представлены расчетные кривые М в функции 9 при 0о=О, и во=30° при амплитудах колебаний До=30°, 60°, 90°.

♦ 1 1 1 | 1

\ X-

? >

/ С N

\ / 4

я? 0- Я 0- -9 0- и 0. .и 0. м

Т* ■3

'за- за-ш ..

■30 =6о.

р -г—~ тт XX Т ' и. (11111,!

—, — " - — - -- ч '¿I ТГ" £ _ г. ■/¡йц-ви гбЭ, 1

::: --- --- Ё * ь Л / 21 2: гН4г

— ка- '--г -ш/ - - .¡д.. ___^ Ю«-

Е: 'Л'. и! й = 5! « —. _

Т 5 их г 1 тп гп

- - - ~ - - -г . --- - — - т! — .1.1.,1. у

- - --- --- --- - — 1л . 1 71 - Г • I И

___ 11 /2 ОГ

к: •1 :я1 № ¡5! т к | ,-3 у. 4 - М-- юу

- — - - / . _ ___

Л. - — . — ■ х± :: Й -4-

Рис.4. Зависимость электромагнитного вращающего момента от угла нагрузки 9 при установившихся колебаниях при среднем угле нагрузки 90=0 и при разных амплитудах колебаний для синхронной машины

В четвертой главе рассмотрены особенности рационального расчета ТЭД в составе ВЭП, связанные с применением ПМ для его возбуждения и задачей исключения неустойчивого режима работы (шагового режима), вызванного качаниями его ротора.

В первом случае предложен приблизительный метод выбора типа ротора (с последовательным включением ПМ по МДС или с параллельным по магнитному потоку) (рис.5).

Рис.5. Выбор конструкции ротора по граничному воздушному зазору: Фк — магнитный поток в относительных единицах в роторе с параллельным включением постоянных магнитов по потоку; Фр — магнитный поток в относительных единицах в роторе с последовательным включением постоянных магнитов по магнитодвижущей силе. За единицу принят магнитный поток, при котором 5=5Ф

Во втором случае, известно, что для всей шкалы СМ (в том числе и ТЭД) частота свободных колебаний лежит на отрезке 0,5-5 Гц.

Если значение изменения частоты вращения ротора при колебаниях:

Доо = Д0 ' 4 (5)

До - амплитуда колебаний; Дю - изменение частоты вращения ротора; Гк -частота собственных колебаний; то при амплитуде колебаний Д0=(30-180)° получим зависимость Дсо в табличном и графическом вариантах (рис.6, таблица !)•

Таблица 1.

Зависимость Аса от амплитуды колебаний

До, град. 30 60 90 120 150 180

Гц 0.5 5 0.5 5 0.5 5 0.5 5 0.5 5 0.5 5

Дсо, рад/с л/12 5 л/6 л/б 5л/3 л/4 5 л/2 л/3 20 л/12 5 л/12 25 л/6 л/2 5 л

да, рад/с

Рис.6. Изменение частоты вращения ротора при его колебаниях для тягового вентильного двигателя

Как видно из графика при максимальном колебании ротора (До=180°) и максимальной частоте колебаний ^ = 5 Гц, частота вращения ТЭД с которого начинается шаговый режим работы составит 5л рад/с=150 об/мин. При малых же качаниях (До=30° и & = 0,5 Гц) - я/12 рад/с=2,5 об/мин.

Таким образом, обеспечив режим малых колебаний (мощная демпферная система, большой момент инерции), мы без понижающего редуктора выйдем из зоны неустойчивой работы.

По алгоритму, учитывающего выше изложенное, была уточнена программа рационализированного расчета ТЭД, по которой были просчитаны как опытные образцы ТЭД, СМ и др., так и предполагаемые расчетные

варианты, в частности ТЭД для безредукторных мотор-колес и отрезок серии ветрогенераторов с ПМ. (рис.7). Результаты расчетов приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Сравнительные данные расчета ТЭД по предлагаемой методике (ротор коллекторного типа, ПМ - №-Ре-В)

Наименование параметра ТЭД-1 ТЭД-2

Напряжение питания (пост, ток), В 120 220

Мощность, кВт

— номинальная 12 17

— максимальная 25 40

Частота вращения, об/мин

— номинальная

—максимальная 2500 2500

6500 6500

Ток номинальный, А 230 200

Ток максимальный, А 500 500

кпд 0,94 0,94

Отношение диаметра к длине 0,6 0,345

Масса, кг 34 67

Частота вращения начала 35 20

шагового режима, об/мин

Рис. 7. Блок-схема алгоритма рационального расчета ТЭД с ПМ

В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований колебаний ротора, как синхронной машины, так и ТЭД в составе ВЭП, для чего были использованы лабораторные стенды кафедры ЭКЭМС. Блок-схема одного из стендов приведена на рисунке 8.

Рис.8. Блок-схема стенда для исследования неустойчивого режима работы СМ в генераторном режиме работы:

МВ — блок возбуждения синхронной машины; ИМ — блок измерения мощности; М1 — блок привода с двигателем постоянного тока, ТП — блок тиристорного преобразователя; ДС2 — блок добавочных сопротивлений; М2 -синхронная машина

Рис. 9. Фотография стенда для исследования неустойчивого режима работы СМ в генераторном режиме работы

Исследуемый ТЭД имел мощность 370 Вт, при питании от сети 380 В с номинальной частотой вращения 1500 об/мин, с номинальным моментом 1,4 Нм.

Инерционный вращающий момент ТЭД

Синхронизирующий момент

Мс = МсмЛ0

(7)

Успокоительный момент

Му = М,

(8)

Для малых колебаний

(10)

(9)

Для известных параметров ТЭД 1=0,12 Нм2; Мсм=4,2 Нм; ш0=12,3 рад/с; ^=1,98 Гц (п=1500 об/мин); при п=300 об/мин; Мсм=21 Н-м; ^=3,94 Гц.

На рисунке 10 приведена расчетная зависимость частоты собственных колебаний от частоты вращения СМ.

4

Рис. 10. Расчетная зависимость частоты собственных колебаний от частоты вращения СМ

Если известны приближенные в общем случае нелинейные зависимости электромагнитного вращающего момента тягового электродвигателя в системе

15

3 2

1

300 600 900 1200 1500

п, об/мин

вентильного электропривода и приложенного внешнего вращающего момента от его рабочего угла, то при внезапном набросе нагрузки зависимость 0 от времени определяется решением уравнения механического колебания синхронной машины:

H£-2A9 + AMB=ML (11)

H = jj — механическая постоянная машины; А6 — отклонение рабочего

угла от среднего значения; ЛМа - отклонение электромагнитного вращающего момента от среднего значения; AML - отклонение приложенного внешнего вращающего момента от среднего значения.

При исследовании этого уравнения мы встретимся с интегралами, которые не выражаются через известные функции. Если пытаться найти приближенное решение, заменяя на участке полпериода колебания, выражение для накопления кинетической энергии полиномом третьей степени, то угол на этом участке можно выразить через эллиптические функции.

Полученное выражение рабочего угла через эллиптические функции позволяет более полно рассмотреть физическую картину колебаний ротора тягового электродвигателя при большой амплитуде колебаний.

t = С , 1 de (12)

Jc (e - ео)-(е - 62)-(e - ее)

_ _ 2(в2+6о)01-вов2-30}

9С - 02+60-20! где с - коэффициент условия равенства приближенного выражения

ML{e-e0)-fgMcde = 0 (14)

и действительного

*(fl)=J/fl'(Wt-Me)d0 (15)

при угле 0=0); 0О - начальный рабочий угол; 0[ - угол, соответствующий на переходной угловой характеристике тягового электродвигателя приложенному моменту ML; 02 - максимальный угол при колебании.

При малых колебаниях

АМС = Md+AMs = md-s + ms(A9) (16) где, Md и ДМС — демпферный момент и приращение синхронизирующего момента; md и ms - соответствующие коэффициенты.

Если колебания имеют место с частотой сок и скольжение

S = = s0sin(û)kt) (17)

то качания угла определяются в функции времени:

Ав = — cos(&)Kt) (18)

и в итоге

м =

Для исследования колебаний ротора при различных углах нагрузки О была снята угловая характеристика СМ (рис. 11), причем для неявнополюсного варианта СМ.

Р",

Рис. 11. Угловая характеристика модельного ТЭД:

Р* в относительных единицах; за единицу принято значение, при котором Р~Рмах; а - угол запаса по статической устойчивости

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1. Анализ конструктивных особенностей электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов позволяет рекомендовать для ТЭД в составе ВЭП варианты с концентрацией магнитного потока ротора в рабочем воздушном зазоре и постоянные магниты высоких энергий.

2. • Проанализированы причины шагового режима ТЭД на низких частотах вращения и показана необходимость исследования таких режимов, вызванных качаниями ротора ТЭД.

3. Анализ оптимизационных расчетов ТЭД с ПМ позволяет рассматривать задачу оптимизации на уровне производственных затрат, а за критерий оптимизации целесообразно выбрать минимум объема (массы) активных материалов.

4. ТЭД в составе ВЭП - глубокорегулируемый привод, поэтому пульсация его параметров на низких частотах вращения может вызывать его неустойчивую работу, выражающуюся в неравномерности его вращения и даже шаговом режиме работы.

О."

О

*/2

л В, рад

5. Применение методов, позволяющих ускорить затухание колебаний (совершенная демпферная обмотка, установленная на роторе, увеличенный момент инерции, обратные связи по датчику положения ротора и тахогенератору и некоторые другие), дают возможность рассматривать колебания в таких ТЭД как малые.

6. В тяговом вентильном ЭП, в котором присутствуют обратные связи-по положению и частоте вращения ротора ТЭД, колебания ротора, показанные в работе как малые колебания, не могут вызвать выпадение ротора из синхронизма.

7. Малые колебания ТЭД в составе ВП описываются достаточно простым математическим аппаратом, рекомендуемым в работе, и, который может быть использован при инженерных расчетах ТЭД (расчеты колебаний ротора мотор-колес дали результаты частоты вращения начала шагового режима 3,5-4 об/мин).

8. Для исключения неустойчивого режима работы ТЭД в составе ВЭП, связанного с качаниями ротора в методику рационального расчета введены дополнительные ограничения по минимальной частоте вращения привода (в виде выражения Д(о = Д0 • fK).

9. Результаты расчета опытных образцов по уточненной рационализированной методике расчета ТЭД показали эффективность предложенных рекомендаций по выбору его конструктивных параметров и ограничений по минимальным частотам вращения привода.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПЕЧАТНЫХ РАБОТАХ.

1. Бербиренков И.А., Лохнин В.В. Тяговые двигатели на постоянных магнитах в электроприводе автомобиля. И Известия ВУЗов. Электромеханика. №5.2008. с. 77-80.

2. Бербиренков И.А., Лохнин В.В. Перспективы вентильного тягового привода. II Электроника и электрооборудование транспорта. № 4.2008. с.2-5.

3. Бербиренков И.А., Лохнин В.В. Тяговые двигатели на постоянных магнитах в электроприводе. II Электро- Электротехника, электро-энергетика, электротехническая промышленность. №1.2011. с.27-28.

4. Бербиренков И.А. Неустойчивые режимы работы тяговых вентильных приводов на низких чатотах вращения. // Электроника и электрооборудование транспорта. № 1.2011. с.29-30.

5. Бербиренков И.А. Колебания ротора тягового вентильного элеткродвигателя. // Известия МГТУ «МАМИ». Научный рецензируемый журнал. № 1.2009 с. 12-15.

6. Лохнин В.В., Бербиренков И.А. Повышение эксплуатационных характеристик тягового электродвигателя электромобиля малой грузоподъемности. // 11МНТК студентов и аспирантов. Том 2. 2005. с.82-83. Москва. МЭЩТУ).

7. Лохнин В.В., Бербиренков И.А. Тяговый электродвигатель электромобиля с улучшенными характеристиками. // 12 МНТК студентов и аспирантов. Том 2. 2006. с.64-65. Москва. МЭИ (ТУ).

8. Лохнин В.В., Бербиренков И.А. Тяговые электрические машины на постоянных магнитах в комбинированной энергоустановке автомобиля. // Труды 2 Всероссийской МТК с международным участием. Часть 2. с.12-15. Тольятти. 2007

9. Лохнин В.В., Бербиренков И.А. Вентильные тяговые двигатели в электроприводе автомобиля. // Известия МГТУ «МАМИ». Научный рецензируемый журнал. № 1.2008 с. 79-83.

10. Лохнин В.В., Бербиренков И.А. Особенности работы тяговых вентильных приводов на низких частотах вращения. // Материалы 65-ой Международной научно-технической конференции Ассоциации автомобильных инженеров (ААИ) "Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров" Международного научного симпозиума «Автотракторостроение — 2009». Книга 3, Москва, МГТУ «МАМИ», 2009 г., 91-94 с.

11. Астапенко A.B., Бербиренков И.А., Лохнин В.В, Прохоров В.А. Методическое пособие к выполнению лабораторных работ «Электрические машины». Москва, МГТУ «МАМИ», 2007.

о

Бербиренков Иван Александрович

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

«Обеспечение устойчивой работы тяговых вентильных электроприводов на низких частотах вращения»

Подписано в печать Заказ № Тираж 100 экз.

Бумага типографская Формат 60x90/16

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

Введение.

Глава 1. Анализ конструктивных схем и особенностей тяговых электродвигателей с постоянными магнитами в составе вентильного электропривода.

1.1. Области применения и основные конструктивные схемы тяговых электродвигателей с постоянными магнитами в составе вентильного электропривода.

1.2. Особенности расчетного проектирования тяговых электродвигателей с постоянными магнитами.

1.3. Рационализированные расчеты электрических машин с постоянными магнитами на минимум массы активных материалов.

1.4. Выводы.

Глава 2. Пульсации основных параметров тягового двигателя в структуре вентильного электропривода.

2.1. Пульсации параметров тягового электродвигателя, вызванные колебаниями угла нагрузки.

2.2. Пульсации параметров тягового электродвигателя, вызванные зубчатостью статора.

2.3. Пульсации параметров, вызванные работой бортового вентильного преобразователя.

2.4. Выводы.

Глава 3. Вопросы обеспечения устойчивой работы тягового вентильного привода на низких частотах вращения.

3.1. Применение критериев устойчивой работы синхронной машины к тяговому вентильному электроприводу.

3.2. Устойчивые колебания тягового электродвигателя в системе вентильного электропривода на низких частотах вращения.

3.3. Малые колебания тягового электродвигателя в системе вентильного электропривода и возможность представления больших колебаний как малых.

3.4. Выводы.

Глава 4. Особенности рационального расчета тяговых двигателей с возбуждением от постоянных магнитов для вентильного электропривода.

4.1. Рациональное конструирование ротора тягового электродвигателя с постоянными магнитами. Рекомендуемые материалы постоянных магнитов.

4.2. Анализ технического задания на расчет тягового электродвигателя и выбор основных технологических и конструктивных ограничений.

4.3. Алгоритм расчета тягового электродвигателя и его реализация в виде программы расчета на ЭВМ.

4.4. Некоторые результаты рациональных расчетов тяговых электродвигателей с постоянными магнитами.

4.5. Выводы.

Глава 5. Экспериментальные исследования колебаний тяговых электродвигателей в системе вентильного электропривода.

5.1. Стенды для исследования неустойчивых режимов работы тяговых электродвигателей в системе вентильного электропривода.

5.2. Некоторые результаты экспериментального исследования колебаний ротора тягового электродвигателя на низких частотах вращения и сравнение их с данными расчета.

5.3. Выводы.

Актуальность работы.

Транспортный электропривод с тяговым двигателем на постоянных магнитах целесообразен в структуре вентильного электропривода. В такой структуре полностью проявляются достоинства тягового электродвигателя: бесконтактность, простота конструкции, надежное возбуждение и высокие энергетические характеристики. Разработка и внедрение в практику таких вентильных электроприводов постоянно стимулируется достижениями в области создания высокоэнергетических постоянных магнитов, развитием силовой электроники и микропроцессорных систем управления, а также вышеперечисленными достоинствами тяговых электродвигателей с постоянными магнитами.

Разработке теории и методов проектирования тяговых электродвигателей в структуре вентильного электропривода посвящено достаточное количество работ. В этих работах основное внимание уделено асинхронным тяговым электродвигателям и двигателям постоянного тока. По этой причине тяговые электродвигатели с постоянными магнитами оказались менее исследованными. Недостаточно рассмотрены рабочие процессы и вопросы расчетного проектирования, обусловленные особенностями магнитных систем таких тяговых электродвигателей. Например, в процессе эксплуатации тяговых электродвигателей с постоянными магнитами в некоторых случаях появляется шаговый режим работы привода на низких и сверхнизких частотах вращения, что недопустимо, именно в тяговых режимах. Для получения рекомендаций, исключающих вышеуказанный режим работы, необходимо исследовать рабочий -режим тяговых электродвигателей с постоянными магнитами, именно с указанных позиций. Для исследования целесообразно использовать численные методы с применением ЭВМ, например, такие как: конечных разностей, интегральных уравнений, конечных элементов гармонического анализа. Для указанных методов, во многих случаях, уже разработаны программные модули, которые целесообразно использовать для достижения поставленных задач.

Целью работы является исследование рабочих режимов вентильных электроприводов на низких частотах вращения и развитие на этой основе методов и средств расчетного проектирования тяговых электродвигателей с постоянными магнитами с учетом особенностей их магнитных систем, исключающих неустойчивые режимы работы.

Поставленная цель была достигнута на основе решения следующих задач:

1. Анализ конструктивных схем и особенностей тяговых электродвигателей с постоянными магнитами в составе вентильного электропривода и рационализированных расчетов электрических машин с постоянными магнитами на мииимум массы активных материалов.

2. Анализ пульсаций основных параметров тягового двигателя в структуре вентильного электропривода, вызванных колебаниями угла нагрузки, зубчатостью статора и работой бортового вентильного преобразователя.

3. Введение ограничений, обеспечивающих устойчивую работу тягового вентильного привода на низких частотах вращения, а также обоснование рассмотрения качаний ротора в вентильных электроприводах как малых колебаний.

4. Апробация предложенной математической модели и методики расчета на примере современного электропривода, выполненного на базе тягового вентильного двигателя с постоянными магнитами.

5. Разработка рекомендаций по анализу и выбору основных технологических и конструктивных ограничений на расчет тягового электродвигателя.

Методы исследования.

В работе были использованы теория электромеханического преобразования энергии и теория синхронных машин с постоянными магнитами, методы теории электрических и магнитных цепей, математической физики, теории поля и математического моделирования.

Объектами исследования являются тяговый электродвигатель с постоянными магнитами в системе вентильного электропривода. Основное внимание в работе уделено тяговому электродвигателю с индуктором на подвижной части.

Научная новизна.

1. Предложена уточненная математическая модель для исследования неустойчивых режимов работы на низких частотах вращения и позволяющая определить границу начала шагового режима работы вентильного электропривода.

2. Получены расчетные соотношения, позволяющие рационально выбрать размеры и параметры тяговых электродвигателей с постоянными магнитами, исключающие шаговый режим работы.

3. Определены закономерности, позволяющие прогнозировать область неустойчивого режима работы привода, и факторы, позволяющие сузить эту область до сверхнизких частот вращения.

Практическая значимость.

1. Уточнена математическая модель, позволяющая на рабочем месте проектировщика проводить расчетные исследования, и выбрать режим работы, исключающий шаговый режим работы привода.

2. Разработана испытательная установка для экспериментального определения зоны начала неустойчивой работы привода.

3. Предложены практические рекомендации, позволяющие сузить область неустойчивой работы до сверхнизких частот вращения привода (порядка нескольких оборотов в минуту).

Достоверность научных положений и выводов, изложенных в работе, положения, выводы и рекомендации подтверждены теоретическими и экспериментальными исследованиями. Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем работы составляет 122 страницы, в том числе, 11 таблиц, 32 рисунка, 94 наименования списка литературы и 1 приложения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1. Анализ конструктивных особенностей электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов позволяет рекомендовать для высокоиспользованных тяговых электродвигателей конструкции ротора с концентрацией магнитного потока в рабочем воздушном зазоре, с использованием постоянных магнитов высоких энергий (Ш-Ре-В, 8т-Со5 и др.).

2. Проанализированы причины шагового режима тягового электродвигателя на низких частотах вращения и показана необходимость изучения таких режимов, вызванных качаниями ротора тягового электродвигателя.

3. Анализ рационализированных расчетов тяговых электродвигателей с постоянными магнитами позволяет решать такую задачу на уровне производственных затрат и при этом за критерий рационализации целесообразно выбрать минимум объема (массы) активных материалов.

4. Тяговый электродвигатель является глубокорегулируемым двигателем, поэтому пульсация его параметров на низких частотах вращения может вызывать его неустойчивую работу, выражающуюся в неравномерности его вращения и даже шаговом режиме работы.

5. Пульсация параметров, вызванная зубчатостью пакета статора, может быть удалена выполнением гладкого якоря или минимизирована скосом пазов или полюсов ротора на зубцовом делении и грамотным соотношением числа полюсов и зубцов статора.

6. Анализ работы тягового электродвигателя с бортовым вентильным преобразователем показал, что пульсация параметров в квазиустановившихся режимах есть свойство тяговых электродвигателей и минимизация их лежит, например, на пути увеличения числа фаз обмотки статора.

7. Применение методов, позволяющих ускорить затухание колебаний (совершенная демпферная система на роторе, увеличенный момент инерции, обратные связи по датчику положения ротора и тахогенератору и некоторые другие), дают возможность рассматривать колебания в таких тяговых электродвигателях, как малые.

8. В тяговом вентильном электроприводе, в котором присутствуют обратные связи по положению и частоте вращения ротора тягового электродвигателя, колебания ротора, показанные в работе как малые колебания, не могут вызвать выпадение ротора из синхронизма.

9. Малые колебания тягового электродвигателя в системе вентильного привода описываются достаточно простым математическим аппаратом, рекомендуемым в работе, и, который может быть использован при инженерных расчетах тяговых электродвигателей.

10. Для исключения шагового режима работы тягового электродвигателя в системе вентильного электропривода, вызванного качаниями ротора, в методику рационального расчета введены дополнительные ограничения по минимальной частоте вращения привода.

11. Результаты расчета опытных образцов по уточненной рационализированной методике расчета тягового электродвигателя показали эффективность предложенных рекомендаций по выбору конструктивных параметров ротора и ограничений по минимальным частотам вращения привода.

1. А.И;Вольдек. Электрические машины. Учебник для; ВТУзов. СПб., «Питер Пресс», 2007, 840 с.

2. Н.Н.Постников. Обобщенная теория и переходные: процессы электрических машин. Учебник; для ВУЗов. М., «Высшая; школа». 1975. 319 с.

3. Б.С.Зечихин. Электрические машины летательных аппаратов. Гармонический анализ активных зон. М;, Издательство МАИ. 1995.149 с.

4. Л.Я.Зиннер; А.И.Скороспелкин. Вентильные двигатели постоянного и переменного тока. М., «Энергоиздат», 1981, 136 с.

5. Е.Я.Казовский. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока. СПб, «Наука», 1994, 624 с.

6. И.Д.Урусов Линейная теория колебаний синхронной машины. М. Л. Из-во АН СССР, 1960, 167 с.

7. Е.В.Арменский, Г.Б.Фалк. Электрические микромашины. М., «Высшая школа», 1985.

8. В.А.Балагуров, Ф.Ф.Галтеев, А.Н.Ларионов. Электрические машины с постоянными магнитами. М., «Энергия», 1964.

9. А.И.Бертинов. Специальные электрические машины. Источники и преобразователи энергии. М., «Энергоатомиздат», 1993: .

10. И.Л'.Осип, В.П.Колеспиков, Ф.М.Юферов. Синхронные микродвигатели с постоянными магнитами. М., «Энергия», 1976.

11. Под ред. Ю.М.Пятина. Справочник «Постоянные магниты». М., «Энергия», 1980.

12. Л.М.Паластин. Синхронные машины автономных источников питания. М., «Энергия», 1980.

13. А. Ф. Дьяков^ Э: М. Перминов, Ю. Г. Шакарян. Ветроэнергетика России: Состояние и перспективы развития. М., Изд-во МЭИ., 1996.

14. В. В. Сергеев, Т. И. Булыгина. Магнитотвердые материалы. М., «Энергия», 1980.

15. Л.Е.Серкова. Расчет магнитных систем беспазовых электрических машин с высококоэрцитивными магнитами. Автореферат дис. кандидата технических наук. Томск, 1993.

16. В.А. Лифанова. Расчет электрических машин малой мощности с возбуждением от постоянных магнитов. Челябинск, Изд-во ЮУрГУ, 2003. '

17. А.Г.Сливинская. Электромагниты и постоянные магниты. М., «Энергия», 1972.

18. М.Г.Чиликин. Общий курс электропривода. М., «Энергоиздат», 1981, с. 380.

19. В.А.Кузнецов. Вентильно-индукторные двигатели. М., Изд-во МЭИ, 2004.

20. Е.В.Кулешов. Магнитоэлектрический синхронный генератор на базе асинхронной машины для автономной ветроэлектрической установки. Автореферат дис., кандидата технических наук. Владивосток. 2001.

21. В.А.Балагуров, А.А.Кецарис, В.В.Лохнин. Расчет внешних характеристик синхронного генератора с регулированием напряжения посредством подмагничивания спинки якоря. Электротехника, №5, 1974, с. 15-16.

22. А.Ф.Харченко. Неуправляемые силовые полупроводниковые выпрямители. М., РОАТ, 2009.

23. Гельман М.В. Преобразовательная техника. Челябинск, Изд-во ЮУрГУ, 1998, с. 247.

24. А.П.Кругликов. Автоматизированный вентильный электропривод постоянного тока. Алма-Ата, КазПИ, 1985, с.224.

25. В.Е.Тонкаль. Многофазные автономные инверторы напряжения с улучшенными характеристиками. Киев, «Наук. Думка», 1980, с. 3-38.

26. М.Ю.Петушков. Автономные инверторы. Магнитогорск, МГТУ, 2007, с. 95.

27. Б.Н.Тихменев, Н.Н.Горин, В'.А. Кучумов, В.А.Сенаторов. Вентильные двигатели и Pix применение на электроподвижном составе. М., «Транспорт», 1976, с.280.

28. В.А.Балагуров, Ф.Ф.Галтеев. Авиационные генераторы переменного тока комбинированного возбуждения. М., Машиностроение, 1977, с.96:

29. А.Е.Загорский, М.Б.Золотов. Автономный электропривод повышенной частоты. М., Энергия, 1973, с. 184.

30. А.И.Важнов'. Электрические машины. Д., «Энергия», 1968, с. 768.

31. В.А.Балагуров. Проектирование авиационных генераторов переменного тока. 4.1, II. М., МЭИ, 1973.

32. А.И.Бертинов. Специальные электрические машины. Источники и преобразователи энергии. М., «Энергоатомиздат», 1993.

33. М.Ю.Васильев, Ф.Ф.Галтеев. Электропривод летательных аппаратов. Вопросы проектирования замкнутых и разомкнутых систем* электропривода. М., МЭИ, 1989.

34. Е.Л.Шиманович. С/С++, в примерах и задачах. Минск, «Новое знание», 2004.

35. В.В.Лохнин. Исследование и разработка бесконтактных генераторов^ постоянного тока с магнитами' на базе1 редкоземельных металлов и кобальта. Дисс. на соиск. уч. степени к.т.н. М., МЭИ, 1976.

36. В.В.Лохнин. Магнитоэлектрические бесконтактные генераторы для транспортных средств. Известия ВУЗов. Электромеханика. №2, 1982, с. 238-240.

37. В.В.Жуловян. Электрические машины переменного тока. Новосибирск, НГТУ, 1996.

38. А.Л.Кислицын. Синхронные машины. Ульяновск, УлГТУ, 2000.

39. Б.С.Эечихин. Электрические машины летательных аппаратов. М., Машиностроение, 1983.

40. Б.С.Зечихин. Автоматизированный расчет синхронного генератора с постоянными магнитами. М., Изд-во МАИ, 1991.90

41. Л.И.Столов. Моментные двигатели постоянного тока. М., «Энергоатомиздат», 1989.

42. И.Е.Овчинников. Вентильные электрические двигатели и привод на их основе. Санкт-Петербург, «Корона-Век», 20061

43. А.С. 930508. Способ сборки ротора магнитоэлектрической машины. Авт. изобретения: В.В.Лохнин, В.П.Коробченко. -Заявлено 30.06.1980. Опубликовано в Б.И., 1982, №19,чМКИ Н02К 15/02.

44. А.С. 936253. Электрический генератор. Авт. изобретения: В.В.Лохнин, А.С.Зубков. Заявлено 29.05.1980. Опубликовано в Б.И'., 1982, №22.

45. А. И. Бертинов. Специальные электрические машины. Источники^ и преобразователи энергии. М., Энергоатомиздат, 1993, с. 134.

46. В.А.Балагуров, А.А.Кецарис, В.В.Лозенко, В.В.Лохнин, А.М.Санталов. Применение магнитоэлектрических машин в автономных системах энергоснабжения и привода. Труды МЭИ., 1975, вып. 258, с. 18-24.

47. Г.С.Векслер, В.И.Штильман. Транзисторные сглаживающие фильтры. М., «Энергия», 1979, с. 176.

48. С.Ф.Быстров. Тиристорные преобразователи в электроприводах постоянного тока. Самара, СПИ, 1991.

49. А.К.Шидловский. Тиристорные преобразователи постоянного напряжения для низковольтного электротранспорта. Киев, «Наук, думка», 1982.

50. Н. Н. Блоцкий. Регулируемые электроприводы механизмов собственных нужд электростанций, мощные асинхронизированные машины. Сб. науч. тр. ВНИИ электроэнергетики. 1988.

51. Г. В. Грабовецкий. Силовые тиристорные преобразователи. Новосибирск, «НЭТИ». 1987.

52. Г. В. Грабовецкий. Силовые преобразователи электрической энергии. Новосибирск. «НЭТИ». 1989.

53. Л. Джюджи. Силовые полупроводниковые преобразователи частоты: Теория, характеристики, применение. М., Энерго-атомиздат, 1983.

54. В.И.Синько. Преобразователи частоты. Киев, «КПИ», 1984.

55. В.И.Авдзейко. Управляемые вентильные преобразователи частоты. Томск, «ТЛИ», 1989.

56. Б.И.Фираго. Непосредственные преобразователи частоты в электроприводе. Минск, «Университетское», 1990.

57. Ю.Г.Соколов. Проектирование тиристорного преобразователя частоты регулируемого электропривода переменного тока. Казань, Казан, гос. технол. ун-т, 2005, с.20-23.

58. В.А.Долженков. Моделирование преобразователя частоты на ЭВМ. М., «МИРЭА», 1991.

59. Г.В.Грабовецкий. Непосредственные преобразователи частоты с естественной коммутацией для электромеханических систем. Новосибирск, Новосиб. гос. техн. ун-т, 2004, с. 58.

60. Г.В. Грабовецкий. Тиристорные преобразователи частоты с непосредственной связью и естественной коммутацией для частотно-регулируемого электропривода. Новосибирск, Новосиб. гос. техн. ун-т, 2007.

61. Н.Н.Мелихов, В.А.Морозов, А.А.Мельников, В.В.Трифонов. Исследование особенностей рабочего процесса в магнитоэлектрических синхронных машинах при широтно-импульсном управлении. Труды МЭИ, вып. 523, 1981, с.19-25.

62. Г.Г.Счастливый. Погружные асинхронные электродвигатели. М., «Энергоатомиздат», 1983.

63. В.А.Балагуров, А.А.Кецарис. Определение главных размеров магнитоэлектрических генераторов. Электротехника, №3, 1985.

64. В.Д.Косулин. Вентильные электродвигатели малой'мощности для промышленных роботов. JIi, «Энергоатомиздат» : Ленингр. отд-ние, 1988; с.11-14.

65. Магниты постоянные литые для электротехнических изделий. ГОСТ 24936-8 Г.

66. В.В.Безрученко, Ф.Ф.Галтеев. Электрические машины с постоянными магнитами. ВИНИТИ, 1982, №5, с.115.

67. М.Г.Калашников и др. Системы электроснабжения транспортных машин. М., «Машиностроение», 1982, с. 143.

68. Н.Г.Коробан. Энергоснабжение летательных аппаратов. М., «Машиностроение», 1985, с.536.

69. А.И.Бертинов. Специальные электрические машины: М., «Энергоиздат», 1982, с.552.

70. А.Н. Дедовский. Электрические машины с высокоя коэрцитивными постоянными магнитами. М., «Энергоатомиздат», 1985.

71. Е.К.Сычев*. Вентильные двигатели' с постоянными магнитами на базе асинхронных машин. Дисс. на соиск. степени, канд. техн. наук, М., МЭИ, 1982.

72. А.А.Лаансоо. Исследование магнито диэлектрических магнитопроводов электротехнических устройств переменного тока и разработка технологии и изготовления. Дисс. на соиск. степени канд. техн. наук, Таллин, 1978.

73. И.Т.Пар. Исследование непосредственного преобразователя частоты в системах электропривода с автономным источником электроэнергии. Дисс. на соиск. степени канд. техн. наук, М., 1988.

74. А.А.Рогозовский. Разработка и исследование системы непосредственный преобразователь частоты синхронный двигатель. Дисс. на соиск. степени канд. техн. наук, Алма-Ата, 1978.

75. Ю.М.Божин. Исследование и разработка частотно-регулируемого синхронного электропривода с возбуждением от постоянных магнитов. Дисс. на соиск. степени канд. техн. наук, М., 1988.

76. А.Д.Поздеев, А.А.Афанасьев, В.А.Нестерин и др. Синхронный двигатель с постоянными магнитами для электропривода металлообрабатывающих станков. Электротехника, №10, 1983, с.33-37.

77. В.В.Лохнин. Повышение использования активных материалов электрических машин с коллекторным размещением постоянных магнитов. Электротехника, №7, 1984, с. 48-49.

78. И.Я.Ранькис, А.И.Бессмертный. Некоторые особенности разработки электрооборудования для аккумуляторных электротранспортных машин с ипмульсным регулированием скорости. Известия ВУЗов. Электромеханика, №6, 1984, с.58-65.

79. В.В.Апсит. Синхронные машины с когтеобразными полюсами. Изд.АН Латв. ССР, Рига, 1989, с. 298.

80. Э.Г.Атамалян. Приборы и методы измерения электрических величин. М., «Высшая школа», 1982, с. 223.

81. Г.И.Марчук. Методы вычислительной математики. М., Наука, 1980.

82. А.Н.Ледовский. Электрические машины : 1000 понятий для практиков : Справочник. М., «Энергоатомиздат», 1988.

83. Бербиренков И.А. Перспективы вентильного тягового привода: // Электроника и электрооборудование транспорта. № 4.2008. с.2-5.

84. Бербиренков И.А., Лохнин B.B. Тяговые двигатели на постоянных магнитах в электроприводе автомобиля. // Известия ВУЗов. Электромеханика. №5.2008. с. 77-80.

85. Бербиренков И.А. Колебания ротора тягового вентильного-элеткродвигателя. // Известия МГТУ «МАМИ». Научный рецензируемый журнал. № 1. 2009 с. 12-15.

86. Лохнин В .В., Бербиренков И.А. Повышение эксплуатационных характеристик тягового электродвигателя электромобиля малой грузоподъемности. // 11МНТК студентов и аспирантов. Том 2. 2005. с.82-83. Москва. МЭИ(ТУ)

87. Лохнин В.В., Бербиренков И.А. Тяговый электродвигатель электромобиля с улучшенными характеристиками. //12 МНТК студентов и аспирантов. Том 2. 2006. с.64-65. Москва. МЭИ (ТУ).

88. Лохнин В.В., Бербиренков И.А. Тяговые электрические машины на постоянных магнитах в комбинированной энергоустановке автомобиля. // Труды 2 Всероссийской МТК с международным участием. Часть 2. с. 12-15. Тольятти. 2007

89. Лохнин В.В., Бербиренков И.А. Вентильные тяговые двигатели в электроприводе автомобиля. // Известия МГТУ «МАМИ». Научный рецензируемый журнал. № 1. 2008 с. 7983.

90. Астапенко A.B., Бербиренков И.А., Лохнин В.В, Прохоров В.А. Методическое пособие к выполнению лабораторных работ «Электрические машины». Москва, МГТУ «МАМИ», 2007.