автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Основы построения и развитие теории импульсных линейных электромагнитных двигателей с повышенными энергетическими показателями

На правах рукописи

НЕЙМАН Владимир Юрьевич

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ И РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ ИМПУЛЬСНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ПОВЫШЕННЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ

Специальность: 05.09.01 - Электромеханика и электрические аппараты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Новосибирск - 2004

Работа выполнена в Новосибирском государственном техническом университете

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Беспалов Виктор Яковлевич

- доктор технических наук, профессор Сарапулов Федор Никитич

- доктор технических наук Симонов Борис Ферапонтович

Ведущая организация: Красноярский государственный технический университет, г. Красноярск

Защита диссертации состоится 4 ноября 2004 года в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.173.04 в Новосибирском государственном техническом университете по адресу: 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, телефон: (383-2) 46-04-42, e-mail: kaftoe@toe.power.nstu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного технического университета.

Автореферат разослан « }1* » сентября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. техн. наук, доцент

2005-4 12502

ОБЩЯЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В ряде отраслей промышленности

осуществляется устройствами и машинами импульсного действия различных мощностей. Для реализации импульсных технологий в качестве технических средств широкое распространение получили машины ударного действия с пневмо-, гидро- и электроприводом, для которых современная методология позволила разработать эффективные методы анализа и синтеза, объединяющая общие вопросы исследования и создания таких машин в единую теорию силовых импульсных систем.

С развитием технических средств расширяются области применения основных элементов импульсных систем и одновременно повышаются требования к обеспечению необходимых режимов работы, надежности, снижению энергопотребления, массогабаритных и стоимостных показателей, обеспечению простоты управления и удобства эксплуатации обслуживающим персоналом. Решение этих вопросов непосредственно связано с участием в технологических процессах самих машин, для которых необходимо обеспечить оптимальные режимы работы с целью повышения производительности труда и снижения себестоимости выпускаемой продукции, а также ограничения воздействия на окружающую среду. Наиболее полно обеспечивают выполнение данных требований силовые электрические импульсные системы, осуществляющие непосредственное, без промежуточных звеньев, преобразование электроэнергии в механическую работу, что обуславливает возможность существенного упрощения кинематической схемы, снижение массогабаритных показателей машин, улучшение экологической обстановки, повышение надежности и экономичности данных устройств.

К настоящему времени накоплен большой опыт решения вопросов теории энергопреобразования, проектирования и практической реализации линейных электрических машин, позволяющих повысить эффективность использования электрической энергии. Значительный вклад в решение этих проблем внесли

A.И. Москвитин, О.Д. Алимов, П.М. Алабужев, Н.П. Ряшенцев, А.В Фролов, Ю.З. Ковалев, Ф Н. Сарапулов, О.Н. Веселовский, В.В. Ивашин, Г.Г. Угаров, Б.Ф. Симонов, А.А. Афонин, Е.М. Тимошенко, АТ. Малов, В.И. Малинин,

B.Н. Гурницкий, А.П. Тронов, Г.В. Берозашвили, А.Н. Мирошниченко, В Н. Федонин, А.В. Львицин и другие специалисты. В известных работах этих специалистов отражены результаты исследований линейных электроприводов, в том числе ударного действия, и приведены примеры их практической реализации.

Разработанные конструкции асинхронных, электродинамических, индукционно-динамических и электромагнитных линейных машин, включая машины ударного действия, нашли широкое использование в народном хозяйстве.

Процесс дальнейшего развития и совершенствования ударных., машин выявил перспективность использования свг X

используются технологические процессы, механизация которых

импульсных систем (СЭМИС) на основе линейных электромагнитных двигателей (ЛЭМД). Электромагнитные двигатели (ЭМД), по сравнению с другими типами линейных двигателей, наиболее пригодны для привода машин импульсного (ударного) и прессового действия, наилучшим образом совмещая приводной двигатель и рабочий орган машины.

Сегодня имеется большой опыт использования, молотков, перфораторов, насосов, прессового оборудования, переносных ударных комплексов и различного технологического оборудования бытового назначения, созданных на основе импульсных ЭМД, а также налажено серийное производство части из них. Попытки наилучшим образом приспособить их к участию в различных технологических процессах выявили широкий спектр возможностей обеспечения значений ударной энергии в диапазоне от 0,1 до 104 Дж. Однако значение такого показателя, как удельная энергия удара, у лучших в своем классе электромагнитных машин сегодня не превышает 5 Дж/кг, что почти в три раза ниже, чем у аналогичных по назначению устройств с пневмоприводом.

Возрастающие требования к дальнейшему повышению удельных силовых и энергетических показателей свидетельствует о необходимости поиска новых путей и технических возможностей. Решению этой комплексной проблемы и посвящена данная диссертационная работа.

В настоящей работе автором уделено особое внимание изучению и обобщению материалов, посвященных анализу практического применения устройств и машин с ЭМД, выполненных в различное время представителями ряда научных школ, что впоследствии, при создании ЭМД с качественно новыми свойствами, позволило сосредоточить внимание на решении ряда технических задач, давших плодотворные результаты.

Диссертация выполнена в Новосибирском государственном техническом университете Министерства образования и науки РФ и обобщает результаты научных исследований и практических разработок автора в период с 1986 по 2004 годы. Настоящая работа является продолжением комплекса работ по созданию импульсных линейных электромагнитных двигателей и машин с улучшенными технико-экономическими показателями, предназначенных для средств механизации трудоемких технологических процессов, проводимых в соответствии с планом НИР и внедрения Института горного дела СО РАН.

Цель работы и задачи исследования. Цель работы состоит в разработке и создании научно обоснованных методов и технических средств, направленных на повышение энергетических показателей импульсных линейных электромагнитных двигателей, построенных на основе новых инженерно-технических решений.

Для достижения цели поставлены следующие основные задачи:

1. Провести классификационный анализ машин с импульсными ЭМД, в рамках общепринятых энергетических критериев установить современный технический уровень, сформулировать пути дальнейшего повышения энергетических показателей.

2. Установить взаимосвязь показателей рабочих процессов и выходных характеристик с учетом определяющих факторов, оказывающих влияние на режимы работы импульсных ЭМД.

3. Установить влияние начального уровня магнитной энергии в системе на характеристики движения, выполнить математическое описание энергопреобразовательных процессов на основе энергетического баланса системы.

4. Разработать и обосновать принципы построения импульсных ЭМД, сформировать и синтезировать их структуры, обеспечивающие высокие динамические и энергетические характеристики.

5. Выполнить анализ импульсных ЭМД в нестационарных режимах, определить условия реализации максимального к.п.д. и энергии удара, выработать рекомендации, позволяющие наиболее эффективно использовать новые технические решения.

6. Установить закономерность влияния определяющих входных параметров на предельную энергию в объеме ЭМД.

7. Обосновать и технически реализовать эффективные способы управления импульсными ЭМД в цикле.

Методы исследований выбирались исходя из постановок решаемых задач. Основные результаты диссертационной работы получены на базе фундаментальных законов и уравнений электродинамики и теории электрических цепей. Поиск количественных соотношений между исследуемыми параметрами осуществлялся с помощью аналитических методов математического анализа. При создании универсального программного комплекса для анализа динамических процессов использовались методы математического моделирования, методы расчета магнитных полей, численные методы решения дифференциальных уравнений. В процессе расчетов и анализа математических зависимостей применялся специализированный пакет программ Mathcad 2000.

Достоверность полученных результатов исследования определяется корректностью постановки задач, обоснованностью принятых допущений и адекватностью используемых математических моделей, а также степенью совпадения теоретических и практических результатов, полученных экспериментально на реальных моделях импульсных линейных электромагнитных двигателей в лабораторных и производственных условиях с использованием специально разработанных стендов и методик.

Научная новизна диссертационной работы определяется следующими положениями.

1. Разработана методика расчетов низкочастотных электромагнитных машин, устанавливающая взаимную связь показателей рабочих процессов и выходных характеристик машин, которая, в отличие от известных, позволяет оптимизировать соотношение, выражающее связь между энергией и количеством одиночных рабочих циклов.

2. Развит подход к осуществлению эффективных энергопреобразовательных процессов в импульсных ЭМД, который заключается в использовании режима индуктивного накопителя магнитной энергии, и установлено влияние степени запаса магнитной энергии на характеристики движения.

3. Разработаны принципы построения новых типов управляемых по механическому каналу ЭМД, интегрированных с устройствами нагружения якоря, отличающиеся от известных объединением магнитопроводов и источников намагничивающих сил, что обеспечивает повышение удельных энергетических показателей.

4. Разработан способ динамического аккумулирования электромагнитной энергии, обеспечивающий при циклично-ударной нагрузке одновременное увеличение к.п.д. и энергии удара, представлено математическое описание энергопреобразовательных процессов.

5. Разработана структурная динамическая модель электромагнитного двигателя. На основании процессов энергопреобразования в предложенной модели ЭМД сформулированы условия получения управляемого процесса движения и движения при повышенной мощности.

6. Определены условия реализации максимального к.п.д. и энергии удара ЭМД при вариации начального уровня магнитной энергии.

7. Предложена методика расчета энергии удара в объеме ЭМД и выполнен анализ входных параметров, оказывающих влияние на предельные показатели в нестационарных режимах.

8. Теоретически обоснованы и осуществлены новые способы управления ЭМД, новизна которых подтверждается патентами на изобретения.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Взаимосвязь показателей рабочих процессов с выходными характеристиками ЭМД, позволяющая оптимизировать соотношение между энергией удара и количеством циклов.

2. Результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов аккумулирования магнитной энергии в ЭМД и ее влияния на характеристики движения.

3. Разработанные структуры и технические решения по реализации интегрированных ЭМД, построенных по принципу объединения магнитопроводов и источников намагничивающих сил.

4. Разработанные способы управления, обеспечивающие изменение в рабочем цикле начального уровня электромагнитной энергии с широким диапазоном регулирования энергии удара.

5. Условия реализации максимального к.п.д. и энергии удара при вариации начального уровня магнитной энергии.

6. Предложенная структурная динамическая модель импульсного ЭМД и результаты ее анализа.

7. Результаты исследований предельных энергетических характеристик импульсных линейных ЭМД.

Практическая ценность работы заключается в решении научно-технической проблемы повышения энергетических показателей импульсных ЭМД, создании технических средств и способов управления, обеспечивающих повышение использования электрической энергии в рабочем цикле, направленных на снижение массогабаритных показателей и энергопотребления в технологическом процессе. В разработке и реализации принципиально новых конструкций линейных импульсных ЭМД и созданных на их основе машин, соответствующих лучшим мировым образцам, что подтверждается патентами РФ. В совокупности полученных теоретических и практических результатов, моделирующего программного комплекса, позволяющих адекватно реальным условиям отражать процессы в статических и динамических режимах функционирования, уточнять параметры и повышать точность расчетов, создавать инженерные методы' расчета, расширять функциональные возможности и область применения ЭМД.

Реализация результатов работы. Основные результаты были получены в ходе работ, проводимых в соответствии с планом НИР и внедрения Института горного дела СО РАН в рамках проблемы машиностроения 1.11.1 «Теория машин и систем машин»; согласно координационному плану работ научного совета по проблемам машиностроения и технологических процессов АН СССР на 1986-1990 г.г., утвержденному постановлением Президиума АН СССР №11000-494-1216 по теме «Разработка методов создания горных и строительных импульсных машин и механизмов на основе исследования рабочих процессов»; в соответствии с «Решением Координационного совета по научно-техническому сотрудничеству институтов СО АН СССР и предприятий Главных управлений» от 23.06.87 №30-21-01/307 по теме «Оценка возможности применения электромагнитных машин возвратно-поступательного действия в технологических процессах штамповки порошковых материалов и проката тонкостенных изделий». В ходе госбюджетной НИР, проводимой в НГТУ по теме 1.15.00Д, и хоздоговорных НИР, выполняемых по заказам предприятий и организаций, заинтересованных в разработке средств механизации трудоемких технологических процессов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзном совещании по проблеме «Силовые импульсные системы» (Новосибирск, 1987 г.); объединенных научно-технических семинарах Института горного дела СО РАН (Новосибирск, 1989 г., 1992 г); семинаре «Горные строительные вибрационные машины и процессы» (Новосибирск, 1988 г.); Республиканском научно-техническом семинаре «Ударные процессы в технике» (Фрунзе, 1988 г.); второй Международной конференции «Механизмы переменной структуры и виброударные машины» (Бишкек, 1995 г.); научно-технической конференции «Строительные материалы и технологии» (Новосибирск, 1997 г.); одиннадцатой научно-технической конференции «Электроприводы переменного тока» (Россия, Екатеринбург, 1998 г.); пятой, шестой

международных конференциях «Актуальные проблемы электронного приборостроения» АПЭП-2000, АПЭП-2002; (The 5, 6 - International scientific-technical conference «Actual Problems of electronic instrument engineering», APEIE-2000, Россия, Новосибирск, 2000, APEIE-2002, Россия, Новосибирск, 2002); 40-ой научно-технической конференции «Челябинскому агроинженерному университету 70 лет» (Челябинск, 2001 г.); Международной научно-технической конференции "Электромеханические преобразователи энергии" (Россия, Томск, 2001 г.); шестом Российко-Корейском международном симпозиуме «Наука и технологии» (The 6-th Russia-Korea Intern. Simp, on Science and Technology - KORUS-2002, Россия, Новосибирск, 2002 г.); Международной научно-технической конференции "Электроэнергетика, электротехнические системы и комплексы" (Россия, Томск, 2003 г.); пятой Международной конференции «Электромеханика, электротехнологии и электроматериаловедение» (Крым, Алушта, 2003 г.).

Отдельные результаты работы экспонировались на пятой юбилейной Международной специализированной выставке «Машиностроение-2003», Международной выставке «Ретекмаш - 2003», «Машкомп - 2003», «Интехмаш -2003», «Метрмаш - 2003», «Элекмаш - 2003», проходивших в рамках Международной Промышленной недели в КВЦ «Сокольники» (г. Москва, 16-20 сентября, 2003 г.).

Публикации. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований отражены в 43 печатных работах, в числе которых 3 авторских свидетельства и 6 патентов на изобретения.

Струюгура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 266 наименований и 4 приложений. Основной объем диссертации составляет 365 страниц текста, включая 102 рисунка и 15 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена научная проблема, актуальность темы, сформулированы цель и задачи работы, описаны методы исследований. Приведены основные положения, выносимые на защиту, изложены сведения о научной значимости и практической ценности, реализации и апробации работы.

В первой главе изложено состояние вопроса практического использования импульсных ЭМД, рассмотрена современная тенденция и перспективы их дальнейшего развития. На основе анализа характеристик созданных электромагнитных машин отражен достигнутый уровень основных выходных показателей и установлена их взаимосвязь с рабочими процессами. Выполнен анализ созданных структур импульсных ЭМД и выявлены особенности их работы в динамических процессах в составе электромеханической системы. Рассмотрены методы и средства повышения эффективности процесса преобразования электрической энергии в рабочем цикле.

История развития устройств с линейным электромагнитным приводом в нашей стране и за рубежом свидетельствует о сложности и противоречивости этого процесса, в результате которого произошло формирование отдельного

класса машин, в которых при их кажущейся простоте происходят сложные энергопреобразовательные процессы.

На примере ручных ударных машин прямого действия с линейным электромагнитным приводом, имеющих наиболее широкое промышленное освоение и производство, рассмотрена современная тенденция и перспективы их дальнейшего развития, которое всецело связано с повышением удельных энергетических и мощностных показателей.

Сравнение ручных ударных машин с приводом вращения, преимущественно зарубежных производителей, таких как BOSCH, METABO, Kango, SKIL, МАКГГА, DeWALT, HILTI, Black & Decker и т.д., и машин с электромагнитным приводом прямого действия (рис.1) позволило определить необходимый сегодня уровень удельной энергии удара (1,7 Дж/кг) и удельной ударной мощности (70 Вт/кг).

Анализ характеристик электромагнитных ударных машин, выполненных в различное время, проведенный в рамках системы общепринятых энергетических критериев, дал возможность оценить достигнутый уровень основных выходных показателей для отдельных типов устройств (табл.). Откуда следует, что достаточно короткий этап промышленного освоения устройств с импульсными ЭМД как отдельного класса машин выявил возможность обеспечения ими достаточно высокого уровня энергетического показателя по энергии единичного удара (до 100 кДж) и мощности (до 40 кВт). При этом для большинства устройств величина удельной энергии ударов не превышает 5 Дж/кг.

Для исследования связи выходных характеристик устройств и рабочих процессов работа двигателя представлялась в виде последовательности рабочих циклов. Из условия допустимого нагрева получены простые аналитические выражения, устанавливающие взаимную связь рабочих процессов импульсных ЭМД с выходными показателями машин. В частности, для кратковременного режима установлена взаимная связь между энергией ударов Ау, допустимым количеством одиночных циклов и продолжительностью работы :

-1

1- электромеханические "зарубежных фирм"

2- электромеханические "бывшие предприятия СССР"

3- электромагнитные

| | -показатель характеризующий ^^большинство ударных машин -максимальное значение показателя

Рис.1. Диаграммы распределения удельных показателей ручных ударных машин с электроприводом

tpn

к0Ау(1-л)

l-exp(-tu/T0) l-exp(-tp/T0)

'шах ~~ 'цпшах >

(1)

где Т0- постоянная временя нагрева; интервал времени нагрева в цикле; 1ц- длительность рабочего цикла; Т)- КПД двигателя; к0- коэффициент, зависящий от поверхности охлаждения, температуры окружающей среды и теплоотдачи с поверхности.

Таблица

Распределение технических показателей электромагнитных ударных машин

Диапазон Максимальное

Показатель Тип машины изменения значение

значения ПА1^С1 о о ТА ТТ С1

показателя ПигЛоа! СЛЯ

Перфораторы: 1,0... 5,0 15,0

Молотки: 0,2... 15,0 20,0

Энергия удара Бетоноломы 25,0... 40,0 50,0

А,Дж Прессы 3,0 ...100,0 250,0

Молоты до 1 кДж 150,0...250,0 400,0

Молоты более 1 кДж 1800,0.. 100000,0 400000,0

Перфораторы: 50,0...260,0 375,0

Молотки. 18,7...344,0 375,0

Ударная мощность Бетоноломы 417Д. 625,0 1030,0

Р.Вт Прессы 18,0...327,0 500,0

Молоты до 1 кДж 5О0,О...8ОО,0 2600,0

Молоты более 1 кДж 2250,0...40000,0 160000,0

Перфораторы: 0,23...0,36 0,40

Коэффициент Молотки: 0,17...0,44 0,45

полезного действия Бетоноломы 0,28...0,36 0,45

(КПД), Прессы 0,25...0,31 0,40

ц, отн.ед. Молоты до 1 кДж 0,09...0,40 0,46

Молоты более 1 кДж 0,16...0,29 0,38

Перфораторы: 0,37...0,86 1,25

Удельная энергия Молотки: 0,13...1,55 2,2

удара Бетоноломы 0,9... 2,22 2,7

—. Дж/кг Прессы 1,66... 2,3 3,9

М Молоты до 1 кДж 1,25...3,90 5,0

Молоты более 1 кДж 2,0...5,56 6,4

Перфораторы: 17,6.. .33,0 35,7

Удельная ударная Молотки: 5,4...49,0 50,0

мощность Бетоноломы 22,0...28,0 34,5

Р, Вт/кг Прессы 4,7... 13,8 15,0

М Молоты до 1 кДж 2,5...7,8 32,5

Молоты более 1 кДж 2Д...7.2 8,0

Как следует из (1), продолжительность работы при естественном охлаждении и сохранении энергии ударов можно повысить за счет увеличения КПД энергопреобразования, времени цикла или постоянной времени нагрева двигателя, увеличив, например, активную массу частей машины, принимающих непосредственное участие в теплопередаче.

Представленные на рис.2 графики, иллюстрируют влияние энергии единичного удара (при этом учитывается увеличение такого его геометрического

Рис 2 Графики максимальной продолжительности - а) и допустимой по условиям нагрева частоты - б) работы в зависимости от распределения энергии единичного удара

1- устройства с энергией единичного удара до 500 Дж

2- устройства с энергией единичного удара выше 1000 Дж

параметра, как масса устройства) на продолжительность работы и частоту удара (допустимую по условиям

нагрева) и показывают общую тенденцию снижения продолжительности работы и частоты с ростом энергии единичного удара.

Выполненные исследования дают основание считать, что большинство электромагнитных ударных машин с естественным способом охлаждения относятся к разряду устройств, работающих в кратковременном и повторно-кратковременном режимах.

В результате анализа созданных устройств с импульсными ЭМД, реализующих различные способы осуществления возвратно-поступательного движения ударной массы, удалось установить, что при их создании предпочтение отдавалось рабочим циклам, осуществляющим аккумулирование потенциальной, кинетической, магнитной энергии в различных накопительных элементах устройств, что обеспечило повышение энергетических показателей и КПД. Приведенный в работе анализ устройств, с точки зрения осуществления энергопреобразовательных процессов, выполнен с помощью условия сохранения баланса энергий в электромеханической системе в течение интервала движения.

Дифференциальная форма энергобаланса в процессе движения имеет вид:

(ш -12г)Л = = <1\УЭМ,

где и, 1 - соответственно напряжение и ток источника; Ч*, г - потокосцеплевие и активное сопротивление обмотки; - элементарная электромагнитная

энергия.

Элементарная электромагнитная энергия характеризуется

электромагнитной мощностью обусловленной наличием магнитного поля

<к

(ток Ц и вихревого электрического поля (напряжение и = и в пР°Цессе

движения состоит из элементарной механической энергии БЭМУ<!1, определяемой скоростью механического движения V и действием электромагнитной силы Рэм, и части элементарной электромагнитной энергии

(обменной энергии - не востребованной механической системой:

<^„=^<11+ Для определения энергобаланса в течение полного

интервала движения дифференциальная форма энергобаланса интегрируется:

При этом в начальной и конечной точках интервала движения система находится в неподвижном состоянии, и здесь т.е. приращение

обменной энергии за время движения определяется приращением энергии магнитного поля А)УэМ=Д\№м, и в точках тмтодпп^чого состояния определяется запасом энергии магнитного поля что позволяет

отождествлять понятия обменной электромагнитной энергии и магнитной энергии.

Во второй главе выполнены исследования импульсных ЭМД с интенсификацией рабочих процессов в режиме аккумулирования электромагнитной энергии в собственной системе индуктивностей. В соответствии с разработанными принципами синтезированы структуры электромагнитных импульсных систем и рассмотрены разновидности конструктивных схем ЭМД, обеспечивающие режимы статического и динамического индуктивного накопителя магнитной энергии в рабочем цикле.

Реализация способов аккумулирования магнитной энергии в индуктивностях за время рабочего цикла обеспечивается за счет искусственного нагружения якоря двигателя противодействующим усилием в момент начала движения. Исследовать влияние этого усилия на выходные характеристики электромагнитных двигателей позволил баланс сил, действующих на якорь при допущении линейности магнитной системы.

Результаты исследований представлены в нормированных единицах в виде

*

графиков (рис.3) конечной скорости V

якоря и времени его движения в

зависимости от начального противодействующего усилия . Из

приведенных графиков следует, что с ростом противодействующего усилия и магнитной энергии, аккумулируемой системой, повышается конечная скорость якоря при общем сокращении времени его движения. Исследования режимов с аккумулированием магнитной энергии на физических моделях позволили

Рис.3. Графики нормированной скорости и времени движения

добиться в два и более раз увеличения энергии удара при общем повышении КПД устройств.

В ходе проведенных исследований установлено также, что интенсификация рабочих процессов в режиме аккумулирования магнитной энергии в индук-тивностях системы в диапазоне изменений постоянных времени реальных электромеханических устройств обеспечивает 2...5 кратное снижение напряжения по отношению к напряжению при способе форсировки ЭМД, для осуществления которого необходим источник питания с повышенным напряжением.

На основании предложенного подхода к осуществлению эффективных энергопреобразовательных процессов разработаны общие принципы построения управляемых ЭМД, обеспечивающих режимы статического и динамического индуктивного накопителя магнитной энергии. При разработке новых принципов построения структур ЭМД, управляемых по механическому каналу и интегрированных с устройствами нагружения якоря, за основу были взяты магнитные системы, превосходящие известные по основным выходным показателям. Различные способы реализации этих принципов и использование новой теоретической базы исследований позволили разработать соответствующие уровню мировой новизны конструкции интегрированных ЭМД и способы организации рабочих циклов с аккумулированием магнитной энергии в индуктивностях, осуществляемым при неподвижном и движущемся якоре.

Практическая реализация способов аккумулирования магнитной энергии связана с разработкой специальных устройств, интегрированных с двигателем и нагружающих якорь статическим противодействующим

усилием. В зависимости от необходимой степени интеграции объединяются магниитопроводы и источники намагничивающих сил. Построенные по принципу интегрирования магнитопро-водов ЭМД содержат электромагниты или постоянные магниты, выполняющие функции нагружающих устройств на этапе трогания (рис.4,а), которые используются и в рабочей части цикла, суммируя свой магнитный поток с основным потоком обмотки возбуждения

Рис.4. Схема интегрированного ЭМД по принципу с общим с устройством удержания магнитопроводом

(рис.4,6). Для этого двигатель имеет общий с устройством нагружения якоря магнитопровод.

Дальнейшим развитием этого принципа стало использование одних и тех же обмоток ЭМД как для нагружения (рис.5,а), так и для ускорения (рис.5,6) якоря в период рабочего хода.

Это обеспечило более высокую степень интеграции, чем в способе, представленном на рис.4, так как объединяются и источники намагничивающих сил, и магнито-проводы.

По аналогичному принципу интегрирования выполнено устройство, представленное на рис.6. Отличительной особенностью конструктивных схем ЭМД, выполненных интегрировано с устройствами удержания якоря, является более высокое использование во времени активных материалов магнитопровода и, в отличие от известных схем с автономным удержанием якоря, имеют более высокие технические показатели.

Для ЭМД, работающих в режиме, в котором остановка якоря рабочим процессом не предусмотрена, разработан способ управления, обеспечивающий процесс накопления магнитной энергии при движении якоря. Аккумулирование магнитной энергии осуществляется в режиме динамического индуктивного накопителя. Способ управления заключается в подаче импульса питающего напряжения на обмотку возбуждения до завершения холостого хода якоря и перевода двигателя в режим противовключения.

Разработанные принципы построения ЭМД и способы управления обеспечивают увеличение передаваемой в механическую подсистему полезной мощности и позволяют улучшить энергетику энергопреобразовательных процессов.

Принципиальным отличием подходов к управлению

противодействующим усилием в том, что основное управления идет не по электрическому каналу электромеханической системы, а по механическому каналу.

В третьей главе выполнены исследования процессов энергопреобразования при передаче механической мощности в ЭМД. Рассмотрены энергопреобразовательные процессы и приведено их

принципу с общим с устройством удержания источником МДС

Рис.6. Схема варианта однозазорного ЗМД, интегрированного по принципу с общим источником МДС

математическое описание в течение полного рабочего цикла в режиме статического и динамического индуктивного накопителя магнитной энергии, в основу которого положен баланс энергий электромеханической системы.

В процессе энергопреобразования ЭМД за время полного рабочего цикла в замкнутой системе могут протекать сложные явления, связанные с взаимным преобразованием электрической, электромагнитной, магнитной и механической энергии. Исследования этих процессов выполнено при отождествлении

понятий дифференциалов обменной электромагнитной энергии с1\УэМ и магнитной энергии что позволило при анализе использовать

элементарные магнитные циклы (рис.7).

Рмех/Рэм

Рис.7. Идеализированный Рис.8. Графики изменения мощности за цикл магнитный никл ЭМД энергопреобразования

Основная функция силовой электромеханической системы состоит в совершении механической работы, и на фиксированном участке движения якоря она может быть получена через приращения энергий, ссютветствующих площадям элементарных магнитных циклов. Это позволяет перейти к единой обобщенной зависимости, представляющей собой отношение полезной рм е х к электромагнитной р э м мощности и удовлетворяющей конфигурации любого элементарного цикла:

Рмех _ (т-1)

Рэм (1-пХт + 1)'

(2)

где, в соответствии с рис.7,

- кратность изменения тока;

Ун

соответственно

кратность изменения потокосцепления; начальные и конечные значения тока и потокосцепления.

Анализ зависимости (2) в диапазонах кратностей изменения тока и потокосцепления, приближенных к практическим устройствам, представлен в

виде графиков на рис.8, отражающих степень преобразования электромагнитной энергии источника в механическую работу на фиксированном интервале перемещения.

Полные результаты исследований представлены в виде диаграммы (рис.9), отражающей показатель участия составляющей электромагнитной мощности, получаемой от внешнего источника питания, и магнитной мощности системы в совершении механической работы. При механическая мощность системы определяется только составляющей электромагнитной МСШЦОСЩ получаемой Р и с 9 Диаграмма распределения мощности в от внешнего источника. При цикле

механическая мощность системы определяется составляющими электромагнитной мощности, получаемой от источника питания, и дополнительно зависит от магнитной мощности системы. Из этого следует, что в процессе энергопреобразования механическая мощность может существенно превышать электромагнитную мощность, полученную от внешнего источника питания.

На основании полученных результатов разработана модель электромагнитного преобразователя с переменной индуктивностью в виде структурной схемы (рис.10).

Рис 10 Структурная схема модели электромагнитного преобразователя с переменной индуктивностью

Разработанная модель содержит внутренний источник магнитной энергии и дополнительный канал передачи мощности из магнитной в механическую подсистему. В различные интервалы времени движения внутренний источник может выполнять функции накопителя и генератора магнитной энергии

посредством обменной электромагнитной энергии

Включение дополнительного канала сопровождается обязательным

условием: ау*эм<и- Установлено также, что функционирование дополнительного канала ведет к потере контроля над процессом управления ЭМД со стороны внешнего источника. Однако при работе в импульсных режимах открытие дополнительного канала позволяет повысить передаваемую в механическую подсистему мощность, и, следовательно, конечную скорость движения якоря и энергию удара. Это подтверждает целесообразность использования режимов с аккумулированием магнитной энергии для увеличения передаваемой через дополнительный канал обменной электромагнитной мощности в механическую подсистему ЭМД.

Теоретически и экспериментально установлено, что интенсивность процесса энергопреобразования, зависит от начального запаса магнитной энергии в системе. Показано, что реализация рабочих циклов в режиме статического индуктивного накопителя магнитной энергии в устройствах с интегрированными ЭМД осуществляется в два этапа. На первом этапе механическая система сохраняет равновесие за счет противодействующего усилия, приложенного к якорю. Электрическая энергия, поступающая от источника, преобразуется в электромагнитную энергию, запасаемую в системе в виде магнитной энергии, и тепловую, что на основании баланса элементарных энергий можно представить в виде с!\Ус = с!(3 + (1\Уэм, где <1\УС - элементарная

энергия источника; <К2 - элементарная энергия тепловых потерь; ё\Уэм — дифференциал электромагнитной энергии (при отсутствии движения

Второй этап энергопреобразования связан с механическим движением, и по закону сохранения

энергии

<Щ; - <1<3= <Г\\£„ + (1АМ

где - элементарная

механическая работа, связанная со скоростью механического движения якоря (У*0).

Также на этапе движения может иметь место элементарный баланс энергий

и,1,х

*тр2 1хр2

0

/ / 'тр2 \К0 к

хт\

б)

Рис. 11. Осциллограммы рабочего процесса ЭМД: а) без удержания якоря; 6) с удержанием якоря

Сравнение рабочих процессов в интегрированных ЭМД без удержание якоря (рис. 11,а) и ЭМД с удержанием якоря (рис.11,6) показывает, что рациональный рабочий цикл имеет большее начальное значение тока трогания якоря (1тр2 >Чр1) и среднее значение тока во время движения при меньшем

времени рабочего хода (1рХ} > 1^2), что приводит к повышению энергии удара

и КПД. К тому же, по сравнению с ЭМД с автономным удержанием якоря интегрированные ЭМД имеют более высокую удельную энергию удара.

Для однообмоточных ЭМД, в которых остановка якоря рабочим процессом не предусмотрена, разработан способ управления, обеспечивающий аккумулярование магнитной энергии в режиме динамического индуктивного накопителя. Первый этап энергопреобразования на интервале времени (рис.12) характеризуется возвратом якоря при обесточенной обмотке. Начало второго этапа энергопреобразования на интервале совпадает с моментом времени подачи напряжения на обмотку при возврате якоря в точку с координатой и переводом двигателя в генераторный режим.

Рис.12. Рабочий процесс однообмоточного ЭМД в режиме динамического аккумулирования электромагнитной энергии

В указанном режиме противовключения ЭМД преобразует электрическую энергию источника и механическую энергию якоря в

электромагнитную и аккумулирует в собственной системе индукгивностей. Уравнение баланса элементарных энергий электромеханической системы может быть представлено в виде

<Мс + ААиек-<К) = <МЭУ1.

Начало третьего этапа энергопреобразования характеризуется сменой знака скорости якоря на противоположный и переходом к двигательному режиму. Механическая работа на интервале (рис.12) реализуется в виде энергии ударного импульса. Реализация способа динамического индуктивного накопителя магнитной энергии обеспечивает одновременное увеличение энергии ударов и КПД.

Сравнение способов реализации режимов с динамическим аккумулированием магнитной энергии однообмоточных ЭМД с пружинным возвратом якоря и двухобмоточных ЭМД с электромагнитным возвратом якоря показало, что последний способ дает более низкое значение КПД вследствие наличия высоких потерь при электромагнитном возврате якоря.

Четвертая глава посвящена исследованиям динамических режимов работы импульсных ЭМД в цикле, выполненных на основе расчета электромагнитного поля.

Основной задачей моделирования рабочих процессов ЭМД является определение влияния режимных и конструкционных параметров в нестационарных режимах работы на силовые и энергетические показатели. Поскольку исследуемая модель электромагнитного двигателя представляет собой многофакторную систему, которая характеризуется рядом выходных параметров, то полное представление о работе модели ЭМД могут дать только динамические характеристики.

Для моделирования рабочих процессов ЭМД была разработана вычислительная схема, позволяющая рассчитывать электромагнитное поле в осесимметричной конструкции с движущимися частями и со значениями магнитной проницаемости, зависящими от индукции магнитного поля. На основе разработанной универсальной расчетной модели электромагнитного двигателя, имеющего нетрадиционную форму элементов конструкции активной зоны магнитопровода (рис.4 и рис.5), создана компьютерная программа для исследования динамических характеристик. Выполненный на основании вычислительной схемы программный комплекс позволяет определять следующие, зависящие от времени характеристики ЭМД: значение индукции магнитного поля в каждой точке конструкции, скорость и траекторию движения якоря, силу, действующую на якорь, ток в обмотке возбуждения и вихревые токи, а также рассчитывать магнитные потери и потери на нагрев. В зависимости от назначения исследуемого линейного ЭМД предусмотрена возможность изменения состава его функциональных элементов.

Разработанный программный комплекс позволяет производить анализ особенностей работы двигателя при изменении его геометрических размеров и свойств, используемых магнитных материалов магнитопровода и обмоточного проводника, жесткости и начального поджатая возвратной пружины, формы

импульса питающего напряжения, включая питание от источников, выполненных по однополупериодной однофазной схеме с заданным углом управления.

Для одного из исследуемых ЭМД было проведено численное моделирование (рис.13), в результате которого были получены зависимости тока от времени, траектории перемещения якоря и произведено их сравнение с осциллограммами, полученными экспериментально в лабораторных условиях на физической модели. Сравнение расчетных и экспериментальных кривых для тока и перемещения, показывает их достаточно хорошее совпадение во всем диапазоне работы ЭМД, при этом значения токов отличаются от его максимального значения в пределах 5 %.

При проведении численного эксперимента было учтено, что реализовать рабочий цикл с высоким к.п.д. наиболее просто удается для ЭМД, питание которых можно осуществить от простейших устройств управления (УПиУ), выполненных по однополупериодной однофазной схеме. Регулируя в пределах одного полупериода питающего напряжения угол управления а силового тиристора, включенного в цепь обмотки ЛЭМД, можно изменять длительность протекания тока по его обмотке, усилие на якоре и величину механической работы за полный цикл энергопреобразования. Снижение тока в конце рабочего хода до нуля позволяет значительно уменьшить запасенную магнитную энергию в индуктивностях и максимально ее преобразовать в полезную работу при ударе.

В расчете, не учитывающем действие вихревых токов, как показывают исследования (рис.14), удар происходит на 0,00125с раньше. При этом максимальное значение тока при расчете без учета вихревых токов составляет 128А, а в случае их учета равно 161А.

Рис. 14. Сравнение характеристик работы ЛЭМД, с учетом и без учета вихревых токов в железе:

а) напряжение и кривые тока

б) траектории перемещения якоря

Установлено, что наибольшее расхождение результатов численного эксперимента с осциллограммами наблюдается в конце движения, т.е. в зоне скоростей V > 3,5 м/с при t > 0,01 с.

Оценка эффективности энергопреобразования (к.п.д.) выполнялась по соответствующим зависимостям, полученным для мгновенных значений потребляемой мощности, полезной мощности и производной кинетической энергии. Проверка точности численного эксперимента осуществлялась по балансу мощностей.

Использование метода Ньютона обеспечило достаточно высокую скорость сходимости процесса решения нелинейной системы конечноэлементных уравнений, а полный учет нелинейных эффектов, связанных с зависимостью магнитной проницаемости от индукции магнитного поля, а также учет влияния вихревых токов, позволил получить практически полное совпадение расчетных данных с экспериментальными зависимостями. Различие расчетных и экспериментальных характеристик не превышало 15%, при этом время решения задачи на компьютере класса Pentium 4 составляло не более 25 с.

С целью повышения эффективности использования электрической энергии в рабочем цикле на стадии проектирования ЭМД предложена методика определения влияния некоторой совокупности факторов в виде 36 режимных и конструктивных параметров из возможной области их варьирования для обеспечения максимума выходного показателя (энергии удара, к.п.д.) при однократном процессе ускорения якоря в магнитном поле. Исследования выполнены при прямоугольной форме импульса питающего напряжения. Зависимости энергии удара Ау,

максимальной скорости движения

ускорения якоря Эи^, максимального значения тока на интервале движения 'пих от длительности приложенного напряжения представлены на рис.15. Из регулировочных характеристик (рис.15) следует, что ограничение длительности импульса источника относительно оптимального значения (1И = 0,021с) на 10% приводит к снижению энергии удара до 5%.

В результате численного эксперимента при оптимальной длительности импульса источника и заданных размерах ЭМД исследовались зависимости энергии удара Ау, максимальной скорости якоря У,,,^, тока трогания и

времени трогания максимального значения тока ¡п^ на интервале

движения 1ДВ, времени рабочего хода 1тах и к.п.д. от количества витков обмотки возбуждения постоянного противодействующего усилия Рп и присоединенной к якорю массе ш, жесткости возвратной пружины к,[ри начального положения якоря 80.

,тах»А; Ау,Дж А^ Ау,Дж

Ау!Дж;Утах,м/сх10-,;Р1П1П) НхЮ2 80|—Г

200 400 6008001000 V?

1—Г

и »250В У ома.

10С '

и = 250П^

и = 2508"

>Ау

!0С___

1,5

2,5

3,5 т,кГ

600 1200 1800 РП>Н

Рис. 16. Зависимости выходных показателей ЭМД от: а) количества витков обмотки; б) противодействующего усилия; в) присоединенной массы

"ад

> А; А;

300

800 1200 Е,.,Н

300

• 800 1500 ЕуД,Н

Рис. 17. Зависимости выходных показателей ЭМД от противодействующего усилия удержания якоря

Наиболее типичные зависимости

выходных характеристик от перечисленных входных параметров, указывающие на критичность их выбора и необходимость учета при проектировании импульсных устройств с

Ау, Дж;

120 80

1 у -и-250В -ПЛ.

А0И

"150

Ау |

32 24 16 8

высокими энергетическими показателями, приведены на рис.16. На основании

0-

выполненных расчетов установлено, что увеличение технологической массы якоря

(рис.16,в) уменьшает конечную скорость тивность цикла от времени якоря, однако увеличивает энергию удара. При

0

0,091тр,с

этом необходимо учитывать факт увеличения общей массы устройства.

Следующим направлением по усовершенствованию ЛЭМД стало использование новых технических решений, позволяющих осуществлять режим предварительного накопления магнитной энергии в рабочем цикле, что обеспечило повышение энергии удара и уменьшение тепловой нагрузки (рис.17). Также была установлена некоторая оптимальная по времени длительность аккумулирования магнитной энергии в рабочем цикле, обеспечивающая максимальную энергию и к.п.д. Результаты этих исследований приведены на рис. 18.

Пятая глава посвящена созданию математической модели электромагнитного двигателя, с помощью которой решается задача поиска рациональных соотношений между основными размерами элементов конструкции магнитопровода, позволяющих снизить массу активных материалов. Разработан метод расчета тяговых характеристик, базирующийся на расчете магнитного поля в элементах конструкции двигателя, с помощью конечноэлементного моделирования.

В ударных устройствах с ЭМД, работающих в импульсном режиме, работа, совершаемая при разгоне якоря, непосредственно зависит от амплитуды тяговых усилий, установленной для статических режимов, и остается одним из главных показателей при их проектировании. С помощью математического моделирования, учитывающего насыщение стали и потоки рассеяния, разработана методика расчета статических тяговых характеристик. Для описания стационарного магнитного поля в конструкции использовалось уравнение Максвелла, приведенное при условии, что векторный потенциал А удовлетворяет уравнению В = пЛА., К виду

Г01_1_Г01а=:Г, о,

где - вектор плотности тока в обмотке; В- вектор индукции магнитного поля; ц- магнитная проницаемость, в общем случае зависящая от модуля

вектора магнитной индукции

Осесимметричная конструкция ЭМД позволяет перейти к цилиндрической системе координат (г^) и, полагая, что плотность тока и

векторный потенциал имеют только одну ненулевую -компоненту, зависящую от координат г и z, из векторного уравнения (3) получить скалярное уравнение:

Приняв значение векторного потенциала на внешней границе расчетной области равным нулю и определив из уравнения (4) значение , можно получить значения компонент вектора магнитной индукции:

максимального значения интегральной работоспособности Аи. Принятый за основу при оптимизационных расчетах интегральный параметр Аи, определяемый как площадь под соответствующей кривой тяговой характеристики, характеризует потенциальные возможности системы в совершении полезной механической работы и является основным критерием при оценке возможностей ударных устройств.

При оптимизации исследуемой системы двухзазорного ЭМД с комбинированным якорем в качестве варьируемых параметров взяты соотношения основных линейных размеров, диаметра якоря к внешнему диаметру магнитопровода , длины обмотки к внешнему диаметру

магнитопровода и отношение высоты стопа к длине обмотки

г = Ьс/1к . Следовательно, при принятых безразмерных соотношениях, Аи является функцией основных геометрических

критерии оптимальности размеров

Используемый при поиске рациональных параметров метод рационализированного перебора, отличающийся свойством селективности, позволяет сократить пространство поиска и тем самым способствовать быстрому решению задачи. Поскольку в рассматриваемой задаче области варьирования параметров х и у весьма ограничены, оптимизация конструкции проводится в первую очередь по параметру г Для упрощения сравнения всех вариантов интегральная работоспособность определялась при одной и той же величине хода якоря.

Результаты проведенных исследований позволили получить рекомендации по оптимизации параметров конструкции ЭМД. В качестве примера на рис.21,а приведены зависимости интегральной работоспособности от относительной высоты стопа (Ьс/1к) для двух фиксированных значений рабочих зазоров (5тах=3мм И 5тах=25мм) и токе в обмотке равном 15 А.

Рис 21 Зависимости относительной интегральной Рис 22 °бласть рюко^нду^ьк работоспособности от относительной высоты относительных значений высот стопа стопа

Анализ приведенных зависимостей позволяет сделать вывод, что максимум относительной интегральной работоспособности с уменьшением рабочего хода смещается в сторону увеличения отношения hc/lK , и при произвольном выборе высоты стопа hc из диапазона значений от 0 до 1К работоспособность снижается на 10% относительно ее максимального значения. Графики интегральной работоспособности, приведенные на рис.21,6, аналогичны представленным на рис.21,а, но отличаются увеличением намагничивающей силы обмотки почти в семь раз (при токе I =100А).

Сравнение зависимостей (рис.21,а и рис.21,6) фактически показывает влияние степени насыщения на оптимальную высоту стопа. Как видно, по мере насыщения участков магнитопровода происходит смещение максимумов зависимостей относительной интегральной работоспособности в сторону увеличения отношения hc/lK , причем произвольный выбор высоты стопа hc в диапазоне значений от 0 до 1К может снизить работоспособность на 30% по сравнению с рациональным вариантом, что подчеркивает важность оптимизации высоты стопа для насыщенных ЭМД.

На рис.22 представлены зависимости относительных значений высоты стопа от относительной величины рабочего хода и выделены области, соответствующие максимальной работоспособности ЭМД. Эти области построены таким образом, что при соответствующих им параметрах конструкции интегральная работоспособность отличалась бы не более чем на 1 % от своего максимального значения. При этом область 1 соответствует слабонасыщенной магнитной системе, а область 2 - сильнонасыщенной. В диапазоне рекомендуемых значений варьирование параметра

не приводит к существенному изменению показателя.

Шестая глава посвящена исследованию предельных режимов работы импульсных ЭМД и реализации эффективных способов управления ими в цикле.

По мере развития машин с ЭМД их удельные энергетические показатели увеличились в несколько раз. Например, такой комплексный показатель оценки конструктивного совершенства ЭМД, как отношение энергии удара к массе машины, доведен до уровня 6,4 Дж/кг при максимальной скорости разгона якоря, составляющей 6 м/с. Интегрированные ЭМД с интенсификацией рабочих процессов в режиме аккумулирования магнитной энергии позволяют обеспечить величину удельной энергии удара, равную 8... 10 Дж/кг, а скорость механического движения приблизить к значению 10 м/с. Наблюдаемая тенденция дальнейшего роста этих показателей и определение их предельных значений представляет практический интерес.

Для устройств с продольным в области энергопреобразования магнитным полем при отсутствии противодействующего усилия из условия равного распределения потока по сечению магнитопровода и допустимого из условия насыщения значения индукции в рабочем зазоре (В = 2Тл) было получено выражение для предельного значения энергии в единице объема:

где х, у - рекомендуемые соотношения главных линейных размеров ЭМД (х = 0,41...0,57 и у = 0,62... 1,2); п - степень форсировки магнитного поля (п = 0...1,0); квн - коэффициент внедрения якоря в обмотку (квн = 0...1,0).

Из выражения для удельной энергии (5) следует, что она существенно зависит от соотношений геометрических размеров ЭМД и начальной глубины внедрения якоря. Расчетные зависимости удельной энергии от степени форсировки магнитного поля в диапазоне рекомендуемых значений для х и у, приводящих к максимальному результату при их варьировании в указанном диапазоне, приведены на рис. 23. Энергия в объеме ЭМД максимальна в случае П = 0 и кю = 0 , что соответствует амех «54Дж/кг (рис.23).

На практике электромагнитные двигатели, используемые в приводах прессового оборудования и ручного электроинструмента, имеют коэффициент внедрения якоря, колеблющийся в диапазоне 0,6...0,7, что соответствует предельной удельной энергии = 12...15 Дж/кг.

С помощью введения понятия конструктивного фактора была определена связь между формой магнитной цепи и предельной энергией в объеме ЭМД. Например, для броневых цилиндрических короткоходовых систем с круглым втяжным якорем, имеющих наибольшее промышленное использование, предельная энергия" в объеме ЭМД не превышает 4,5 Дж/кг.

В работе рассмотрена практическая реализация способов управления ЭМД с интенсификацией рабочих процессов в режиме аккумулирования магнитной энергии (рис.24 и рис.25), обеспечивающих эффективное энергопреобразование в цикле.

Управление работой ЭМД, выполненных по принципу интегрирования магнитопроводов, в режиме статического индуктивного накопителя магнитной энергии может быть осуществлено по функциональной схеме, приведенной на рис.24,а. Управление ЭМД, выполненных по принципу интегрирования источников намагничивающих сил, может быть выполнено по функциональной схеме, приведенной на рис.24,6.

На рис.25 представлены также функциональные схемы устройств с ЭМД, реализующих режим динамического индуктивного накопителя магнитной энергии в рабочем цикле, выполненные по однокатушечной схеме с пружинным возвратом якоря (рис.25,а) и двухкатушечной схеме с электромагнитным возвратом якоря (рис.25,6).

амех> Д*/**-

Рис. 23. Изменение предельной энергии в объеме ЭМД

Рис 24 Функциональная схема управления интегрированных ЭМД выполненных по принципу а) с общим магнитопроводом, б) с общим источником намагничивающих сил

По результатам выполненных исследований разработано и внедрено в производство оборудование различного назначения с импульсными ЭМД (рис.26).

Заключение. Основные результаты исследовании, обобщенные в диссертации по теоретической и практической разработке крупной научно-технической проблемы, заключающейся в разработке и создании научно обоснованных методов и технических средств, направленных на повышение энергетических показателей импульсных линейных электромагнитных двигателей, построенных на основе новых инженерно-технических решений, состоят в следующем:

1. Проведен анализ показателей импульсных линейных ЭМД и тенденций их изменения, позволивший определить достигнутый уровень удельной энергии, который для большинства машин не превышает 5 Дж/кг. Выполнен анализ импульсных ЭМД с учетом особенностей их работы в динамических режимах при взаимодействии с составными частями электромеханической системы, что позволило сформулировать условия повышения их эффективности.

2. Получены аналитические зависимости, устанавливающие взаимосвязь показателей рабочих процессов в импульсных ЭМД и выходных характеристик машин в длительном, кратковременном и повторно-кратковременном режимах. Зависимости, в частности, позволяют оптимизировать значения энергии единичного удара и количество одиночных циклов в соответствии с режимами работы.

3. Развит подход к осуществлению эффективных энергопреобразовательных процессов, который, в отличие от известных, основывается на использовании режима индуктивного накопителя магнитной энергии, что обеспечивает достижение более высоких динамических и энергетических показателей в рабочем цикле. Аналитически и экспериментально установлено влияние степени запасенной магнитной энергии системы на характеристики движения и показана энергетическая предпочтительность использования указанного режима по сравнению с режимом питания от источника повышенного напряжения, что при одинаковых характеристиках движения обеспечивает возможность 2...5 кратного понижения напряжения.

4. На уровне изобретений разработаны принципы построения и сформированы структуры ЭМД, управляемых по механическому каналу и интегрированных с устройствами удержания якоря по принципу объединения магнитопроводов и источников намагничивающих сил, что обеспечило в режиме статического аккумулирования магнитной энергии повышение энергии в 2...4 раза и КПД в 2 раза при более высоких значениях удельных показателей, чем у известных устройств с автономным удержанием якоря.

5. Разработан на уровне изобретений способ аккумулирования электромагнитной энергии в режиме динамического индуктивного накопителя, обеспечивающий при циклично-ударной нагрузке

одновременное увеличение энергии удара в 1,24 раза и КПД в 1,2 раза относительно известных значений.

6. Разработана структурная модель ЭМД с внутренним источником магнитной энергии и дополнительным каналом передачи мощности из магнитной в механическую подсистему. На основании анализа процессов энергопреобразования в предложенной динамической модели ЭМД сформулированы условия реализации управляемого процесса движения и движения при повышенной мощности, имеющие практическую значимость.

7. На основе анализа динамических процессов импульсных ЭМД определены условия реализации максимального к.п.д. и энергии удара при вариации начального уровня магнитной энергии. Анализ результатов исследований электромагнитных двигателей с различными конструкциями элементов активной зоны, выполненный различными методами, подтверждает достоверность полученных научных результатов.

8. Разработана методика расчета предельной энергии в объеме ЭМД и выполнен анализ определяющих факторов, оказывающих влияние на максимальные показатели в динамических режимах.

9. Обоснованы и разработаны новые способы управления ЭМД, характеризующиеся повышенной надежностью и эффективностью. Реализация предложенных инженерно-технических решений во вновь создаваемых устройствах с ЭМД и рекомендации по их применению уже в существующих устройствах доказывают практическую ценность разработок. Новизна технических решений, повышающих эффективность импульсных ЭМД, подтверждается полученными патентами на изобретения.

Ю.Материалы диссертации внедрены в ходе выполнения хоздоговорных НИР, выполняемых по заказам предприятий и организаций, заинтересованных в разработке средств механизации трудоемких технологических процессов. На основе исследований, выполненных при непосредственном участии автора, разработано и внедрено оборудование с импульсными ЭМД различного назначения, обеспечивающее гарантированную удельную энергию удара, равную 8... 10 Дж/кг, что позволяет улучшить условия труда, снизить расходы на эксплуатацию, улучшить экологическую обстановку и обеспечить механизацию ручного труда. Все это в совокупности является решением актуальной научно-технической задачи, направленной на повышение энергетических показателей импульсных линейных электромагнитных двигателей.

Основные работы, опубликованные по теме диссертации

1. Нейман В.Ю. Интегрированные линейные электромагнитные двигатели для импульсных технологий // Электротехника. - 2002. - № 9. - С. 25-30.

2. Угаров Г.Г., Нейман В.Ю. Тенденции развития и применения ручных ударных машин с электромеханическим преобразованием энергии // Изв. ВУЗов. Электромеханика. - 2002. - №2. - С. 37-43.

3. Нейман В.Ю. Анализ процессов энергопреобразования линейных электромагнитных машин с аккумулированием магнитной энергии в динамических режимах // Электротехника. - 2003. - №2. - С.30-36.

4. Нейман В.Ю. Режимы форсированного аккумулирования магнитной энергии в импульсных линейных электромагнитных двигателях // Научн. веста. НГТУ. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. - № 1 (14). - С. 105-112.

5. Нейман В.Ю. Электромеханические преобразователи непосредственного привода с периодической дискретно-однородной структурой магнитной цепи // Научн. вести. НГТУ. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. - № 1 (12). -С. 109-120.

6. Угаров Г.Г., Усанов К.М., Нейман В.Ю. Рабочий цикл электромагнитной ударной машины с аккумулированием магнитной энергии в период холостого хода // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. - 1997. -№ 3 . - С. 76-80.

7. Угаров Г.Г., Нейман В.Ю. Анализ показателей электромагнитных ударных машин // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. - 1996. -№2.-С.72-80.

8. Угаров Г.Г., Нейман В.Ю. Принципы интегрирования конструкций импульсных линейных электромагнитных двигателей с устройствами форсированного аккумулирования энергии // Механизмы переменной структуры и виброударные машины: Тез. второй Междунар. конф. - Бишкек, 1995.-С. 31-32.

9. Угаров Г.Г., Нейман В.Ю. К оценке режимов работы электромагнитных ударных машин // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых.- 1996.-№4.-С.72-80.

10. Пат. 2065659 РФ, МКИ 6 Н 02 К 33/02 Линейный электромагнитный двигатель / Г.Г. Угаров, И.А. Кудряш, С.А. Пальщиков, В.Ю. Нейман. - № 93056461/07; Заявл. 20.12.93; Опубл. 20.12.93, Бюл. №23.-3 с: ил.

П.Угаров Г.Г., Катаев Ф.Ф., Хусаинов И.М., Нейман В.Ю. Импульсные линейные электромагнитные двигатели с интегрированной структурой // Электроприводы переменного тока: Тр. одиннадцатой научн.-техн. конф., Екатеринбург, Россия, 1998 г. - Екатеринбург. - 1998. - С. 40-43.

12. Нейман В.Ю. К вопросу расчета предельных выходных параметров линейных электромагнитных машин для импульсных технологий // Челябинскому агроинженерному университету 70 лет: Сб. тез. докл. науч.-техн. конф. - Челябинск: Изд-во ЧГАУ, 2001. - С. 238-239.

13. Угаров Г.Г., Нейман В.Ю. Электромагнитный привод прессового оборудования при малых рабочих воздушных зазорах // Строительные материалы и технология: Сб. тез. докл.' науч.-техн. конф. - Новосибирск , 1997.-42.- С. 81-82.

14. Угаров Г.Г., Нейман В.Ю. Конструктивные схемы линейных электромагнитных ударных машин с устройствами форсированного аккумулирования магнитной энергии // Строительные материалы и

технология: Сб. тез докл. науч.-техн. конф. - Новосибирск , 1997. -4 2.-С. 79-80.

15. Ах. № 2031523 СССР, МКИ 6 Н 02 К 37/00. Шаговый электродвигатель / В.И. Малинин, МА. Теребеюш, В.Ю. Нейман. - № 4903890/07; Заявл. 21.01.91; Опубл 20.03.95, Бюл. №8.-3 с: ил.

16. Пат. № 2065360 РФ , МКИ 6 В 30 В 1/42 Электромагнитный пресс / Г.Г. Угаров, И.А. Кудряш, М.В. Алферов, В.Ю. Нейман - № 93037843/08; Заявл. 23.07.93; Опубл. 20.08.96, Бюл. №23.-3 с: ил.

17. Пат. № 2099175 РФ, МКИ 6 В 25 Б 13/00. Электромагнитный ударный инструмент / В.Ю. Нейман, Г.Г. Угаров. - № 95102728/28; Заявл. 24.02.95; Опубл. 20.12.97, Бюл. №35.-4 с: ил.

18. Пат. № 2084071 РФ, МКИ 6 Н 02 К 33/02. Линейный электромагнитный двигатель / Г.Г. Угаров, В.Ю. Нейман - № 95110459/07; Заявл. 22.06.95; Опубл. 10.07.97, Бюл. № 19. -4с: ил.

19. Пат. № 2111847 РФ, МКИ 6 В 25 Б 13/00 Электромагнитная машина ударного действия / ТТ. Угаров, В.Ю. Нейман. - № 96117459/28; Заявл. 27.08.96; Опубл. 27.05.98, Бюл. №15.-4 с: ил.

20. Пат. № 2127017 РФ МКИ 6 Н 02 К 33/02. Способ управления однообмоточным линейным электромагнитным двигателем ударного действия / ГГ. Угаров, В.Ю. Нейман, КМ. Усанов. - № 95119633/09; Заявл. 21.11.95; Опубл. 27.02.99, Бюл. №6.-4 с: ил.

21. А.с. № 1705890 СССР, МКИ 5, Н 01 Б 7/13. Электромагнит постоянного тока / В.Ю. Нейман, ГГ.Угаров, МАТеребенин. - № 46944447/07; Заявл. 24.05.89; Опубл. 15.01.92, Бюл. №2.-3 с: ил.

22. Ах. №1534523 СССР, МКИ 5, Н 01 Б 7/13. Электромагнит постоянного тока / М.А. Теребенин, ГГ. Угаров, В.Ю. Нейман. - № 4379566/24-07; Заявл. 16.02.88; Опубл. 07.01.90, Бюл. № 1. - 2 с: ил.

23.Нейман В.Ю, Кудряш И.А., Теребенин М.А., Угаров Г.Г. Новые типы магнитных систем и конструктивных схем электромагнитных ударных машин // Ударные процессы в технике: Тез. Республ. науч.-техн. семинара. -Фрунзе, 1988.-С.87-88.

24. Угаров Г.Г., Нейман В.Ю., Нейман Л.А. Конструктивные схемы импульсных линейных электромагнитных двигателей ударных машин с устройствами нагружения якоря в статических режимах // Вести. Красноярск, гос. техн. ун-та. Транспорт. - Красноярск: Изд-во КГТУ, 2000. -Вып. 20.-С. 76-82.

25. Нейман В.Ю., Угаров Г.Г. Способ управления электромагнитным двигателем с динамическим аккумулированием магнитной энергии // Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП-2000: Тр. пятой Междунар. науч.-техн. конф. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. -Т.7 - С. 168-170.

26. Угаров Г.Г., Нейман В.Ю. Рабочий цикл электромагнитной ударной машины двойного действия с аккумулированием магнитной энергии в динамических режимах // Электроснабжение, энергосбережение,

электрификация и автоматизация предприятий и речных судов. -Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2001. - С.47-54.

27. Нейман В.Ю. Максимальная энергия в оптимальном объеме электромагнитной ударной машины с заданной конфигурацией магнитной цепи // Электроснабжение, энергосбережение, электрификация и автоматизация предприятий и речных судов. - Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2001.-С. 171-178.

28. Угаров Г.Г., Нейман В.Ю. Конструктивные схемы импульсных линейных электромагнитных двигателей с динамическим аккумулированием магнитной энергии // Совершенствование технических средств электрического транспорта: Сб. научн. тр. НГТУ, 2001. - Вып.2. - С. 122 -125.

29. Нейман В.Ю., Михеев В.И. Оценка эффективности и принципы построения конструкций приводных электромагнитов с многократной модуляцией магнитного потока // Совершенствование технических средств электрического транспорта: Сб. научн. тр. НГТУ, 2001. - Вып.З. - С.66-70.

30. Нейман В.Ю. Методика предварительной оценки режимов работы электромагнитных ударных машин с учетом допустимой мощности потерь // Электроснабжение, энергосбережение, электрификация и автоматизация предприятий и речных судов. - Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2001. -С.54-60.

31. Нейман В.Ю. Оценка режимов работы электромагнитных ударных машин с учетом теплоотдачи // Электроснабжение, энергосбережение, электрификация и автоматизация предприятий и речных судов. -Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2001. - С.42-44.

32. Нейман В.Ю., Михеев В.И. О результатах исследования электромагнитных двигателей с периодической структурой магнитной цепи // Электроснабжение, энергосбережение, электрификация и автоматизация предприятий и речных судов. - Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2001. - С.44-46.

33. Нейман В.Ю., Угаров Г.Г. О предельной энергии в объеме электромагнитной ударной машины // Электроснабжение, энергосбережение, электрификация и автоматизация предприятий и речных судов. - Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2001. - С.60-64.

34. Нейман В.Ю., Угаров Г.Г. О максимальной скорости движения якоря в линейном электромагнитном преобразователе с продольным магнитным потоком // Электроснабжение, энергосбережение, электрификация и автоматизация предприятий и речных судов. - Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2001. -С.64-67.

35. Neyman V.Yu., Ugarov G.G., Mikheyev V.I. High technology press equipment with high force and energy parameters but safe for the environment // Korus 2002. The 6-th Russia-Korea Intern. Simp, on Science and Technology. Novosibirsk, Russia: Proc. - Novosibirsk, 2002. - Vol. 1. - P.426 - 429. (Высокотехнологичное прессовое оборудование с повышенными силовыми и энергетическими показателями для

36. Neyman V. Yu., Mikheyev V. I. Electromechanical devices for energy transformation with the periodical structure of a magnetic circuit // Korus 2002. The 6-th Russia-Korea Intern. Simp, on Science and Technology. Novosibirsk, Russia: Proc. - Novosibirsk, 2002. - Vol. 1. - P.227-230. (Электромеханические преобразователи энергии с периодической структурой магнитной цепи)

37. Нейман В.Ю. Приближенная оценка показателей линейных электромагнитных машин в динамических режимах с заданной конфигурацией магнитной цепи // Электромеханические преобразователи энергии: Материалы междунар. науч.-техн. конф. — Томск: Изд-во ГНУ, 2001.-С. 110-111.

38. Нейман В.Ю., Михеев В.И. Способ питания низкочастотных электромагнитных машин ударного действия // Электромеханические преобразователи энергии: Материалы междунар. науч.-техн. конф. - Томск: Изд-во ТПУ, 2001. - С.148-149.

39. Нейман В.Ю. Математическая модель линейного электромеханического преобразователя с двумя рабочими воздушными зазорами // Совершенствование технических средств электрического транспорта: Сб. научн. тр. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001. - Вып.З. - С. 136-141.

40. Нейман В.Ю., Мятеж СВ. Способ питания импульсного электромагнитного двигателя с статическим аккумулированием магнитной энергии // Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП - 2002: Материалы IV междунар. науч.-техн. конф. - Новосибирск: НГТУ, 2002. -Т. 6.- С. 127-131.

41. Neyman V. Yu. New principles and ways of increase of energy efficiency of seldom-stroke electromagnetic machines // Korus 2002. The 6-th Russia-Korea Intern. Simp, on Science and Technology. Novosibirsk, Russia: Abstr. -Novosibirs, 2002. - Vol. 3. - P.159. (Новые принципы и пути повышения энергоэффективности редкоударных электромагнитных машин)

42. Нейман В.Ю. К вопросу о рационализации выбора конструктивных схем электромагнитных ударных машин // Электроэнергетика, электротехнические системы и комплексы: Материалы междунар. науч.-техн. конф., Томск, Россия, 3-5 сентября 2003 г. - Томск: Изд-во ТПУ, 2003. - С. 124-125.

43. Нейман В.Ю. Исследование процессов передачи механической мощности в линейных преобразователях электромагнитного типа // Электромеханика, электротехнологии и материаловедение: Труды пятой Междунар. конф., Алушта, Крым, Украина, 2003. - 4.2. - С. 259-262.

Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета формат 60x84/16, объем 2,25 п.л., тираж 120 экз., заказ № 4 9& подписано в печать 18.08.04 г.

»173 35

РНБ Русский фонд

2005-4 12502

ВВЕДЕНИЕ.

1. ВОПРОСЫ ПЕРСПЕКТИВ И ТЕНДЕНЦИЙ РАЗВИТИЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ СИЛОВЫХ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МАШИН.

1.1. Состояния вопроса практического применения импульсных линейных электромагнитных двигателей.

1.2. Современная тенденция и перспективы развития электромагнитных машин на примере ручных ударных машин с электромеханическим преобразованием энергии.

1.2.1. Современный уровень и тенденции развития ударных машин с электромеханическим преобразованием вращательного движения ротора.

1.2.2. Современная ситуация в развитии ударных машин прямого действия с ЭМД.

1.2.3. Сравнение результатов исследований.

1.3. Основные показатели линейных электромагнитных машин.

1.4. Взаимное влияние рабочих процессов на выходные показатели электромагнитных машин.

1.4.1. Взаимосвязь процессов в кратковременных режимах.

1.4.2. Взаимосвязь процессов при продолжительных режимах.

1.4.3. Взаимосвязь процессов в повторно-кратковременных режимах.

1.5. Конструктивные схемы ударных машин с ЭМД.

1.5.1. Синхронная электромагнитная машина с однокатушечным ЭМД со свободным выбегом якоря.

1.5.2. Синхронная электромагнитная машина с двухкатушечным ЭМД с постоянным воздействием электромагнитных сил.

1.5.3. Электромагнитная машина с однокатушечным ЭМД простого и двойного действия.

• 1.5.4. Электромагнитная машина с двухкатушечным ЭМД двойного действия.

1.5.5. Результаты анализа.

Выводы.

2. ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ С

ПОВЫШЕННЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ

2.1. Постановка задачи.

2.2. Интенсификация процессов в режиме аккумулирования электромагнитной энергии в импульсных линейных ЭМД.

2.3. Конструктивные схемы импульсных линейных ЭМД с аккумулированием магнитной энергии в статических режимах.

2.4. Конструктивные схемы импульсных ЭМД с аккумулированием электромагнитной энергии в динамических режимах.

Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЭНЕРГОПРЕОБРАЗОВАНИЯ РАБОЧИХ ЦИКЛОВ В РЕЖИМЕ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ.

3.1. Режимы работы ЭМД и задачи исследований.

3.2. Исследование процессов энергопреобразования в электромагнитных преобразователях при передаче механической мощности.

3.2.1. Процессы передачи механической мощности и возможность управления ими в цикле.

3.2.2. Экспериментальные исследования особенностей режимов • работы при передаче механической мощности.

3.3. Энергопреобразование в однообмоточных ЛЭМД с предварительным аккумулированием магнитной энергии в статических режимах.

3.4. Энергопреобразование в однообмоточных ЛЭМД с предварительным аккумулированием электромагнитной энергии в динамических режимах.

3.5. Энергопреобразование в двухобмоточных ЛЭМД двойного действия с динамическим аккумулированием электромагнитной энергии в период холостого хода якоря.

Выводы.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ

ИМПУЛЬСНЫХ ЭМД В ЦИКЛЕ.

4.1. Задачи исследований.

4.2. Разработка математической модели ЭМД.

4.2.1. Математическая модель ЭМД. Эквивалентная вариационная постановка задачи.

4.2.2. Конечноэлементная аппроксимация.

4.2.3. Расчет силовых характеристик и скорости перемещения якоря.

4.2.4. Полезная мощность, тепловые и магнитные потери, баланс мощностей.

4.3. Результаты численного моделирования.

4.4. Анализ динамических процессов однообмоточного ЭМД по щ результатам численного моделирования.

4.4.1. Динамика рабочего процесса неуправляемого ЭМД.

4.4.2. Динамика управляемого ЭМД с интенсификацией рабочего процесса

Выводы.

5. ВОПРОСЫ РАСЧЕТА СИЛОВЫХ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И ОПТИМИЗАЦИЯ ГЕОМЕТРИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ.

5.1. Постановка задачи.

5.2. Разработка математической модели ЭМД

5.2.1. Математическая модель ЭМД. Эквивалентная вариационная постановка задачи.

5.2.2. Конечноэлементная аппроксимация.

5.2.3. Решение нелинейной задачи.

5.2.4. Расчет силовой характеристики.

5.3. Оптимальные соотношения размеров ЭМД.

5.3.1. Выбор метода и алгоритма оптимального поиска.

5.3.2. Взаимосвязь высоты стопа с основными размерами ЭМД и величиной хода якоря.

5.4. Упрощенная методика расчета ЭМД с двумя воздушными рабочими зазорами и комбинированным якорем.

Выводы.

6. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРЕДЕЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ИМПУЛЬСНЫХ ЭМД И РЕАЛИЗАЦИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИМИ В ЦИКЛЕ.

6.1. Постановка задачи.

6.2. Максимальная энергия в оптимальном объеме электромагнитного преобразователя.

6.3. Реализация способов статического индуктивного накопителя магнитной энергии в импульсных ЛЭМД.

6.4. Реализация способов динамического индуктивного накопителя электромагнитной энергии в ЭМД.

6.5. Энергетическая эффективность способов управления однообмоточным ЭМД в режиме динамического индуктивного накопителя электромагнитной энергии.

6.6. Сравнительный анализ способов формирования ударных импульсов для схем с ЭМД.

Выводы.

Актуальность проблемы. В ряде отраслей промышленности используются технологические процессы, механизация которых осуществляется устройствами и машинами импульсного действия различных мощностей [1—7]. В качестве технических средств, позволяющих реализовать импульсные технологии, широко используются машины ударного действия с пневмо-, гидро- и электроприводом, для которых современная методология позволила разработать эффективные методы анализа и синтеза, выявить общие вопросы исследования и проектирования таких машин и создать для них единую теорию силовых импульсных систем.

С развитием технических средств расширяются области применения основных элементов импульсных систем и одновременно повышаются требования к обеспечению необходимых режимов работы, надежности, снижению энергопотребления, массогабаритных и стоимостных показателей, обеспечению простоты управления и удобства в эксплуатации обслуживающим персоналом. Решение этих вопросов непосредственно связано с участием в технологических процессах самих машин, для которых необходимо обеспечить оптимальные режимы работы с целью повышения производительности труда и снижения себестоимости выпускаемой продукции, а также ограничения воздействия на окружающую среду. Наиболее полно обеспечивают выполнение данных требований силовые электрические импульсные системы, осуществляющие непосредственное, без промежуточных звеньев, преобразование электроэнергии в механическую работу, что обуславливает возможность существенного упрощения кинематической схемы, снижение массогабаритных показателей машин, улучшение экологической обстановки, повышение надежности и экономичности данных устройств.

К настоящему времени накоплен большой опыт в решении вопросов теории энергопреобразования, проектирования и практической реализации линейных электрических машин, позволяющих повысить эффективность использования электрической энергии. Значительный вклад в решение этой проблемы внесли А.И. Москвитин, О.Д. Алимов, П.М. Алабужев, Н.П. Ряшенцев, А.В. Фролов, В.К. Манжесов, Ф.Н. Сарапулов, О.Н. Веселовский, В.В. Ивашин, И.А. Милорадов, А.А. Афонин, Е.М. Тимошенко, А.Т. Малов, Г.Г. Угаров, Ю.З. Ковалев, Б.Ф. Симонов, В.И. Малинин, В.Н. Гурницкий, А.П. Малахов, А.П. Тронов, Г.В. Берозашвили, А.Н. Мирошниченко, В.Н. Федонин и другие специалисты. В известных работах [5, 8, 10, 12, 13,15, 26, 31, 33, 39, 49, 55, 70, 122, 123, 132, 136, 162, 208, 237] отражены результаты исследования линейных электроприводов, в том числе ударного действия, и их практическая реализация.

Разработанные конструкции асинхронных, электродинамических, индукционно-динамических и электромагнитных линейных машин, включая машины ударного действия, нашли широкое использование в народном хозяйстве.

Процесс дальнейшего развития и совершенствования ударных машин выявил перспективность использования силовых электромагнитных импульсных систем (СЭМИС) на основе линейных электромагнитных двигателей (ЛЭМД). Электромагнитные двигатели (ЭМД), по сравнению с другими типами линейных двигателей, наиболее пригодны для привода машин импульсного (ударного) и прессового действия, наилучшим образом совмещая приводной двигатель и рабочий орган машины.

Сегодня имеется большой опыт использования, молотков, перфораторов, насосов, прессового оборудования, переносных ударных комплексов и различного технологического оборудования бытового назначения, созданных на основе импульсных ЭМД, а также налажено серийное производство части из них.

Попытка наилучшим образом использовать импульсные ЛЭМД выявила возможность применения их в строительстве, горной, нефтяной и % газовой промышленности, машиностроении, водном хозяйстве, криогенной технике, медицине и т.д. [1-45, 49, 50, 58, 60, 63, 66, 70, 72-75, 140, 141, 148, 163, 212, 236], где они обеспечивают значения ударной энергии в диапазоне от 0,1 до 104 Дж при массогабаритных показателях до 1,5 104 кг. Однако значение такого показателя, как удельная энергия удара, у лучших в своем классе электромагнитных машин сегодня не превышает 5 Дж/кг, что почти в три раза ниже, чем у аналогичных по назначению устройств с пневмоприводом. Возрастающая необходимость дальнейшего повышения удельных силовых и энергетических показателей требует поиска новых путей, позволяющих получить желаемый результат, и технических возможностей.

Обширность области применения машин, работающих в импульсном ^ режиме очевидна, поскольку около половины серииных электродвигателей используется в приводе машин с линейной траекторией рабочих органов при наличии редукторных передач.

Актуальность исследований в области линейных электродвигателей неоднократно отражалась в решениях Всесоюзных и Международных конференциях по электроприводу (1968-1998 г.г.).

В настоящей работе автором уделено особое внимание изучению и обобщению материалов, посвященных анализу практического применения устройств и машин с ЭМД, выполненных в различное время представителями ряда научных школ, что впоследствии, при создании ЭМД с качественно новыми свойствами, позволило сосредоточить внимание на решении ряда технических задач, давших положительные результаты.

Как правило, реализация любого нового технического предложения ф неотъемлемо связана с решением широкого круга вопросов общего и частного характера. Это, прежде всего, вопросы, связанные с поиском путей совершенствования импульсных линейных ЭМД и их рабочих процессов с целью рационализации и выявления возможностей создания

• высокоэкономичных конструкций, наиболее полно удовлетворяющих современным требованиям, предъявляемым к импульсным силовым устройствам, включая решение вопросов технической реализации эффективных способов управления ими, и многое другое.

Решению этой научной проблемы посвящена данная диссертационная работа.

Диссертация выполнена в Новосибирском государственном техническом университете Министерства образования и науки РФ и обобщает результаты научных исследований и практических разработок автора в период с 1986 по 2004 годы. Настоящая работа является продолжением комплекса работ по созданию импульсных линейных электромагнитных двигателей и машин с улучшенными технико-экономическими показателями, предназначенных для * средств механизации трудоемких технологических процессов, проводимых в соответствии с планом НИР и внедрения Института горного дела СО РАН в рамках проблемы машиностроения 1.11.1 «Теория машин и систем машин», согласно координационному плану работ научного совета по проблемам машиностроения, а также по техническим заданиям хоздоговорных работ.

Цель работы и задачи исследования. Цель работы состоит в разработке и создании научно обоснованных методов и технических средств, направленных на повышение энергетических показателей импульсных линейных электромагнитных двигателей, построенных на основе новых инженерно-технических решений.

Для достижения цели поставлены следующие основные задачи: 1. Провести классификационный анализ машин с импульсными ЭМД, в рамках общепринятых энергетических критериев установить современный щ технический уровень, сформулировать пути дальнейшего повышения энергетических показателей.

2. Установить взаимосвязь показателей рабочих процессов и выходных характеристик с учетом определяющих факторов, оказывающих влияние на режимы работы импульсных ЭМД.

3. Установить влияние начального уровня магнитной энергии в системе на характеристики движения, выполнить математическое описание энергопреобразовательных процессов на основе энергетического баланса системы.

4. Разработать и обосновать принципы построения импульсных ЭМД, сформировать и синтезировать их структуры, обеспечивающие высокие динамические и энергетические характеристики.

5. Выполнить анализ импульсных ЭМД в нестационарных режимах, определить условия реализации максимального к.п.д. и энергии удара, выработать рекомендации, позволяющие наиболее эффективно использовать новые технические решения.

6. Установить закономерность влияния определяющих входных параметров на предельную энергию в объеме ЭМД.

7. Обосновать и технически реализовать эффективные способы управления импульсными ЭМД в цикле.

Методы исследований выбирались исходя из постановок решаемых задач. Основные результаты диссертационной работы получены на базе фундаментальных законов и уравнений электродинамики и теории электрических цепей. Поиск количественных соотношений между исследуемыми параметрами осуществлялся с помощью аналитических методов математического анализа. При создании универсального программного комплекса для анализа динамических процессов использовались методы математического моделирования, методы расчета магнитных полей, численные методы решения дифференциальных уравнений. В процессе расчетов и анализа математических зависимостей применялся специализированный пакет программ Mathcad 2000.

Достоверность полученных результатов исследования определяется корректностью постановки задач, обоснованностью принятых допущений и адекватностью используемых математических моделей, а также степенью совпадения теоретических и практических результатов, полученных экспериментально на реальных моделях импульсных линейных электромагнитных двигателей в лабораторных и производственных условиях с использованием специально разработанных стендов и методик.

Научная новизна диссертационной работы определяется следующими положениями.

1. Разработана методика расчетов низкочастотных электромагнитных машин, устанавливающая взаимную связь показателей рабочих процессов и выходных характеристик машин, которая, в отличие от известных, позволяет оптимизировать соотношение, выражающее связь между энергией и количеством одиночных рабочих циклов.

2. Развит подход к осуществлению эффективных энергопреобразовательных процессов в импульсных ЭМД, который заключается в использовании режима индуктивного накопителя магнитной энергии, и установлено влияние степени запаса магнитной энергии на характеристики движения.

3. Разработаны принципы построения новых типов управляемых по механическому каналу ЭМД, интегрированных с устройствами нагружения якоря, отличающиеся от известных объединением магнитопроводов и источников намагничивающих сил, что обеспечивает повышение удельных энергетических показателей.

4. Разработан способ динамического аккумулирования электромагнитной энергии, обеспечивающий при циклично-ударной нагрузке одновременное увеличение к.п.д. и энергии удара, представлено математическое описание энергопреобразовательных процессов.

5. Разработана структурная динамическая модель электромагнитного двигателя. На основании процессов энергопреобразования в предложенной модели ЭМД сформулированы условия получения управляемого процесса движения и движения при повышенной мощности.

6. Определены условия реализации максимального к.п.д. и энергии удара ЭМД при вариации начального уровня магнитной энергии.

7. Предложена методика расчета энергии удара в объеме ЭМД и выполнен анализ входных параметров, оказывающих влияние на предельные показатели в нестационарных режимах.

8. Теоретически обоснованы и осуществлены новые способы управления ЭМД, новизна которых подтверждается патентами на изобретения.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Взаимосвязь показателей рабочих процессов с выходными характеристиками ЭМД, позволяющая оптимизировать соотношение между энергией удара и количеством циклов.

2. Результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов аккумулирования магнитной энергии в ЭМД и ее влияния на характеристики движения.

3. Разработанные структуры и технические решения по реализации интегрированных ЭМД, построенных по принципу объединения магнитопроводов и источников намагничивающих сил.

4. Разработанные способы управления, обеспечивающие изменение в рабочем цикле начального уровня электромагнитной энергии с широким диапазоном регулирования энергии удара.

5. Условия реализации максимального к.п.д. и энергии удара при вариации начального уровня магнитной энергии.

6. Предложенная структурная динамическая модель импульсного ЭМД и результаты ее анализа.

7. Результаты исследований предельных характеристик импульсных линейных ЭМД.

Практическая ценность работы заключается в решении научно-технической проблемы повышения энергетических показателей импульсных ЭМД, создании технических средств и способов управления, обеспечивающих повышение использования электрической энергии в рабочем цикле, направленных на снижение массогабаритных показателей и энергопотребления в технологическом процессе. В разработке и реализации принципиально новых конструкций линейных импульсных ЭМД и созданных на их основе машин, соответствующих лучшим мировым образцам, что подтверждается патентами РФ. В совокупности полученных теоретических и практических результатов, моделирующего программного комплекса, позволяющих адекватно реальным условиям отражать процессы в статических и динамических режимах функционирования, уточнять параметры и повышать точность расчетов, создавать инженерные методы расчета, расширять функциональные возможности и область применения ЭМД.

Реализация результатов работы. Основные результаты были получены в ходе работ, проводимых в соответствии с планом НИР и внедрения Института горного дела СО РАН в рамках проблемы машиностроения 1.11.1 «Теория машин и систем машин»; согласно координационному плану работ научного совета по проблемам машиностроения и технологических процессов АН СССР на 1986-1990 г.г., утвержденному постановлением Президиума АН СССР №11000-494-1216 по теме «Разработка методов создания горных и строительных импульсных машин и механизмов на основе исследования рабочих процессов»; в соответствии с «Решением Координационного совета по научно-техническому сотрудничеству институтов СО АН СССР и предприятий Главных управлений» от 23.06.87 №30-21-01/307 по теме «Оценка возможности применения электромагнитных машин возвратно-поступательного действия в технологических процессах штамповки порошковых материалов и проката тонкостенных изделий». В ходе госбюджетной НИР, проводимой в НГТУ по теме 1.15.00Д, и хоздоговорных НИР, выполняемых по заказам предприятий и организаций, заинтересованных в разработке средств механизации трудоемких технологических процессов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзном совещании по проблеме «Силовые импульсные системы» (Новосибирск, 1987 г.); объединенных научно-технических семинарах Института горного дела СО РАН (Новосибирск, 1989 г., 1992 г.); семинаре «Горные строительные вибрационные машины и процессы» (Новосибирск, 1988 г.); Республиканском научно-техническом семинаре «Ударные процессы в технике» (Фрунзе, 1988 г.); второй Международной конференции «Механизмы переменной структуры и виброударные машины» (Бишкек, 1995 г.); научно-технической конференции «Строительные материалы и технологии» (Новосибирск, 1997 г.); одиннадцатой научно-технической конференции «Электроприводы переменного тока» (Россия, Екатеринбург, 1998 г.); пятой, шестой международных конференциях «Актуальные проблемы электронного приборостроения» АПЭП-2000, АПЭП-2002; (The 5, 6 - International scientific-technical conference «Actual Problems of electronic instrument engineering», APEIE-2000, Россия, Новосибирск, 2000, APEIE-2002, Россия, Новосибирск, 2002); 40-ой научно-технической конференции «Челябинскому агроинженерному университету 70 лет» (Челябинск, 2001г.); Международной научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии» (Россия, Томск, 2001 г.); шестом Российско-Корейском международном симпозиуме «Наука и технологии» (The 6-th Russia-Korea Intern. Simp, on Science and Technology - KORUS-2002, Россия, Новосибирск, 2002); Международной научно-технической конференции

Электроэнергетика, электротехнические системы и комплексы" (Россия, Томск, 2003 г.); пятой Международной конференции «Электромеханика, * электротехнологии и электроматериаловедение» (Крым, Алушта, 2003 г.)

Отдельные результаты работы экспонировались на пятой юбилейной Международной выставке «Машиностроение - 2003», Международной выставке «Ретекмаш - 2003», «Машкомп - 2003», «Интехмаш - 2003», «Метрмаш - 2003», «Элекмаш - 2003», проходивших в рамках Международной промышленной недели в выставочном комплексе «Сокольники» (Москва, 2003 г.)

Публикации. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований опубликованы в 43 печатных работах, в числе которых 3 авторских свидетельства и 6 патентов РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 266 наименований и 4 ^ приложений. Основной объем диссертации 365 страниц текста, включая 102

Основные результаты исследований, обобщенные в диссертации по теоретической и практической разработке крупной научно-технической проблемы, заключающейся в разработке и создании научно обоснованных методов и технических средств, направленных на повышение энергетических показателей импульсных линейных электромагнитных двигателей, построенных на основе новых инженерно-технических решений, состоят в следующем:

1. Проведен анализ показателей импульсных линейных ЭМД и тенденций их изменения, позволивший определить достигнутый уровень удельной энергии, который для большинства машин не превышает 5 Дж/кг. Выполнен анализ импульсных ЭМД с учетом особенностей их работы в динамических режимах при взаимодействии с составными частями электромеханической системы, что позволило сформулировать условия повышения их эффективности.

2. Получены аналитические зависимости, устанавливающие взаимосвязь показателей рабочих процессов в импульсных ЭМД и выходных характеристик машин в длительном, кратковременном и повторно-кратковременном режимах. Зависимости, в частности, позволяют оптимизировать значения энергии единичного удара и количество одиночных циклов в соответствии с режимами работы.

3. Развит подход к осуществлению эффективных энергопреобразовательных процессов, который, в отличие от известных, основывается на использовании режима индуктивного накопителя магнитной энергии, что обеспечивает достижение более высоких динамических и энергетических показателей в рабочем цикле. Аналитически и экспериментально установлено влияние степени запасенной магнитной энергии системы на характеристики движения и показана энергетическая предпочтительность использования указанного режима по сравнению с режимом питания от источника повышенного напряжения, что при одинаковых характеристиках движения обеспечивает возможность 2.5 кратного понижения напряжения.

4. На уровне изобретений разработаны принципы построения и сформированы структуры ЭМД, управляемых по механическому каналу и интегрированных с устройствами удержания якоря по принципу объединения магнитопроводов и источников намагничивающих сил, что обеспечило в режиме статического аккумулирования магнитной энергии повышение энергии в 2.4 раза и КПД в 2 раза при более высоких значениях удельных показателей, чем у известных устройств с автономным удержанием якоря.

5. Разработан на уровне изобретений способ аккумулирования электромагнитной энергии в режиме динамического индуктивного накопителя, обеспечивающий при циклично-ударной нагрузке одновременное увеличение энергии удара в 1,24 раза и КПД в 1,2 раза относительно известных значений.

6. Разработана структурная модель ЭМД с внутренним источником магнитной энергии и дополнительным каналом передачи мощности из магнитной в механическую подсистему. На основании анализа процессов энергопреобразования в предложенной динамической модели ЭМД сформулированы условия реализации управляемого процесса движения и движения при повышенной мощности, имеющие практическую значимость.

7. На основе анализа динамических процессов импульсных ЭМД определены условия реализации максимального к.п.д. и энергии удара при вариации начального уровня магнитной энергии. Анализ результатов исследований электромагнитных двигателей с различными конструкциями элементов активной зоны, выполненный различными методами, подтверждает достоверность полученных научных результатов.

8. Разработана методика расчета предельной энергии в объеме ЭМД и выполнен анализ определяющих факторов, оказывающих влияние на максимальные показатели в динамических режимах.

9. Обоснованы и разработаны новые способы управления ЭМД, характеризующиеся повышенной надежностью и эффективностью. Реализация предложенных инженерно-технических решений во вновь создаваемых устройствах с ЭМД и рекомендации по их применению уже в существующих устройствах доказывают практическую ценность разработок. Новизна технических решений, повышающих эффективность импульсных ЭМД, подтверждается полученными патентами на изобретения.

10.Материалы диссертации внедрены в ходе выполнения хоздоговорных НИР, выполняемых по заказам предприятий и организаций, заинтересованных в разработке средств механизации трудоемких технологических процессов. На основе исследований, выполненных при непосредственном участии автора, разработано и внедрено оборудование с импульсными ЭМД различного назначения, обеспечивающее гарантированную удельную энергию удара, равную 8. 10 Дж/кг, что позволяет улучшить условия труда, снизить расходы на эксплуатацию, улучшить экологическую обстановку и обеспечить механизацию ручного труда. Все это в совокупности является решением актуальной научно-технической задачи, направленной на повышение энергетических показателей импульсных линейных электромагнитных двигателей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Кожевников С.Н. Механизмы / С.Н Кожевников, Я.И. Есипенко, Я.М. Раскин. 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1976. — 784 с.

2. Повидайло В.А. Вибрационные устройства в машиностроении. / В.А. Повидайло, Р.И. Силин, В.А. Шигель. М.: Машгиз., 1962. - 111 с.

3. Ряшенцев Н.П. Виброимпульсные системы в горном деле / Н.П. Ряшенцев. // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. -1987.- №6. С. 51-62.

4. Фролов К.В. Научно-технический прогресс и современные задачи машиностроения / К.В. Фролов. М., 1985. - 40 с.

5. Ручные электрические машины ударного действия / Н.П. Ряшенцев, П.М. Алабужев, Н.И. Никишин, и др. М.: Недра, 1970. - 198 с.

6. Рагульскис Л.К. Колебательные системы с динамическим направленным вибровозбудителем / Л.К. Рагулькис, К.М. Рагульскис. Л.: Машиностроение, 1987.—132 с.

7. Шнеерсон М.Б. Наземная сейсморазведка с невзрывными источниками колебаний / М.Б. Шнеерсон, В.В. Майоров. М.: Недра, 1980. - 205 с.

8. Москвитин А.И. Электрические машины возвратно-поступательного движения / А.И. Москвитин. М.: Изд-во АН СССР, 1950. - 144 с.

9. Управляемое сейсмическое воздействие на нефтяные залежи / Н.П. Ряшенцев, Ю.С. Ащепков, Б.Ф. Симонов и др. Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1989. - 60 с.

10. Ряшенцев Н.П. Электромагнитные прессы / Н.П. Ряшенцев, Г.Г. Угаров,

11. A.В. Львицин. Новосибирск.: Наука, 1989. - 216 с. И.Свирщевский В.К. Механизмы для отбора кернов из стенок скважин /

12. B.К. Свирщевский. Новосибирск: Наука, 1969. - 65 с.

13. Электромагнитные молоты / А.Т. Малов, Н.П. Ряшенцев, А.В. Носовец, Г.Г. Угаров. Новосибирск: Наука, 1979. - 269 с.

14. Манжесов В.К. Динамика и синтез электромагнитных генераторов силовых импульсов / В.К. Манжесов, Н.О. Лукутина, Т.О. Невенчанная.- Фрунзе: Изд-во Илим, 1985. 185 с.

15. Симонов Б.Ф. Исследование и создание электромагнитных ударных узлов для трамбующих машин. Автореф. дис. . канд. техн. наук / Б.Ф. Симонов. Новосибирск, 1981. - 24 с.

16. Бансявичус Р.Ю. Вибродвигатели / К.М. Рагульскис. Вильнюс, 1981.- 193 с.

17. Потураев В.Н. Вибрационные транспортные машины / В.П. Франчук, А.Т. Червоненко. М.: Машиностроение, 1964. - 216 с.

18. Усаковский В.М. Инерционные насосы / В.М. Усаковский. — М.: Машиностроение, 1973. 200 с.

19. Разработка и создание импульсной электромагнитной вибромешалки / P.O. Чанышев, В.Т. Бажин, И.А. Смелягин, А.А. Литвинова // Тез. докл. Всесоюз. конф. Челябинск: Изд-во ЧПИ, 1977. - С. 130.

20. Ряшенцев Н.П. Сдвоенный электромагнитный компрессор / Н.П. Ряшенцев., А.Н. Мирошниченко, Н.И. Финченко // Исследование электрических силовых импульсных систем. Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1974.-С. 56.

21. Белькинд Л.Д. Андре-Мари Ампер /Л.Д. Белькинд. М.: Наука. -276 с.

22. Гусев С.А. Очерки по истории развития электрических машин / С.А. Гусев. М: Госэнергоиздат, 1955. - 182 с.

23. Ефремов В. Д. История электродвигателя / В. Д. Ефремов, М.И.

24. Радовский. М.: Изд-во АН СССР, 1938. - 368 с. 24.0 применениях электричества в горном деле. Электродвигатели Ван-Деполя // Электричество. - 1981. - №3. - С. 25-27.

25. Нейман В.Ю. Вибрационные насосы / В.Ю. Нейман, Н.П. Ряшенцев: Институт горного дела СОАН СССР 17 с. - Деп. В ВИНИТИ 15.10.90., №6239-В90.

26. Ряшенцев Н.П. Теория, расчет и конструирование электромагнитных машин ударного действия / Н.П. Ряшенцев., Е.М. Тимошенко, А.В. Фролов. Новосибирск: Наука, 1970. — 259 с.

27. Лысов Н.Е. Электромагнитный пресс для сухого прессования кирпича / Н.Е. Лысов, А.А. Монкевич // Вестник электропромышленности. 1940.- №2. С. 14-18.

28. Шаврин О.И. Технология и оборудование термомеханической обработки деталей машин / О.И. Шаврин. М.: Машиностроение, 1983.- 176 с.

29. Ряшенцев Н.П. Электропривод с линейными электромагнитными двигателями / Н.П. Ряшенцев, Г.Г. Угаров, В.Н. Федонин, А.Т. Малов.- Новосибирск: Наука, 1981. 150 с.

30. Hand book of motor Application, kogyo chosokai Publishing Co., Ltd, 1986, Printed in Japan. 561 P.

31. Берозашвили Г.В. Теория, расчет и вопросы возбуждения электромагнитных вибрационных машин / В.Н. Гелашвили, Г.В. Берозашвили. Тбилиси, 1978. - 175 с.

32. Слуцкий М.Е. Электромагнитные штамповочные прессы / М.Е. Слуцкий, О.Н. Яковлев, Л.И. Андреев-Рыбаков. М.: Машгиз, 1955. - 23 с.

33. Электромагнитный пресс // Указатель чертежно-конструкторской документации, поступивший в фонд ЦНТИ. Пермь: ЦНТИ, 1978. -Вып. 1.

34. Стипинекс Р.Т. Электромагнитные прессы / Р.Т. Стипинекс. — Рига, 1955.-3 с.

35. Средства малой механизации сборки приборов. М.: ЦИГТИЭПП, 1961.- №4. С. 33-34.

36. Пресс усилием 30 кН с линейным электромагнитным приводом / Г.Г. Угаров Г.Г., А.В. Львицин А.В., Федонин В.Н. и др. // Информ. листок. -Саратовский ЦНТИ, 1984,- серия 55.29.31, №41-84.

37. Малов А.Т. Расчет и конструкции станков для клепки шарнирных соединений. / А.Т. Малов, Н.П. Ряшенцев. Новосибирск: Наука. -1968.-126 с.

38. Magnethammer-Bander-Bleche-Rohre. 1962. - № 8. - Р.155.

39. Leuslungsstarke Maqnethammer // Mash, und Werkzeuq-Europa-Technic.-1962. №16. - P.63.

40. Magnethammer als rationalle Fertiqunqsmittel // Mash, und Werkzeug-Europa-Technic. 1966. - Vol. 67, № 24. - P. 48.

41. Autelka tupe H100 electromagnetical rivetinq machine // Mashineru. 1962.- Vol. 101, № 2605. P. 882- 883.

42. Нумератор с электромагнитным приводом // Перечень рабочих чертежей на нестандартное оборудование. Владимир: ЦНТИ, 1979. - Вып. 1. — С. 26-28.

43. Обоснование и проектирование мощных электромагнитных машин ударного действия / Н.П. Ряшенцев, А.Т. Малов, Г.Г. Угаров, А.В. Носовец // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых -№2. 1970. - С. 42 - 49.

44. Электромагнитные машины возвратно-поступательного движения: Сб. науч. тр. / Под общ. ред. Н.П. Ряшенцева. Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1971.- 169 с.

45. Электрические линейные двигатели: Сб.науч. тр. / Под общ. ред. Н.П. Ряшенцева. Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1972. - 178 с.

46. Ряшенцев Н.П. Электромагнитный молот для погружения свай / Н.П. Ряшенцев, Б.Ф. Симонов, Н.К. Ильинский // Газовая промышленность. -1984.-№11.-С. 11-15.

47. Генкин М.Д., Русаков A.M., Яблонский В.В. Электродинамические вибраторы / М.Д. Генкин, A.M. Русаков, В.В. Яблонский. М.: Машиностроение, 1975. - 94 с.

48. Ямпольский Ю.Г. О проектировании оптимальных линейных импульсных электродинамических двигателей возвратно-поступательного движения / Ю.Г. Ямпольский // Электротехника. -1990.-№2.-С. 51-55.

49. Ивашин В.В. Индукционно-динамический тормоз для ударного стенда / В.В. Ивашин, И.А. Милорадов, С.Б. Плотников; Под общ. ред. Н.П. Ряшенцева // Электрические импульсные системы: Сб. науч. тр. -Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1976.-С.82 87.

50. Иванников Н.А. Повышение удельной мощности импульсного индукционно-динамического преобразователя сейсмических колебаний / Н.А. Иванников, В.В. Уланов, А.К. Шарыпов; Под общ. ред. Н.П.

51. Ряшенцева // Импульсный электромагнитный привод: Сб. науч. тр. -Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1988. С. 134- 140.

52. Угаров Г.Г. К оценке режимов работы электромагнитных ударных машин / Г.Г. Угаров, В.Ю. Нейман // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. 1996. -№4. - С.72- 80.

53. Копылов И.П. Электромеханические преобразователи энергии / И.П.Копылов -М.: Энергия, 1973.-400 с.

54. Угаров Г.Г., Нейман В.Ю. Анализ показателей электромагнитных ударных машин / Г.Г. Угаров, В.Ю. Нейман // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. — 1996. — №2. — С.72-80.

55. Казанский В.М. Кризис и перспективы развития малых асинхронных двигателей / В.М. Казанский // Электричество. 1996. - №8, С. 31-42.

56. Справочник по электрическим машинам: В 2 т. / Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клюкова М.: Энергоатомиздат, 1988. - Т. 1. — 456 с.

57. Угаров Г.Г., Нейман В.Ю., Усанов К.М. Переносной электромагнитный ударный привод / Г.Г. Угаров, В.Ю. Нейман, К.М. Усанов // Совершенствование технических средств электрического транспорта. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001. С.164- 170.

58. Угаров Г.Г., Нейман В.Ю. Тенденции развития и применения ручных ударных машин с электромеханическим преобразованием энергии / Г.Г. Угаров, В.Ю. Нейман // Изв. ВУЗов. Электромеханика. 2002. - №2 -С. 37- 43.

59. Поспелов Л.И. Конструкции авиационных электрических машин / Л.И. Поспелов М.: Энергоатомиздат, 1982. - 320 с.

60. Электрические ручные машины с двойной изоляцией / Б.Г. Гольдштейн, М.А. Шнейдерман, Б.М. Левин, К.Х. Дубов. М.: Машиностроение, 1975.-232 с.

61. Тронов А.П. Исследование и создание ручных машин ударного действия с электромагнитным приводом: Дис. . канд. техн. наук / А.П. Тронов. -Томск, 1964. 147 с.

62. Пятов В. Л. Исследование компрессионно-вакуумных ударных механизмов электромеханических молотков с целью улучшения их вибрационно-силовых характеристик: Дис. . канд. техн. наук / В.Л. Пятов. Москва, 1977. - 229 с.

63. А.С. 1040138 (СССР). Устройство ударного действия для дробления негабарита горных пород / Кабачков Ю.Ф. // Изобретения. — 1983. — №33.

64. А.С. 987755 (СССР) Вторичный элемент линейного асинхронного электродвигателя / Кабачков Ю.Ф., Вайнер Б.М. // Изобретения. — 1983. №3.

65. Ряшенцев Н.П. Классификация электромагнитных машин возвратно-поступательного движения / Н.П. Ряшенцев, В.М. Сбоев // Исследование электрических машин возвратно-поступательного движения — Новосибирск: Наука, 1969. С. 3-13.

66. Левченко Э.Ф. Форсировка электромагнитов / Э.Ф. Левченко // Электротехника. 1967. - №2. - С. 60- 62.

67. Тер-Акопов А.К. Динамика быстродействующих электромагнитов /А.К. Тер-Акопов-М.: Энергия, 1965. 165 с.

68. Туровский П.С. Расчет конструирование и создание электромагнитных генераторов силовых импульсов / П.С. Туровский, А.В. Фролов. -Фрунзе, 1984.-129 с.

69. Тер-Акопов А.К. Аналитический метод расчета динамики электромагнитов постоянного тока / А.К. Тер-Акопов // Электричество. -1960. №5. - С. 1-5.

70. А.с. № 1705890 СССР, МКИ 5, Н 01 F 7/13. Электромагнит постоянного тока / В.Ю. Нейман, Г.Г.Угаров, М.А.Теребенин. № 46944447/07; Заявл. 24.05.89; Опубл. 15.01.92, Бюл. №2.-3 е.: ил.

71. А.с. №1534523 СССР, МКИ 5, Н 01 F 7/13. Электромагнит постоянного тока / М.А. Теребенин, Г.Г. Угаров, В.Ю. Нейман. № 4379566/24-07; Заявл. 16.02.88; Опубл. 07.01.90, Бюл. №1.-2 е.: ил.

72. Нейман В.Ю. Электромеханические преобразователи непосредственного привода с периодической дискретно-однородной структурой магнитной цепи / В.Ю. Нейман // Науч. вестн. НГТУ. — Новосибирск, 2002. № 1 (12). - С. 109-120.

73. Пат. № 2099175 РФ, МКИ 6 В 25 D 13/00. Электромагнитный ударный инструмент / В.Ю. Нейман, Г.Г. Угаров. № 95102728/28; Заявл. 24.02.95; Опубл. 20.12.97, Бюл. № 35. - 4 е.: ил.

74. Пат. № 2084071 РФ, МКИ 6 Н 02 К 33/02. Линейный электромагнитный двигатель / Г.Г. Угаров, В.Ю. Нейман. № 95110459/07; Заявл. 22.06.95; Опубл. 10.07.97, Бюл. № 19. - 4с.: ил.

75. Пат. № 2127017 РФ МКИ 6 Н 02 К 33/02. Способ управления однообмоточным линейным электромагнитным двигателем ударного действия / Угаров Г.Г., В.Ю. Нейман, К.М. Усанов. № 95119633/09; Заявл. 21.11.95; Опубл. 27.02.99, Бюл. № 6. -4 е.: ил.

76. Угаров Г.Г Импульсные линейные электромагнитные двигатели с повышенными силовыми и энергетическими показателями. Автореф. дисс. . .д ра. техн. наук. / Г.Г. Угаров. - Новосибирск, 1992. - 46 с.

77. А.С. №821018 (СССР) Электромагнитный пресс / А.В. Львицин, Г.Г. Угаров, Г.А. Витмаер, В.Н. Федонин // Изобретения. -1981, —№14.

78. Ряшенцев Н.П. Исследование динамики мощного электромагнитного двигателя с удержанием якоря / Н.П. Ряшенцев, Г.Г Угаров, А.В. Львицин // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. -1988.-№6.-С. 14-17.

79. Очков В.Ф. Mathcad 7 PRO для студентов и инженеров / В.Ф. Очков. -М.: Компьютер ПРЕСС, 1988. 384 с.

80. Мошкин В.И. Импульсные электромагнитные двигатели с регулируемыми параметрами. Автореф. дисс. .канд. техн. наук / В.И. Мошкин. — Новосибирск, 1992. 20 с.

81. Пат. № 2111847 РФ, МКИ 6 В 25 D 13/00 Электромагнитная машина ударного действия / Г.Г. Угаров, В.Ю. Нейма. № 96117459/28; Заявл. 27.08.96; Опубл. 27.05.98, Бюл. №15. - 4 е.: ил.

82. Дьяконов В.П. Справочник по MathCAD PLUS 7.0 PRO / В.П. Дьяконов. М.: СК-ПРЕСС, 1997. - 336 с.

83. Угаров Г.Г. Энергопреобразование в импульсных линейных электромагнитных двигателях при малых рабочих воздушных зазорах /

84. Г.Г. Угаров, В.Ю. Нейман // Строительные материалы и технология: Сб. тез. докл. науч.-техн. конф. Новосибирск , 1997. -42.- С.78 - 79.

85. Угаров Г.Г. Электромагнитный привод прессового оборудования при малых рабочих воздушных зазорах / Г.Г. Угаров В.Ю.Нейман // Строительные материалы и технология: Сб. тез. докл. науч.-техн. конф. — Новосибирск , 1997. -42.- С. 81-82.

86. Пат. № 2065360 РФ, МКИ6: В 30 В 1/42. Электромагнитный пресс / Г.Г.Угаров, В.Ю. Нейман, И.А.Кудряш, М.В.Анферов. № 93037843/08; Заявл. 23.07.93; Опубл. 20.08.96, Бюл. № 23. -Зс.: ил

87. Пат. 2065659 РФ, МКИ 6 Н 02 К 33/02 Линейный электромагнитный двигатель / Г.Г. Угаров, И.А. Кудряш, С.А. Полыциков, В.Ю. Нейман. -№ 93056461/07; Заявл. 20.12.93; Опубл. 20.12.93, Бюл. № 23. 3 е.: ил

88. Дьяконов В.П. Mathcad 8 PRO в математике, физике и Internet / В.П. Дьяконов, И.В. Абраменкова. М.: «Нолидж», 1999 - 512 с.

89. А.с. №1534523 СССР, МКИ 5 Н 01 F 7/13. Электромагнит постоянного тока / М.А. Теребенин, Г.Г. Угаров, В.Ю. Нейман. № 4379566/24-07; Заявл. 16.02.88; Опубл. 07.01.90, Бюл. № 1. - 2 е.: ил.

90. Нейман В.Ю. Новые типы магнитных систем и конструктивных схем электромагнитных ударных машин / В.Ю. Нейман, И.А. Кудряш, М.А.Теребенин, Г.Г.Угаров // Ударные процессы в технике: Тез. Республ. науч.-техн. семинара. Фрунзе, 1988. - С.87 - 88.

91. Малинин В.И. Оценка динамического КПД электромагнита с ненасыщенной магнитной системой / В.И. Малинин, А.Н. Ряшенцев,

92. A.И. Толстик // Изв. вузов. Электромеханика. 1989. - № 9 - С. 86 -90.

93. Малинин В.И. Предельный КПД электромагнита с линейной магнитной системой / В.И. Малинин, А.Н. Ряшенцев, А.И. Толстик // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. — 1991. — №4.- С.72-76.

94. Ивашин В.В., Плотников С.Б. Энергетические соотношения электромагнита постоянного тока при отрыве якоря внешними силами /

95. B.В. Ивашин, С.Б. Плотников; Под общ. ред. Ивашина В.В. // Силовые полупроводниковые и импульсные электромеханические преобразовательные устройства: Межвуз. сб. науч. тр. — Куйбышев: Изд-во КАИ, 1976.-С. 13-16.

96. Бартеньев О.В. Исследование эффективности линейного генератора, работающего на зарядное устройство / О.В. Бартеньев О.В., М.В. Морозкина // Электротехника. 1992. - № 9 - С. 61-63.

97. Чунихин А.А. Электрические аппараты / А.А. Чунихин. М.: Энергоатомиздат, 1988. — 720 с.

98. Никитенко А.Г. Автоматизированное проектирование электрических аппаратов / А. Г. Никитенко. М.: Энергия, 1983. - 192 с.

99. Таев И.С. Электрические аппараты управления / И.С. Таев. М.: Высшая школа, 1984. - 247 с.

100. Сахаров П.В. Проектирование электрических аппаратов / П.В. Сахаров. -М.: Энергия, 1971. 560 с.

101. Сливинская А.Г. Электромагниты и постоянные магниты / А.Г. Сливинская. М.: Энергия, 1972. - 248 с.

102. Ряшенцев Н.П. Введение в теорию энергопреобразования электромагнитных машин / Н.П. Ряшенцев, А.Н. Мирошниченко. -Новосибирск: Наука, 1987. 160 с.

103. Малинин В.И. Анализ механической работы электромагнитных двигателей / В.И. Малинин, В.А. Тюков // Электричество. 1996. №9. — С. 38-41.

104. Малинин Л.И. Электромагнитные силы в динамических процессах электромеханических систем / Л.И. Малинин, В.И. Малинин, В.Д. Макельский, В.А. Тюков // Электротехника. 2000. - № 5. - С.43- 46.

105. Малинин Л.И. Механическая работа и электромагнитные силы в электромеханических системах / Л.И. Малинин, В.И. Малинин, В.Д. Макельский, В.А. Тюков // Сб. науч. тр. НГТУ. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1996. - Вып. 2 - С.73 - 82.

106. Веселовский О.Н. Линейные асинхронные двигатели / О.Н. Веселовский, А.Ю. Коняев, Ф.Н. Сарапулов. М.: Энергоатомиздат, 1991. — 256 с.

107. Свечарник Д.В. Электрические машины непосредственного привода. Безредукторный привод / Д.В. Свечарник. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 208 с.

108. Ряшенцев А.Н. Импульсные электромагнитные машины возвратно-поступательного движения: Дисс. . канд. техн. наук. / А.Н. Ряшенцев. -Новосибирск, 1990. 169 с.

109. Сипайлов Г.А. Математическое моделирование электрических машин / Г.А. Сипайлов, А.В. Лоос . М.: Высш. школа, 1980. - 176 с.

110. Емельянов И.Я., Воскобойников В.В., Масленок Б.А. Основы конструирования исполнительных механизмов управления ядерныхреакторов / И.Я. Емельянов, В.В. Воскобойников, Б.А. Масленок. — М.: Энергоатомиздат, 1987. 232 с.

111. Каргин В.А. Исследование и создание виброударных машин и технологий. Дисс. . докт. техн. наук / В.А. Каргин. Новосибирск, 1988. - 343 с.

112. Свечарник Д.В. Линейный электропривод / Д.В. Свечарник. — М.: Энергия, 1979.- 152 с.

113. Клименко Б.В. Форсированные электромагнитные системы / Б.В. Клименко. М.: Энергоатомиздат, 1989. — 160 с.

114. Таев И.С. Электрические аппараты. Общая теория / И.С. Таев. — М.: Энергия, 1977.-272 с.

115. Ступель Ф.А. Электромеханические реле / Ф.А. Ступель. Харьков: Изд-во Харьков.ун-та, 1956. - 355 с.

116. Угаров Г.Г. Расчет втяжного короткоходового электромагнита постоянного тока без стопа / Г.Г. Угаров, В.Н. Федонин, В.В. Шамаро // Исследование электрических силовых импульсных систем: Сб. науч. тр. Новосибирск: Наука, 1974. - С.57-62.

117. Михайлов О.П. Электромагнитные и магнитные устройства в станкостроении / О.П.Михайлов. М.: Машиностроение, 1974. - 184 с.

118. Федонин В.Н., Кожевников В.Ю. Электромагнитные прессы (теория и расчет) / В.Н. Федонин, В.Ю. Кожевников. — Саратов: Изд-во Сарат.ун-та., 1990.-80 с.

119. Накопители энергии: Учебное пособие / Д.А.Бут, Б.Л. Алиевский, С.Р. Мизюрин и др. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 400 с.

120. Угаров Г.Г. Импульсные линейные электромагнитные двигатели с повышенными силовыми и энергетическими показателями: Дисс. . докт. техн. наук / Г.Г. Угаров. Новосибирск, 1992. - 450 с.

121. Шмитц Г. Введение в электромеханику / Г. Шмитц, Д. Новотный ; Пер. с англ. М.: Энергия, 1969. - 260 с.

122. Любчик М.А. Оптимальное проектирование силовых электромагнитных механизмов. М.: Энергия. 1974. 392 с.

123. Леви Э. Электромеханическое преобразование энергии / Э. Леви, М. Панцер. М.: Мир, 1969. - 556 с.

124. Тамм И.Е. Основы теории электричества / И.Е. Тамм. М.: Наука, 1976. - 504 е.

125. Зельдович Я.Б. Элементы математической физики / Я.Б.Зельдович, В.И. Мышкис. М.: Наука, 1973. - 352 с.

126. Меерович Э.А., Методы релятивисткой электродинамики в электротехнике и электрофизике / Э.А. Меерович, Б.Э. Мейерович. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 232 с.

127. Меерович Э.А. Методы релятивисткой электродинамики в электротехнике / Э.А. Меерович. М.-Л.: Энергия, 1966. - 192 с.

128. К определению статических и динамических усилий электромагнитного двигателя / Л.И. Малинин, В.И. Малинин, В.Д. Макельский, В.А. Тюков// Электротехника.- 1997. №9.- С.28-31.

129. Электромагнитные силы в динамических процессах электромеханических систем / Л.И. Малинин, В.И. Малинин, В.Д. Макельский, В.А. Тюков // Электротехника. 1998. - №12. - С. 18 -22.

130. Статические и динамические усилия индукционных двигателей / Л.И. Малинин, В.И. Малинин, В.Д. Макельский, В.А. Тюков // Электротехника. 1999. - №2. - С.43- 49,

131. Энергетические соотношения и электромагнитные силы в медленно движущихся средах / Л.И. Малинин, В.И. Малинин, В.Д. Макельский, В.А. Тюков//Электричество.-2001.- №11.- С.62-65.

132. Смелягин А.И. Максимальный коэффициент полезного действия электромагнита / А.И. Смелягин // Физ.-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. Новосибирск: Наука, 1982. - №4. - С. 119-122.

133. Смелягин А.И. Синтез и исследование машин и механизмов с электромагнитным приводом / А.И. Смелягин . Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 1991 -248 с.

134. Ряшенцев Н.П. Динамика электромагнитных импульсных систем / Н.П. Ряшенцев, Ю.З. Ковалев. Новосибирск: Наука, 1974. - 188 с.

135. Каргин В.А. Низкочастотные электромагнитные двигатели / В.А. Каргин; Под общ. ред. Н.П. Ряшенцева // Электромагнитные импульсные системы: Сб. науч. тр. Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1989. -С. 27-33.

136. Гордон А.В. Электромагниты постоянного тока / А.В. Гордон, А.Г. Сливинская. М.: Госэнергоиздат, 1960. - 446 с.

137. Бабиков М.А. Электрические аппараты. Госэнергоиздат, 1951. 316 с.

138. Буйлов А.Я. Основы электроаппаратостроения / А.Я. Буйлов. М.: Госэнергоиздат, 1946. - 264 с.

139. Витенберг М.И. Расчет электромагнитных реле для аппаратуры автоматики и связи / М.И. Виттенберг. М.: ГЭИ, 1956. — 704 с.

140. Ступель Ф.А. Электромеханические реле / Ф.А. Ступель. Харьков: Изд-во Харьков, ун-та, 1956.-355с.

141. Кенио Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления / Т. Кенио; Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 200с.

142. Могилевский Г.В. К расчету тяговых сил в электромагнитах / Г.В. Могилевский // ВЭП. 1960. - №4. - С. 11-14.

143. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин / И.П. Копылов. М.: Высшая школа, 1987. - с.

144. К расчетам энергетических показателей двухфазного асинхронного электродвигателя / Л.И. Малинин, В.И. Малинин, В.Д. Макельский, В.А. Тюков // Электротехника. 1997. - №8. - С. 26-30.

145. Исследование электромагнитных сил в динамических процессах электромеханических систем: Отчет о НИР / Новосиб. гос. техн. ун-т. ; Рук. Л.И. Малинин № ГР 01.2.00-101419. - Новосибирск, 2000. - 102с.

146. Андреев В.П. Основы электропривода / В.П. Андреев, Ю.А. Сабинин. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. -772 с.

147. Исследование системы охлаждения электромагнитных молотов / Симонов В.Ф., Кадышев А.И. и др. // Импульсные линейные электрические машины: Сб.науч.тр. Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1991.-С. 120-130.

148. Основы теории электрических аппаратов / Под общ. ред. Г.В. Буткевича Г.В. -М.: Высш. шк., 1970.- 600 с.

149. Вундер Я.Ю. Метод расчета температуры нагрева обмотки, работающей в импульсном режиме / Я.Ю. Вундер // Низковольтная аппаратура: Тр. ВНИИР, 1974. С. 110-116.

150. Гутовский М.В. Пособие по проектированию и расчету элементов и систем авиационного электрооборудования / М.В. Гутовский, В.Ф. Коршунов.-М.: Оборонгиз, 1962. 165 с.

151. Львицын А.В. Экспериментальное исследование тепловых процессов штамповочного пресса с линейным электромагнитным приводом / А.В. Львицын, Г.Г. Угаров, В.Н. Федонин // Вопросы динамики механических систем. Новосибирск: Изд-во НЭТИ, 1983. - С. 65.

152. Пат. № 2031523 РФ, МКИ 6 Н 02 К 37/00. Шаговый электродвигатель / В.И. Малинин, М.А. Теребенин, В.Ю. Нейман. -№ 4903890/07; Заявл. 21.01.91; Опубл.20.03.95, Бюл. №8.-3 е.: ил.

153. Львович А. Ю. Электромеханические системы / А.Ю. Львович. Л.: Изд-во ЛГУ, 1989.-296 с.

154. Пеккер И.И., Никитенко А.Г. Расчет электромагнитных механизмов на вычислительных машинах / И.И. Пеккер, А.Г. Никитенко. — М.: Энергия, 1967. 168 с.

155. Свечарник Д.В. Линейный электропривод. М.: Энергия, 1979. — 153 с.

156. Ротерс Г.К. Электромагнитные механизмы / Г.К. Ротерс. М.: Энергоиздат, 1949. - 522 с.

157. Нейман В.Ю. О предельной энергии в объеме электромагнитной ударной машины / В.Ю.Нейман, Г.Г.Угаров // Электроснабжение, энергосбережение, электрификация и автоматизация предприятий и речных судов. Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2001. - С.60-64.

158. Нейман В.Ю. К вопросу расчета предельных выходных параметров линейных электромагнитных машин для импульсных технологий /

159. В.Ю. Нейман // Челябинскому агроинженерному университету 70 лет: Тез. докл. 40-ой науч.-техн. конф. Челябинск: Изд-во ЧГАУ, 2001. - С. 238-239.

160. Новые типы магнитных систем и конструктивных схем электромагнитных ударных машин / В.Ю.Нейман, И.А.Кудряш, М.А.Теребенин, Г.Г.Угаров // Ударные процессы в технике: Тез. Республ. науч.-техн. семинара. — Фрунзе, 1988. С.87-88.

161. Ашавский A.M. Силовые импульсные системы / A.M. Ашавский, А.Я. Вольперт, B.C. Шнейнбаум. М.: Машиностроение, 1978. - 200 с.

162. Веселовский О.Н. Линейные электродвигатели переменного тока для производственных механизмов и автоматических устройств / О.В. Веселовский // Электротехника. 1977. - №6. - С. 12-15.

163. Нейман В.Ю. Оценка режимов работы электромагнитных ударных машин с учетом теплоотдачи / В.Ю.Нейман // Электроснабжение, энергосбережение, электрификация и автоматизация предприятий и речных судов. Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2001. - С. 42 - 44.

164. Нейман В.Ю. Способ питания низкочастотных электромагнитных машин ударного действия / В.Ю. Нейман, В.И. Михеев // Электромеханические преобразователи энергии: Материалы Междунар. науч.-техн. конф. Томск: Изд-во ТПУ, 2001. - С. 148-149.

165. Сравнительный анализ конструктивных схем ударных машин с электромагнитным приводом / В.Ю.Нейман, Г.Г.Угаров, К.М.Усанов, И.В.Трубенкова // Совершенствование технических средств электрического транспорта: Сб. науч. тр. НГТУ, 2001.- Вып.З. С. 171 -175.

166. Петленко В.И. Линейный электропривод и тенденция его развития / В.И. Петленко // Электричество. -1981 №9. - С. 43 - 47.

167. Нейман В.Ю.Математическая модель линейного электромеханического преобразователя с двумя рабочими воздушными зазорами /В.Ю. Нейман // Совершенствование технических средств электрического транспорта: Сб. науч. тр. НГТУ, 2001.- Вып.З. С. 136 - 141.

168. Нейман В.Ю. Анализ процессов энергопреобразования линейных электромагнитных машин с аккумулированием магнитной энергии в динамических режимах / В.Ю. Нейман // Электротехника. 2002. - №2. -С.30-36.

169. Малинин Л.И. Физические характеристики поляризованных сред, обусловленные релаксационными процессами / Л.И. Малинин, В.Ю. Нейман // Электротехника. 2003. - №.9 - С. 10-14.

170. Нейман В.Ю. Режимы форсированного аккумулирования магнитной энергии в импульсных линейных электромагнитных двигателях / В.Ю. Нейман // Научн. вестн. НГТУ. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. - № 1 (14).-С. 105-112.

171. Ряшенцев Н.П. Сравнение втяжных электромагнитов постоянного тока одного веса / Н.П. Ряшенцев, А.Т. Малов, Г.Г.Угаров // Исследование электрических машин возвратно-поступательного движения: Сб.науч.тр. Новосибирск, 1969 . Ч. 1 - с. 32 - 38.

172. Федонин В.Н. Электромагнитные прессы (теория и расчет) / В.Н. Федонин, В.Ю. Кожевников. — Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1990. 80 с.

173. Москаленко В.В. Электродвигатели специального назначения / В.В. Москаленко. М.: Энергоиздат, 1981. - 104 с.

174. Нейман В.Ю. Интегрированные линейные электромагнитные двигатели для импульсных технологий / В.Ю. Нейман // Электротехника. 2003. -№.9 - С.25-30.

175. Казаков JI.A. Электромагнитные устройства радиоэлектронной аппаратуры / JI.A. Казаков. М.: Сов. радио, 1978 - 168 с.

176. Казаков JI.A. Оптимальные соотношения размеров магнитопровода силовых электромагнитов постоянного тока / JI.A. Казаков, В.Ю. Кончаловский // Электричество, 1964. №10. - С.23- 26.

177. Малинин В.И. Оптимальная геометрия электромагнитного модуля машины ударного действия / В.И. Малинин, А.Н. Ряшенцев // Электромеханика. -1989. №4. - С.84- 88.

178. Бугаев Г.А. О критериях для оценки электромагнитов / Г.А. Бугаев // Электричество 1966.-№11.- С.51-55.

179. О проектировании оптимальных ЭМВПД. / Н.П. Ряшенцев,, Ю.Г. Ямпольский, Ю.И. Кибрик, Н.В.Чаплыгин // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. 1974. - №2. - С.72- 77.

180. Ардашников Т.И. Асинхронный электропривод с упругим накопителем энергии / Т.И. Ардашников // Электротехника. 1990. - №8. — С. 43 -45.

181. Никитенко А.Г. Аналитический обзор методов расчета магнитных полей электрических аппаратов / А.Г. Никитенко, Ю.А. Бахвалов, В.Г. Щербаков // Электротехника. 2002. - №3 - С. 30 - 34.

182. Электромагнитный импульсный сейсмоисточник малой мощности / Н.А. Бритков, А.П. Малахов, Н.П.Ряшенцев и др.;. Под общ. ред. Н.П. Ряшенцева // Электромагнитные импульсные системы: Сб. науч. тр. — Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1989. С. 160 - 166.

183. Шевченко С.М. Движение и удары в электрических аппаратах автоматического управления / С.М. Шевченко. М.: Энергия, 1974. -144 с.

184. Любчик М.А. Силовые электромагниты аппаратов и устройств автоматики постоянного тока /М.А. Любчик. М.:Энергия, 1969. - 400 с.

185. А.с. №1249464 СССР. Устройство для измерения скорости движения бойка ударной машины / А.А. Перьев, И.Ф. Куликов, И.В.Андреев // Бюл. 1986. - № 29.

186. А.с. №1425552 СССР. Устройство для измерения энергии удара бойка / А.А. Перьев, И.Ф. Куликов, Е.М. Тимошенко, А.Л. Осокин // Бюл. — 1988.-№35.

187. Фетисов В.В., Седова И.Ю. Анализ параметров эквивалентных вихревых контуров при произвольных геометрических характеристиках массивных участков магнитопровода / В.В. Фетисов, И.Ю. Седова // Изв. Вузов. Электромеханика. 1989. - №10. - С. 65 -71.

188. Петков А.А. Выбор параметров разрядной цепи генератора импульсов тока при разряде на последовательную активно индуктивную нагрузку / А.А. Петков // Электротехника. - 1990. - №10. - С. 35 - 36.

189. Ардашников Т.И. Mathcad 7 PRO для студентов и инженеров / Т.И. Ардашников, В.Ф. Очков. М.: Компьютер ПРЕСС. - 1988. - 384 с.

190. Ефимов И.Г. Линейный Электромагнитный привод как система с периодической сменной структуры / И.Г. Ефимов, В.И.Тихонов // Изв. Вузов. Электромеханика. 1989. - №11. - С. 72-79.

191. Нейман В.Ю., Угаров Г.Г. Сравнительный анализ силовых цилиндрических электромагнитов для привода машин с ограниченным внешним диаметром. 20 с. - Деп. в ВИНИТИ, 1989, № 5115-В89.

192. Усанов К.М. Исследование динамики переносных молотов / К.М. Усанов, А.В. Львицын; Под общ. ред. Н.П. Ряшенцева // Импульсные линейные электрические двигатели Сб. науч. тр.- Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1991. С. 65 - 73.

193. Щучинский С.Х. Электромагнитные приводы исполнительных механизмов / С.Х. Щучихин. М.: Энергоатомиздат, 1984. -152 с.

194. Электромагнитный привод робототехнических систем / А.А. Афонин, P.P. Билозор, В.В. Гребенников, Ю.И. Дыхненко. Киев: Наук, думка, 1986. - 272 с.

195. Новожилов Г.Ф. Бездефектное погружение свай в талых и вечно-мерзлых грунтах / Г.Ф. Новожилов. Л.: Стройиздат, 1987- 112 с.

196. Аналитическая оценка влияния вихревых токов на время трогания нейтральных и поляризованных электромагнитов при включении / В.П. Гринченков, Ю.А. Никитенко, В.В. Медведев // Изв. Вузов. Электромеханика. 1998. - №5/6. - С. 34- 37.

197. Расчет тягового усилия электромагнита постоянного тока / А.Ю. Гаранин, Е.В. Силаева, О.А. Шлегель, В.Н. Попенко // Электротехника. -2003. №02/03. - С. 55 -57.

198. Оптимизация геометрии электромагнитных захватов корпусосборочных устройств / А.Г. Никитенко, Е.Н. Краснов, Б.Н. Лобов, В.П. Гринченков // Изв. Вузов. Электромеханика. 1990. - №9. - С. 66 -70.

199. Мастяев Н.З. Оптимальное проектирование электромагнитов постоянного тока броневого типа / Н.З. Мастяев, В.А. Трегубов, B.C. Ширинский // Изв. Вузов. Электромеханика. 1987. - №1. - С. 69 — 73.

200. Любчик М.А. Динамическая эффективность электромагнитных механизмов / М.А. Любчик // Электричество. 1972. - №5. - С. 48-54.

201. Дьяконов В.П., Абраменкова И.В. Mathcad 8 PRO в математике физике и Internet / В.П.Дьяконов, И.В .Абраменкова. М.: "Нолидж", 1999.-512 с.

202. Карасев В.А. Влияние вихревых токов на переходные процессы в электромагнитах / В.А. Карасев // Электричество. 1963. - №3. — С. 33 -37.

203. Карасев В.А. Расчет динамических режимов электромагнитов / В.А. Карсев // Электричество. 1964. - №3. - С. 39 —44.

204. Бочкарев И.В. Повышение быстродействия замыкания электромеханических тормозных устройств для электродвигателей / И.В. Бочкарев // Электротехника. 2003. - №02/03. - С. 58-62.

205. Исследование тяговых характеристик электромагнитных приводов импульсного действия / И.В. Шалыгин, К.Ф. Кравченко, О.П. Киреев, Б.А. Коробейников // Изв. Вузов. Электромеханика. 1966. - №7. - С. 773-780.

206. Проектирование быстродействующих электромагнитов с заданными динамическими параметрами / А.В. Павленко, В.П. Гринченков, Н.П. Беляев, Е. Калленбах // Изв. Вузов. Электромеханика. 2002. - №4 - С. 76-37.

207. Тулин А.С. Обобщенные условия соразмерности электромагнитных систем / А.С. Тулин // Автоматика и телемеханика. — 1960 №3 -С.374-383.

208. Любчик М.А. Проектирование силовых электромагнитов по заданным условиям срабатывания / М.А. Любчик // Электротехника. — 1970. — №12.-С. 46-48.

209. Ивашин В.В., Милорадов И.А. О максимальной скорости движения ферромагнитного якоря при однократном процессе электромеханического преобразования энергии / В.В. Ивашин, И.А. Милорадов // Электромеханика. 1986. - № 1. - С. 91-94.

210. Лавров В.М. Теория электромагнитного поля и основы распространения радиоволн / В.М. Лавров. М.: Связь, 1964. - 368 с.

211. Соловейчик Ю.Г. Математическое моделирование процесса становления осесимметричного поля вертикальной электрической линии / Ю.Г.

212. Соловейчик, М.Г. Персова, Г.М. Тригубович // Сибирский журнал индустриальной математики. 2003. - Т.6. - №2(14). - С. 107-125.

213. Сильвестер П., Феррари Р. Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров-электриков / П. Сильвестер, Р. Феррари. -М.: Мир, 1986.-229с.

214. Шурина Э.П. Решение трехмерных нелинейных магнитостатических задач с использованием двух потенциалов /Э.П. Шурина, Ю.Г. Соловейчик, М.Э. Рояк М.Э. Новосибирск, 1996. - 28 с. - (Препринт / РАН. Сиб. отд-ние. ВЦ; № 1070).

215. Персова М.Г. Моделирование нестационарных электромагнитных полей на нерегулярных прямоугольных сетках / М.Г. Персова // Сб. науч.тр. НГТУ. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. - № 3. - С. 33-38.

216. Ортега Дж. Введение в параллельные и векторные методы решения линейных систем / Дж. Ортега. М.: Мир, 1991. - 367 с.

217. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм / А.Н. Матвеев. М.: Высшая школа, 1983.-463 с.

218. Малинин Л.И. Одномерные волновые уравнения в движущихся элементах электромеханики / Л.И. Малинин, В.Ю. Нейман // Научн. вестн. НГТУ. Новосибирск: НГТУ. - 2003 - № 1(14). - С.93- 103.

219. Нейман В.Ю. Исследование процессов передачи механической мощности в линейных преобразователях электромагнитного типа / В.Ю. Нейман // Электроэнергетика, электромеханические системы и комплексы: Сб. науч. тр. Томск: Изд-во ТПУ, 2003. - С. 259 - 262.

220. Рояк М.Э Сеточные методы решения краевых задач математической физики: Учебное пособие / Ю.Г. Соловейчик, Э.П. Шурина. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1998. 120 с.