автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка и исследование оборудования для импульсного намагничивания высокоэнергетических постоянных магнитов в целях создания нового поколения электрических машин и магнитных систем на их основе

РГБ им 1 7 МИ*

АО Всероссийский научно-исследовательский институт релестроения

На правах рукописи

НЕСТЕРИН ВАЛЕРИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО НАМАГНИЧИВАНИЯ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ В ЦЕЛЯХ СОЗДАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН И МАГНИТНЫХ СИСТЕМ НА ИХ ОСНОВЕ

05.09.03-Электрогехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование

Диссертация в виде научного доклазо на соискание ученой С| .-пени доктора технических наук

Чебоксары 1995 г

Официальные оппоненты:

доетор технических наук, профессор Сергеев В.Г, доктор технических наук, профессор Поздеев А.Д. доктор технических наух,Сергеев В.В.

Ведущее предприятие: АО НПО " МАГНЕТОН

_1995г. в/^часов ш

защита состоится

заседании диссертационного Совета Д143. 08. 01 по адресу:101000 г. Москва, Хоромный тупик, д.4,НПП .ВНИИЭМ

Отзывы на диссертацию в виде научного доклада в двух экземплярах с подписями, заверенными печатью, просим направлять на имя ученого секретаря диссертационного Совета по адресу: 101000 Москва, Главпочтамт, а/я 496

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в библиотеке НПП ВНИИЭМ

Диссертациям виде научного доклада разослана

4-з алшъ 1995г-

Ученый секретарь диссертационного Совета

кандидат технических наук Ю.Т.Портной

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ

Актуальность работ. Последние три десятилетия развития современной электротехники, эле' : оники и электромашиностроения характеризуются широким освоением и применением новых высокоэнергетических постоянных магнитов (ГШ) на основе соединений редкоземельных элементов с кобальтом и железом (ЯтСо5, 5ш2(Со,Ре)17, ШзРе^В, и др.). Значительный прогресс в совершенствовании технологии производства этих магнитов позволит достичь рекордных значений коэрцитивной силы редкоземельных магнито твердых материалов (РЗМ), а также создать принципиально новые магнитное системы со сложными видами криволинейной структуры, что в свою очередь поставило ряд новых задач, связанных с намагничиванием, размагничиванием, регулировкой и контролем параметров таких ПМ. Из наиболее сложных и ответственных эбластей применения РЗМ магнитов являются высокомоментные вентильные электродвигатели, в которых ПМ входят не только в составе магнитной системы ротора, но используются и в других узлах: тахогенераторах, датчиках положения, тормозах. При этом технология производства вентильных электродвигателей этдает предпочтение намагничиванию всех его узлов в собранном виде, что и потребовало создания специального намагничивающего оборудования.

Кроме того чрезвычайно высокий уровень коэрцитивной силы РЗМ магнитов потребовал применения более мощных намагничивающих устройств, причем в количественном отношении это требование оказалось настолько значительным, нто большинство ранее разработанной намагничивающей и А.тагнитометрической шпаратуры стало практически непригодным. Вследствие высоких пачепнй напряженности намагничивающих полей устройства с замкнутой маг: л ной 1епыо в ряде случаев оказались мхто эффективными, что привело к необходимости развития методов намагничивания в разомкнутой цепи, т.е. с применением индукторов без магнитопроводов, которые в сочетании с импульсными источниками тока позволили решить иелмй ряд задач по эсуществлению сложных видов намагничивания как отдельных РЗМ магнитов, гак и в составе изделий на их основе, а также разработать новую современную зысокопроизводитедьную аппаратуру для размагничивания, регулировки и контроля параметров этих магнитов.

Содержание защищаемых работ автора состоит из результатов научных 1сследований в области использования импульсных магнитных полей для намагничивания до насыщения новых высокоэнергетических ПМ в составе иагнитных систем, а также для полного и частичного размагничивания и сонтроля параметров этих магнитов. Кроме того, в защищаемых работах приводятся результаты практической реализации разработанного намагничивающего импульсного технологического оборудования для магнитных :истем с постоянными магнитами в составе высокомоментных вентильных электродвигателей и других устройств.

Актуальность выполненной автором работы подтверждается также тем, что необходимость разработки методов и оборудования для импульсного

намагничивания, размагничивания и контроля высокоэнергетических ПМ была вызвана требованиями научно-технического прогресса в области регулируемых электроприводов на базе нового поколения вентильных электродвигателей с ПМ для станков с ЧПУ и пром ышленньсх роботов, для автоматизированных технологических комплексов и для современной бытовой электротехники. Работа по созданию импульсного намагничивающего оборудования проводилась в обеспечение выполнения программы ГКНТ 0.16.10 и постановлсгай правительства. За последнее десятилетие по заказам предприятий отечественной промышленности и за рубеж ВНИИРом было разработано под руководством автора и поставлено более 50 единиц оборудования различного специального назначения. Это оборудование не уступает лучшим зарубежным образцам и характеризуется высокой надежностью, большим быстродействием, мллым потреблением энергии, позволяет осуществить намагничивание до насыщения РЗМ-кобальтовых, РЗМ -железных и других ПМ практически любых сложных форм, а также производить контроль свойств материалов не только на эталонных образцах, но и на образцах готовых ПМ, или в промежуточных стадиях технологического процесса их изготовления. Оснащение рада предприятий электротехнической отрасли намагничивающим оборудованием позволило освоить серийное производство новых высокомоментных вентильных электродвигателей (серии ДВУ, ДВМ, 2ДВМ, 2ДВФ, ЗДВМ, 4ДВМ) для пршзодоз подачи станков, промышленных роботов и других механизмов. Эти двигатели не уступают по своим свойствам и массогабаритным показателям лучшим зарубежным аналогам.

Работа выполнена автором во ВНИИР в содружестве с другими научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими институтами и предприятиями электротехнической и электронной промышленностей, а также с кафедрой ТОЭ Чувашского госуниверситета. При выполнении работы автор опирался на труды ведущих отечественных ученых в области магнитотвердых материалов и ПМ, средств и методов их испытаний, а также в области их применения в электрических машинах, электрических аппаратах, фокусирующих системах и других устройствах.

Целью представленного доклада является краткое изложение основных научных, теоретических и практических результатов работы автора в перечисленных выше направлениях.

Научная новизна выполненных автором работ состоит в следующем:

1. Предложен и теоретически обоснован новый эффективный и высокопроизводительный метод получения сложных видов намагничивания высококоэрцитивных постоянных магнитов, таких как реверсивное многополюсное намагничивание плиточных и кольцевых ПМ с осевой и радиальной текстурой, намагничивание цельных роторов со скошенными полюсами, намагничивание ПМ в составе магнитной цепи готовых изделий. Осуществление сложных видов намагничивания оказалось возможным благодаря сочетанию мощных импульсных конденсаторных источников и одновитковых индукторов специальной геометрии. Конструкции многих индукторов защищены авторскими свидетельствами на изобретения.

2. Разработана методика расчета и проектирования импульсного трансформаторного и бестрансформаторного намагничивающего оборудования и отдельных его узлов (индукторных систем разомкнутого типа и с

магнитопроводом, импульсных согласующих трансформаторов, емкостных накопителей и зарядных устройств). Получены аналитические выражения для индуктивных параметров импульсного согласующего трансформатора специальной конструкции повышенной прочности и для электрических параметров намагничивающих индукторов сложных форм. Предложен новый метод расчета магнитны:; полей индукторов с учетом нелинейности магнитопровода и лаизотропии материала ПМ, основанный на разбиении исходной области на совокупность кусснооднородных элементарных областей с использованием конформных отображений и интеграла Шварца, позволявших осуществить деформацию анизотропного пространства ПМ в целях сведения его к изотропному.

3. Предложена методика определения оптимальных параметров намагничивающего импульса с учетом крутизны переднего фронта, обеспечивающих полное намагничивание до насыщения РЗМ-кобальтовых ПМ заданных размеров. Получены номограммы, позволяющие с достаточной для практических целей точностью определить требования к указанным параметрам импульса напряженности намагничивающего поля.

4. Проведено сравнительное исследование физических процессов в схемах двух типов импульсных намагничивающих установок с емкостными накопителями энергии: без согласующего трансформатора (И НУ) и с согласующим трансформатором (ИТНУ). Выявлены важные преимущества ИТНУ в отношении получения сложных видов намагничивания, проанализировано влияние параметров схемы на характер переходного процесса, найдены способы уменьшения амплитуды обратного (размагничивающего) импульса.

5. На основе расчета магнитных полей в рабочей зоне намагничивающих. индукторов проведен сравнительный анализ энергетической эфф-ктивности применения различных типов таких индукторов.

6. Разработан комбинированный метод . полного термомаг-чигного размагничивания РЗМ-кобальтовых ПМ, заключающийся в одновременном воздействии на образец нагрева и знакопеременного импульсного магнитного поля затухающей амплитуды. В основе комбинированного метода полного размагничивания лежит известное яаление обратимого уменьшения коэрцитивной силы материала с увеличением температуры. Показано, что при одновременном воздействии нагрева и размагничивающего импульсного поля полное размагничивание РЗМ-кобальтовых ПМ достигается при относительно невысоких значениях температуры и начальной амплитуды напряженности знакопеременного магнитного поля; найдены оптимальные соотношения этих параметров.

7. Предложен и исследован новый способ получения заданного уровня размагничивания высокоэнергетических постоянных магнитов, заключающийся в воздействии на испытуемый образец ПМ серий импульсов магнитного паля с амплитудой напряженности импульса, возрастающей по определенному закону. Предложенный способ обеспечивает высокое быстродействие и гарантированную в пределах погрешности прибора точность достижения заданного уровня размагничивания ПМ.

8. Исследован и получил дальнейшее развитие метод контроля гистерезис!¡ых свойств РЗМ магнитов в разомкнутой цепи с применением импульсных магнитных полей. Разработано и испытано новое высокопроизводительное

автоматизированное оборудование для производственного и технологического контроля свойств высококоэриитивных магничотвердих материалов на готовых образцах ПМ сложных форм. Предложены формулы для практических расчетов значений динамической погрешности индукционных измерителей импульсных магнитных полей. Разработаны специальные индукторные ■ системы со встроенными индукционными преобразователями импульсных магнитных полей для контроля ПМ сложных форм.

Практическая ценность результатов научных работ автора состоит в разработке и промышленном освоении комплекса импульсного технологического оборудования, позволившего подготовить и освоить производство нового поколения вентильных электродвигателей с высокоэнергетическими ПМ, а также осуществить принципиально новые сложные виды намагничивания РЗМ магнитов в целях их эффективного использования в электромеханике, электронной технике, в приборостроении и других сферах применения.

Решены также сложные технологические проблемы, связанные с созданием нового высокопроизводительного и эффективного оборудования для полного размагничивания, регулировки и контроля РЗМ-магнитов в импульсных магнитных полях.

Созданное под руководством автора и при его непосредственном участии импульсное намагничивающее оборудование по своим рабочим характеристикам не уступает, а по удельным массо-габаритным показателям превосходит лучшие образцы аналогичного оборудования ведущих зарубежных фирм (Magnet Physik. Геомания- I Di,США).

Реализация результатов работы.

Разработанное под руководством и при непосредственном участии автора импульсное технологическое оборудование доведено до практической реализации и внедрено на предприятиях электромашиностроительной промышленности ( ДЭМЗ-г.Днепропетровск, завод Электроаппарат-г.Уфа, ВНИИ ЭЛЕКТРОМАШ-г.С-Петербург, НИИ ЭЛЕКТРОМАШ-г'.Ереван. ПО .УКРЭЛЕКТРОМАШ-г.Харьков, НПО МАГНЕТОН и ВНИПТИЭМ-г.Владимир, завод НВА, завод МАШИНОАППАРАТ, ВНИЭМ-г.Москва, ВНИИР и ЧЗАЗ-г.Чебоксары, завод НВА-г.Тверь, Электрогенераторный завод-г.Сарапул), а также на многих предприятиях других отраслей отечественной промышленности ( НПО ИСТОК-г.Фрязино, НИИ ВОЛНА -г.Саратов, КБСМ-г.Москва и др. )

Использование этого оборудования позволило отечественным предприятиям освоить для станкостроения, робототехники новые вентильные электродвигатели серий ДВУДВМ,ДБМ,2ДВМ,4ДВМ на базе высокоэнергетических феррит-стронциевых и РЗМ магнитов, а также вентильные микродвигатели для бытовой электротехники.

Разработанное под руководством и при непосредственном участии автора импульсное контролирующее оборудование для РЗМ и ферритовых ПМ и с управлением от микроЭВМ демонстрировалось в 1990г. на международной промышленной выставке в г.Познани, где было приобретено институтом электротехники (г.Варшава). Аналогичное оборудование типа ТКМГП-2 и ТКМГП-4 внедрено в производство на ряде предприятий отечественной промышленности, производящих современные высокоэнергетические ПМ: КБСМ

(г.Москва), завод Полиметаллов (г.Москва),ВНИИЭМ (г.Москва), НИИ ВОЛНА (г.Саратов), НПО МАГНЕТОН (г.Владимир), НИИ Полимеров (г.Гомель). Посташ1яемое контролирующее оборудование снабжено управляющими программами, обеспечивающими автоматизированную подачу испытуемых образцов в измерительный намагничивающий соленоид, заряд и разряд емкостного накопителя энергии, обработку сигналов от измерительных индукционных преобг'Рзвателей, вычисление контролируемых параметров и протоколирование результатов испытании

Основные положения, которые выносятся на защиту.

1. Принципы построения электрооборудования для получения сложных видов намагничивания высокоэнергетических постоянных магнитов и магнитных :истем на их основе.

2. Новые технические решения по созданию одновитковых индукторных :истем для получения сложных видов намагничивания.

3. Методика расчета импульсных процессов намагничивания в индукторах с разомкнутой цепью и с нелинейным магнитопроводом, а также расчета и проектирования импульсного намагничивающего оборудования и отдельных его рлов.

4. Комбинированный метод полного термомагнитного размагничивания РЗМ-< об альтовых ПМ и его практическая реализация.

5. Новый способ получения заданного уровня размагничивания зысокоэнергетических ПМ в импульсных магнитных полях и его практическая технизация.

6. Результаты исследований в области разработки метода контроля -истерезисных свойств высокоэнергетических постоянных магнитов в эазомкнутой цепи с применением импульсных магнитных полей.

7. Результаты разработки алгоритмов, обеспечивающих автоматизацию лроцессов частичного размагничивания ПМ импульсными полями до заданного :ровня, а также процесса контроля высокоэнергетических ПМ в импульсном магнитном поле.

8. Практическая реализации работ автора в области создания комплекса шпульсцого технологического оборудования для испытания и намагничивании (ысокоэнергетических ПМ, обеспечившая выполнение программы ГКНТ 0.16.10 то освоению нового поколения вентильных электродвигателей для ••лектроприводов подачи станков и промышленных роботов. Результаты )азработки отрезков серий таких электродвигателей.

Публикация и апробация. Из печатных работ автора к теме доклада относятся »0, в том числе 1 монография, 2 брошюры, 15 научных статей в центральных курналах, 35 авторских свидетельств на изобретения. Ссылки на работы, !меюшие теоретический и методолотческий или принципиальный характер, фиведены в тексте доклада.

Основные положения и практические результаты диссертационной работы втора докладывались на ряде Всесоюзных и Всероссийских конференций и (еждународных симпозиумах по постоянным магнитам, магнитным системам и лектрическим машинам.

Оборудование, разработанное при непосредственном участии и под руководством автора, экспонировалось на 2ДНХ и международной промышленной выставке в г.Познани. Автор награжден серебряной медалью ВДНХ.

Содержание работы.

1. Новое поколение электрических машин и магнлтиых систем ва основе современных иыеокоэнергетических ПМ. Постмюсха задачи.

Наиболее важной и ответственной областью применения ПМ является электромашиностроение. Появление ПМ из сверхвысококоэрцитивных РЗМ привело к технической революции в области создания новых бесконтактных электродвигателей. Это в первую очередь вентильные двигатели с ПМ, нашедшие самое широкое применение в электроприводах современных станков с ЧПУ и промышленных роботов, в судостроении, авиации, в бытовой аппаратуре, вычислительной технике, автомобилестроении. Рекордные значения коэрцитивной силы и удельной энергии таких ПМ позволили разработать принципиально новые типы магнитных систем роторов, обеспечивших создание быстродействующих высокомоментных вентильных электродвигателей |31;41;46:47;49;51;54|, превосходящих по основным параметрам и массо-габаритным показателям лучшие образцы асинхронных электродвигателей. При этом к ПМ в составе роторов вентильных двигателей предъявляются требования не только по уровню магнитных свойств и размеров, но также по количеству полюсов, расположению и форме тексгуры материала ПМ, обеспечивающих получение максимального использования магнитного материала, устойчивость к воздействию размагничивающих факторов, минимальный уровень пульсаций реактивных моментов. Исследованию этих вопросов посвяшены работы [28; 31; 32;41;50;54;77;79;83;84;85;88;89;90 |.

В процессе . разработки и освоения производства вентильных электродвигателей с высокоэнергетическими ПМ возникает необходимость решения ряда технологических задач по .« намагничиванию, таких как;

-намагничивание ПМ в составе многополюсных роторов в собранном виде, -многополюсное намагничивание ПМ кольцевых и дисковых роторов в осевом направлении,

-многополюсное намагничивание ПМ кольцевых и цилиндрических роторов в радиальном направлении,

-намагничивание роторов со скосом полюсов,

-намагничивание монолитных и сборных многополюсных систем с криволинейной текстурой,

-создание текстурующих магнитных полей сложной конфигурации в процессе прессования цельных роторов из магнитотвердых материалов.

Анализ применения высокоэнергетических ПМ в магнитных системах других электромеханических устройств, электронных и измерительных приборов, акустических систем, позволил выявить необходимость получения ряда дополнительных сложных видов намагничивания [1, рис.91; реверсивное многополюсное намагничивание плиточных прямоугольных ПМ, радиальное намагничивание секторных и кольцевых ПМ, азимутальное намагничивание

подковообразных ПМ, квадрупольное намагничивание цилиндрических ИМ, двухстороннее поверхностное намагничивание дисковых ПМ по кольцевым зонам с чередующейся полярностью, азимутально-встречное намагничивание кольцевых ПМ, намагничивание ПМ в составе магнитной цепи готовых узлов и изделий.

Сравнение различных типов намагничивающих устройств, проведенное » |1.с.5,6|, показывает, что перечисленные выше задачи наиболее эффективно решаются с помощью импульсных намагничивающих устройств (И НУ) трансформаторного и бестрансформаторного типов.

Одновременно с задачами намагничивания при производстве двигатсл..: с ПМ и магнитных систем на основе ПМ приходится решать вопросы, связанные с полным размагничиванием. с частичным размагничиванием ПМ и одновременной регулировкой параметров самого изделия с ПМ, а также с . необходимостью контроля свойств матер и XI а магнита на готовых "сырыл" магнитах, еще не прошедших весь цикл технологической обработки. Решение этих задач также осуществляется путем создания специального технологического импульсного электрооборудования.

Т.о. разработка и освоение нового поколения электрических машин и другой • аппаратуры с ПМ неразрывно связано с разработкой и исследованиями - новых эффективных методов намагничивания и испытания высокоэнергетических магнитов.

2. Электромагнитные процессы в системах импульсного намагничивания постоянных магнитов.

Особенность процесса намагничивания ПМ в импульсном магнитном ноле состоит в том, что качество намагничивания, обеспечивающее получение предельных характеристик ПМ из РЗМ-кобальтовых и РЗМ-железных материалов, зависит от параметров намагничивающего импульса (амп ппуда, длительность, форма) и пространственной однородности намагничивающего поля в рабочей зоне индуктора. В свою очередь параметры намагничивающего импульса определяются параметрами схемы И НУ и индукторной системы.

2.1. Влияние амплитуды, длительности и- формы импульса па качество намагничивания ПМ. Процесс импульсного намагничивания РЗМ магнитов |1,с.8-!0;22) рассчитывается для бесконечно длинного цилиндрического образца радиуса в предположении однородности внешнего поля, направленного вдоль оси образца, и постоянства электрических и магнитных свойств материала ПМ. В этом случае процесс проникновения магнитного поля в намагничиваемый образец описывается дифференциальным уравнением в относительных единицах

г И I г И ¿>.В

+---^17—, (2.1)

С Г' Г ГГ (1,

Г,1 В

™ /7 = ?м „ ' - (2.2)

Г,- относительное значение текущего времени, пронормированное по величине ¡5 = / , , /0 - длительность переднего фронта и общая длительность импульса намагничивающего полк.

Обобщенный параметр я (2.2) аналогичен параметру введенному Сергеевым Г.Н. и Покровским А.Д. (МЭИ) и имеет смысл критерия подобия электромагнитных процессов. Отличие состоит во введении коэффициента ^ = /д. / /0, учитывающего крутизну фронта намагничивающего импульса.

Первоначальная кривая намагничивания, предельная кривая размагничивания и линии возврата петли гистерезиса представлены кусочно-линейной аппроксимацией. Намагничивающий импульс удобно представить аналитической аппроксимацией в виде двух участков синусоид разных частот:

нв =

Hmsin ~t„ О < t, < 1;

Н„ sin

к

-г С

/.- п

О, t > ---;

, '1 <г. <-;

(2.3)

Для однозначности решения уравнения (2.1) принимались граничные условия:

■11

CT

(2.4)

Уравнения (2.1) с учетом (2.3) и (2.4) решалось на ЭВМ методом Кутга-Мерсона. При этом все сечение ПМ разбивалось на 10 кольцевых слоев, в которых значения Н и В считались постоянными для каждого момента времени. При расчете контролировались значения B(t),H(t) и dB/dt, в каждом k-оч слое. Учитывая, что в каждом k-ом слое сечения индукция проходит через максимум

в„

К

предельной

кривой

меньше необходимого значения индукции на намагничивания.

Результаты расчетов, приведенные в |1, §1] и ¡22], показывают, что изменение крутизны фронта намагничивающего импульса при одной и той же общей длительности, оказывает существенное влияние на качество намагничивания ПМ-. На основании этих расчетов построены номограммы, позволяющие определить необходимые параметры импульса напряженности намагничивающего поля (Нт Лт), обеспечивающие полное намагничивание ПМ из редкоземельных материалов при известных размерах намагничиваемых образцов (рис.2.1).

2.2. Бестрансфожатарная схема ИНУ. В бестрансформаторной схеме ИНУ энергия от источь.йка п^мупает в виде импульса непосредственно в индуктор.

Переходные процессы в подобных схемах достаточно хорошо исследованы. Наиболее распространенной и широко применяемой является эестраноформаторная схема с емкостным накопителем энергии (ЕНЭ), приведенная на рис.2.2.[1,рис.2].

В колебательном режиме ( Л < 2у[Ь/~С ) параметры импульса

определяются выражениями:

/ ^ и = 1 - рр - ===== аю8 я)2 - 1 : (2.5)

I ( ^к/я)2-1 )

= (2.6,

Гт = ^агсъ^(2.7) я

где-/?, = 2л/Х~7~С~ ,1т. = 1т/ /р, /0 = ¿/ДО) / {соЬ\ 5= Я / 2Ь, со= %[Г/(1С)- К2 /(4£2).

Исследование выражений (2.5)-г(2.7) показывает! 1 ,'§21, что увеличение пительности импульса наиболее целесообразно получить путем увеличения индуктивности разрядной пени. При этом амплитуда импульса уменьшится незначительно. Увеличение емкости хотя и приводит к некоторому вырастанию ¡мплитуды и длительности импульса, однако выбирать емкость накопителя ледует из условий необходимой энергии и получения минимальных массо-збаритных и стоимостных показателей ИНУ. С учетом сказанного в ¡естрансформаторной ИНУ в качестве индуктора предпочтительно использовать лектромагнит или многовитковый соленоид.

В работах |33;55] предложен метод расчета процесса импульсного |амагничивания ротора вентильного электродвигателя в бестрансформаторной 1НУ с учетом нелинейности магнитной цепи индуктора и магнитной низотропии ПМ из РЗМ. Предложенный метод расчс1а плоскопараллельного мгнитного поля в нелинейных средах основан: во-первых, на разбиении входной области на совокупность кусочно-однородных элементарных областей анонической формы; во-вторых, .ча конформном отображении верхней юлуплоскости на указанные элемен, арные области; в-третьих, на использовании интеграла Шварца для комплексной потенциальной функции верхней олуплоскости; в-четвертых, на деформации магнитно-анизотропного ространства с целью приведения его к изотропному. Данный метод нг ¡акладывает ограничений на характер нелинейности, неоднородности, онфигурации и связности среды.

Расчеты, проведенные данным методом для конкретного индуктора с 33.рис.5] многоьитхопыми обмотками в прямоугольных пазах, показывают, что римснение магнптопровэда для намагничивания до насыщения РЗМ магнитов в остпве ротора вентильного двигателя позволяет увеличить индукцию

намагничивающего поля всего на 15% вследствие глубокого насыщения рабочи участков магнитопровода. Использование многовитковых индукторов магнгтопроводами из электротехнической стали, питаемых импульсным током о бестрансформаторной ИНУ, наиболее эффективно в случае намагничивани цельных роторов из РЗМ с криволинейной текстурой, когда в зоне паз индуктора расположена область ротора с тангенциальным направлением текстур! материала, а также роторов из оксидных ПМ.

2.3. Трансформаторные ИНУ.. В импульсных трансформаторны намагничивающих установках (ИТНУ) |1,§?;10;11;29;34), энергия от батаре: конденсаторов поступает в индуктор не непосредственно, а через промежуточно звено-специальный согласующий импульсный трансформатор (ИТ). Наличие И' приводит к некоторому снижению КПД установки и к увеличению обратног (размагничивающего) выброса тока в индукторе. Однако применение ИТ в ИН! позволяет получить ряд очень важных преимуществ:

1)поннженное напряжение на индукторе, обеспечивающее надежну» электробезопасность в работе с ИТНУ;

2 возможность получения сесьма сложных видов намагничивания с помощь» простых и технологичных в изготовлении одновитковых индукторов;

3)знач)ггельно более высокая по сравнению с бестрансформаторными ИН! производительность, обусловленная хорошими условиями отвода тепла о одновиткового индуктора;

4)универсальность оборудования, заключающаяся в использовании одно; установки с комплектом легкосъемных одновитковых индукторов;

5)возможность значительного повышения напряжения заряда ЕНЗ обеспечивающего увеличение энергии при снижении массо-габаритны показателей.

Принципиальная схема ИТНУ приведена на оис.2.3. Переходный процесс силовой разрядной цепц ИТНУ с воздушным ИТ описывается системо дифференциальных уравнений третьего порядка (1 .с. 14; 14]:

«с - "У! = (Л + -

О = -¿,2 р1х +{Яп + р1гг )и; К\ = -Срис = /, - /,.,; ис-ил+и,2'= О,

(2.8

где ¿22 — 1<2 + Ь - суммарная индуктивность вторичного контура ИТ;

= Лт + /? - суммарное сопротиатение вторичного контура.

К системе (2.8) добавляются уравнения кусочно-линейной аппроксимаци вентилей:

иуЦ2) = 0 при /,|(2) > 0; /и(2) = 0 при «,1(2) < 0.

Характер переходного процесса в силовой цепи ИТНУ определяется вило' корней характеристического уравнения системы (2.8) Практический интере представляет колебательный режим, которому соответствует наличие одног

действительного и двух комплексно-сопряженных корней: Р1 - а]> Р2.3 = <*2 * При этом токи в первичном и вторичном контурах ИТНУ без учета влияния вентилей и определяются выражением:

/1(2) - Л,*?"1' + Лг*"2' яп(Д>/ + щ), (2.9)

где постоянные А], И щ зависят от параметров схемы и имеют рахзичные значения для токов ^ И В [1,с.15;14] приводятся аналитические выражения для этих постоянных, также результаты исследования корней характеристического уравнения в виде номограмм, построенных в относительных единицах и позволяющих определить область. существования колебательного режима с наименьшим затуханием процесса 11 .рис.4,5,6|,

В работах [1,с. 17; 14;19] показано, что ИТНУ имеет повышенное значение обратного (размагничивающего) импульса и разработаны эффективные способы его уменьшения как схемным путем, так и правильным выбором параметров схемы и главным образом импульсного согласующего трансформатора и его ' конструкции.

3. Индукторные системы для импульсного намагничивания.

Индукторные системы (ИС) или индукторы для импульсного намагничивания ПМ делятся на две группы: а)разомкнутого типа (соленоиды); б)замкнугого или полузамкнутого типа (с не полностью замкнутой магнитной цепью). К.;1ждый из этих типов индукторов может быть выполнен многовитковым, либо одновитковым[1|. Многовитковые ИС того и другого типов являются традиционными устройствами для намагничивания ПМ и достаточно полно исследованы рядом авторов. В то же время питание их от импульсного источника имеет некоторые особенности, требующие учета процессов в магнитопроводе в условиях глубокого насыщения |29].

В работах 11,§4;2;4:12;16;18;34;39;43;44;481 показаны преимущества одновитковых ИС для получения сложных видов намагничивания ПМ из РЗМ-кобальтовых и РЗМ-железных соединений.

3.1. Эффективность применения рахшчных типов ИС. Дл„ сравнительной оценки эффективности различных типов ИС автором используется параметр

= У/ р / ЧУ], называемый энергетической эффективностью индуктора. Здесь

\чр -энергия магнитного поля, заключенного в рабочем объеме ИС; и'¡-полная энергия магнитного поля ИС с током ¡, поступающая от источника в процессе намагничивания ПМ. Расчетное выражение для энергетической эффективности ИС имеет вид |1,с.19]

/ ¿)Д'„2л> (3.1)

где чу -число витков ИС; ки - Н / 1\\> -магнитная эффективноегь, характеризующая способность ИС создавать магнитное пате в рабочем объеме

при единичной МДС (iw — 1). На основании расчета магнитных полей авторе» получены упрошенные аналитические выражения для энергетически эффективности различных типов ИС, позволяющие проанализировать шшяши геометрических параметров на г/э и провести сравнительную оценк; эффективности их использования для намагничивания ПМ. На рис.3.1 представлены зависимости параметра ^для одновитковых и многовитковых ИС разомкнутого типа, а также для ИС в виде электромагнитов. Из рассмотрение этих зависимостей видно, что энергетическая эффективность одновитковой ИС значительно выше, чем у мпоговиткового соленоида, а при больших значения: намагничивающих полей (свыше 2.2 Тл) одновитковые индукторы становята более эффективными, чем электромагниты.

Автором проанализирована также функциональная эффективности применения одновигковых ИС. заключающаяся в возможности с их помошьк лолучить сложные виды намагничивания I1M, не достижимые в други; намагничивающих устройств. Предложены оригинальные новые конструкции таких ИС |56-ьб2;64-^68;70-!-76;81;82|, с помощью которых впервые осушествлень различные сложные виды намагничивания ПМ, основные из которых показань на рис.3.2.

3.2. Расчет магнитных полей и параметров одновитковых ИС Выбо[ оптимальных размеров одновитковых ИС для импульсного намагничивания ПМ и определение их электрических параметров (R, L) непосредственно связаны < расчетом и анализом магнитных полей в рабочей зоне этих индукторов.

Эксперименты показывают, что в миллисекундном диапазоне длительносте( импульсных полей в большинстве случаев можно пренебречь влинниеу поверхностного эффекта вследствие небольших размеров самих индукторов у выполнения их из тонколистового проводящего материала. Расчет квазистаи ионарного магнитного поля одновиткового индуктора бе: магнитопровода при этом допущении наиболее просто выполняется численны» методом с использованием понятия векторного магнитного потенциала:

у —

A=-^-\~dvT Я = VA, (3.2;

4,т г у

где v -объем проводника индуктора с плотностью тока J. Для тех случаев когда индуктор имеет сложную форму, исследование магнитного поля и анали: характера его распределения в рабочей зоне выполнен с помощью физическогс моделирования |2|.

Если одновитковый индуктор имеет значительные размеры проводника i радиальном направлении, то плотность тока по его сечению не остается постоянной [1,с.25;35|. В предположении эквипотеициальности токеподводо! кольцевого индуктора плотность тока в (3.2) определяется выражением [Эб]

J = ¡2 / [rh \n(b / а)\, (3.3]

где b и а - соответственно наружный и внутренний радиусы, h - высст кольцевого индуктора.

Исследование полей на высокочастотных моделях показали, "по неоднородность поля в рабочем объеме одновитковых индукторов осевого поля обычно не превышает 15-20%. Поэтому для ориентировочных расчетов можно пользоваться значением напряженности магнитного поля в центре индуктора. Так, для одновиткового кольцевого индуктора решение уравнений (3.2) с учетом (3.3) дает достаточно простое аналитическое выражение напряженности магнитного поля в центральной точке |1,с.26|:

Н =

/, ]п(а+у1\ + а2)(у1а2 + р2 - а)

2Н Ыр а2 - р + а)'

(3.4)

где а = А / 2а,р = Ь / о-относительные размеры одновиткового кольцевого индуктора.

Электрические параметры одновиткового кольцевого индуктора с учетом (3.3) определяются формулами:

/? =

ау а 1п р

I па ь

> =

2а

(3.5)

С увеличением высоты и толщины индуктора его относительные размеры акр возрастают, а электрические параметры (3.5) уменьшаются, что приводит к увеличению амплитуды импульса намагничивающего тока, однако поле в рабочей зене индуктора, как видно из рис.3.3, растет лишь до определенного предела, а затем начинает уменьшаться. Наличие максимума в кривых рис.3.3 свидетельствует о существовании оптимальных соотношений толщины и высоты витка индуктора при заданном его диаметре. Проведенные автором исследования |1,с.27] позволили установить оптимальные соотношения размеров таких индукторов: «=1±0,1; р = 1,1 -=- 1,2.

Одновитковые прямоугольные ИС с вырезом в виде окна или паза 11,рис.10;58;59] весьма эффективны для реверсивного намагничивания прямоугольных плиточных магнитов, используемых в линейных электродвигателях и фокусирующих системах. Расчет полей и параметров таких индукторов также выполняется с помощью уравнений (3.2). В этом случае для точек на оси X, вдоль которой расположены зоны реверсивного намагничивания ГШ, также можно получить аналитическое выражение для намагничивающей :остааляюшей напряженности магнитного поля в виде:

'

Н{х) =

1п

И2 + (2Л + а -х)'

И2 +(а '- х)2

И2 +

+ (2Д + а + х)" j

(а + х)

+ 1п

[с2+(<7-Х)2][С2 + (Я + Х)2'] Т

с2 + (2Д + а - х)2|[~с2 + (с2 + (2Д + а + х)2)

+2(2 Д + а - x)arcíg

1Л-с)(2Д + а-х) Ас + (2А + а-х)2

+2( д - х)агсщ ;-^ + 2(2Д + а + ----- +

+2 {а + x)arctg

Ис + (а - х) (с - Л)(а + х) |

Не + (а + х)2

кс + (2Д + о + х)2 (3.6)

здесь J - ¡1 / - с)]- плотность тока; 2Ь-высота; 2а -ширина индуктора

по оси X; 2с-высота окна для размещения ПМ;2Д-толщинз меди витка индуктора.

С помощью выражения (3.6) были проведены расчеты и построены зависимости распределения нормальной составляющей напряженности намагничивающего поля 11 .рис. 13], анализ которых позволил установить, что с уменьшением ширины индуктора 2а с целью получения более узких зон намагничивания ПМ возникает эффект распространения поля за пределы индуктора и появляется провал в кривой намагничивающего поля в центре индуктора. В виду этих обстоятельств установлено, что минимальная ширина зоны при реверсивном намагничивании прямоугольных плиточных ПМ из РЗМ при толщине 2с в несколько миллиметров находятся в пределах 4+5 мм.

Напряженность магнитного поля в центре прямоугольного индуктора получается из (3.6) при Х=0 и имеет вид

Н =

2 л-

1п

И2

+ {2А + а) 2

2 N

2И,

+4(я + 2A)arctg

А2 + а {Н-с){о + 2Д)

V

с- +

с- + а' а + 2 Д )2

(3.7)

+ А а а г

Н)а

а2 + Ис

{а + 2Д) + /го

На рис.3.4 показаны зависимости напряженности магнитного поля в центре прямоугольного индуктора, рассчитанное по (3.7). Из этих зависимостей следует, что максимум поля в центре индуктора достигается при некотором вполне определенном значении ширины индуктора 2а и зависит от соотношения высоты окна 2с и высоты индуктора 2Ь . При этом установлено |1, с.32|, что оптимальное соотношение с/Ь = 0,15-0,25, а необходимая ширина индуктора 2а должна быть не меньше требуемой ширины зоны при реверсивном многопадюсном намагничивании прямоугольных плиточных ПМ.

Другой группой ИС являются одновитковые индукторы радиального поля |1,рис.15:55;761, служащие для импульсного намагничивания кольцевых и секторных ПМ с радиапьной текстурой материма. Такие ПМ в настоящее время широко применяется в 'электронных фокусирующих системах, в приборах и устройствах электромеханики (роторы традиционных цилиндрических электрических машин, магнитные муфты, магнитные подшипники, датчики, системы многополюсных переключателей на герконах и т.п.). Одновитковые

ндукторы радиального поля состоят либо из двух параллельных круговых ятков, находящихся на расстоянии 2(3. с противоположно направленными в них жами |76]глибо выполняются в виде секторного виткп, в котором все грани араялельны соответствующим прилегающим поверхностям секторного ПМ |55[. 1ри этом с точки зрения расчета магнитного поля кольцевой индуктор можно осматривать, как частный случай секторного, когда угол между гранями у0 - 2 к. В этом случае с достаточной степенью точности можно считать, что гкторный магнитный потенциал в рабочей зоне индуктора имеет азимутальное аправление и определяется выражением:

Га Гг -

И

йг' СО$(<р- у/)(1у/

(3.8)

-га

где и/, г , £ текущие координаты точек в медных проводников индуктора; Г. £ -текущие координаты точек, рабочей зоны индуктора; А-толщина . эо водников индуктора в осевом направлении;

= +(/-')2 - 2гг' со$(<р- = /2 /[Лг'Щ(г2 /г,)].

осле проведения двукратного интегрирования и дифференшшрования в ¡ответствии с (3.2), получены выражения для радиальной и осевой хггавляющих напряженности магнитного поля в секторном и кольцевом тдукторах:

4яЛ 1п(г3 / г,)

-Га

10 п> -<1

I 1п|л +р\СО%{(р- 1//)(1у/

-п г' = г.

4 + А

(3.9)

Нг =

и

4лД 1п(г> / г,)

Гц

11п|г - г' +р\(1>//

~Гп

Г = гх

д

г'-л

гр

'ь

}1п|г - г' + ^и

-Ус

(3.10)

На рис. 3.5. приведены зависимости радиальной и осевой составляющей магнитного поля в рабочей зоне кольцевого и секторного индукторов, рассчитанные по уравнениям (3.9),(3.10). Из рис.3.5 видно, что радиальная составляющая напряженности магнитного поля в рабочей зоне таких индукторов существенно превышает значение осевой составляющей, которая в пределах рабочей зоны проходит через нуль и меняет знак. Радиальная составляющая напряженности поля в рабочей зоне имеет максимум, расположенный ближе к внутреннему краю кольца, что объясняется неравномерным распределением тока в радиальном сечении кольцевых проводников. Неравномерность радиальной составляющей напряженности поля по оси Ъ в пределах рабочей зоны не превышает 15-25%.

С помощью одновитковых ИС можно осуществить практически любые сложные виды намагничивания ПМ, т.к., придавая проводящей ленте витка ' соответствующую форму (рис.3.6), легко получить необходимое пространственное распределение поля в рабочем объеме индуктора Для этих целей применяются ИС, представленные в [61 ;62;64;67;68;73[.

Зачастую условия работы ПМ в изделии, а также условия сборки требуют намагнич ¡вагть ПМ в составе магнитной цепи готового узла или всего изделия. Такие виды намагничивания могут оказаться особенно сложными, но и они успешно решаются с помощью специальных ИС, описанных в|65;66;74;75;76|. Они представляют собой дальнейшее развитие одновитковых индукторов или комбинацию ленточных витков, . выполненных по принципу локализации магнитного поля требуемого направления в заданной части объема изделия, где расположен намагничиваемый ПМ или его участок, подлежащий намагничиванию.

3.3. ИС для намагничивания ПМ в составе роторов электрических машин. Как правило, намагничивание ПМ, используемых в электродвигателях, предпочтительно проводить в составе уже готового обработанного и отбалансированного ротора. В отдельных случаях (особенно в микродвигателях) весь ротор практически состоит из одного ПМ, требующего многополюсного намагничивания в радиальном или осевом направлениях. Использование магнитной цепи и обмоток статоров для намагничивания ПМ из РЗМ и других высококоэрцитивных материалов практически невозможно из-за необходимости получения весьма мощных, импульсов, разрушающих обмотку статора, а также из-за глубокого насыщения сердечника статора, при котором эффективность намагничивания резко падает.

Для намагничивания цельных роторов из РЗМ и оксидных материалов в малых элекгродвкгателях разработаны специальные одновнтковые ИС разомкнутого типа |1,рис.17.б,рис,18а;66;70:72:921. Некоторые из них представлены на рис.3.6.3.7. Все эти ИС имеют унифицированные токопоадоды для подключения ко вторичной обмотке согласующего трансформатора ИТНУ. Ротор в виде ПМ с заданной формой текстуры материала, например квадрупольной, помешается в

пространство между системами двух витков, охватывающих рабочие поверхности полюсов ротора (рис.3.7,а).

Для устранения в вентильных электродвигателях зубиовых пульсаций момента, исследованных в работах |32;50), целесообразно применять специальный индуктор [81], позволяющий намагничивать цилиндрические роторы со скосом полюсов относительно оси вращения. Расчет падей и параметров этих ИС разомкнутого типа осуществляется также на основании уравнений (3.2) методами численного интегрирования с помощью ЭВМ, аналогично индукторам для намагничивании отдельных ПМ [27[.

В средних и более крупных электрических машинах для намагничивания высококоэрцитивных ПМ в составе роторов применяются ИС с многовитковой обмоткой, уложенной в пазы шихтованного магнитопровода (рис.3.7,6). Такие ИС позволяют осуществить намагничивание ПМ в составе роторов как в радиальном, так и в тангенциальном направлениях, хотя и обладают отмеченными выше недостатками, связанными с насыщением магнитопровода. В отдельных случаях, когда ротор с тангенциально намагниченными ПМ имеет значительные размеры.или требуется получить большое количество пар полюсов (6 и более), приходится производить намагничивание по участкам в несколько приемов. Этот способ описан в [87], а конструкция соответствующей ИС разработана в |91]. В такой ИС при намагничивании одного ПМ в целях предотвращения размагничивания других полюсов предусмотрены специальные компенсирующие токопроводы, уложенные в дополнительных пазах магнитопровода.

Расчет импульсных полей и параметров токовых систем с нелинейным магнитопроводом с учетом анизотропии намагничиваемых ПМ представляет собой достаточно сложную задачу, решению которой при определенных допущениях посвяшено несколько работ различных исследователей (Курбатов П.Д., Покровский ДЛ.Овчинников И.Е., Астапов В.И. и лр).В этих работах рассчитывается распределение электромагнитного поля в электропрово тяших ферромагнитных телах сложной формы метолом интегральных уравнений, методом конечных разностей и методом конечных элементов, однако в них отсутствует комплексное рассмотрение электромагнитных процессов в системе: емкостной накопитель энергии - индуктор - ротор с ПМ.

В работах [33;55[ предложен новый метод решения данной задачи с учетом нелинейности магнитопровода и ани¡атропин материхта ПМ. Метод основан на использовании конформных преобразований и интеграла Шварца для кусочно-однородных элементарных областей канонической формы с приведением магнитно-анизотропного пространства к изотропному и позволяет рассчитать не только распределение магнитного поля в имл\кторе и магните, но и определить кривую тока в обмотке ИС, подключенной к емкостному накопителю И НУ при заданных параметрах последнего.

Области индуктора и ротора с магнитно-нелинейной средой разбиваются на элементарные участки (ЭУ) треугольной или четырехугольной'формы, в пределах которых магнитная проницаемость и намагниченность считаются постоянными.

Конформное преобразование ¡-го ЭУ комплексной области Ъ на комплексную полуплоскость 1 осуществляется уравнением Кристоффеля-Швариа:

йг / <//='А(г) - (3.11)

При этом для комплексной полуплоскости 1 существует комплексная потенциальная функция (КПФ)

+ (3.12)

мнимая часть которой н(/) является скалярным магнитным потенциалом и принимает на вещественной оси£ заданное значение /<(£)• К.ПФ, соответствующая ¡-му ЭУ, выражается через скалярный магнитный потенциал I раницы 'и(^) в виде интеграла Шварца

ао

'И0 = - ГВД

к ^

1 + С(<?)

(¡4- (3.13)

1

Для произвольной точки наблюдения / = /7 + _/«/ осевые составляющие вектора напряженности равны

Я,«-*«*!; (3.14)

Из формул (3.11) - (3.14) можно получить выражение для нормальной составляющей напряженности магнитного поля на границе »-го ЭУ в плоскости X

= ' (3.15)

При кусочно-постоянной аппроксимации функции '«(интеграл (3.15) находится аналитически:

-1 "

1 1

Рк - Р) Рк*\ - р^

(3.16)

где точка Pj расположена внутри .¡-го интервала границы ЭУ.

Для тангенциальной' составляющей напряженности МП в этом случае справедливо выражение

(3.17)

Формулы (3.16), (3:17) устанавливают зависимость напряженности МП от СМП в граничных точках ЭУ.

Как показано в [33], формулами (3.13Н(3.17) можно пользоваться только после преобразований ЭУ с анизотропной средой в изотропную путем деформации по одной из координат с помощью коэффициента к& = ^МГа / ИГр .когда расчетная

координата х' выбирается в кА раз больше физической координаты х. ЭУ с анизотропной магнитной средой должны претерпеть деформацию по одной из координат, а потом конформно преобразоваться в верхнюю полуплоскость. Такие деформированные ЭУ, для которых справедливо уравнение Лапласа, могут сметаться заполненными изотропной средой с //г = //га.

Физическое сопряжение исходного ЭУ с соседними ЭУ призводится после перерасчета магнитнй напряженности по оси х с промежуточного значения

(деформированного как и сам ЭУ) Н'х на физическое значение//,, в соответствии с равенствами:

Нх = - — = -Лл — = к6Н'х. (3.18)

х Зс А Зс' А х

Применительно к деформированным ЭУ призвольной четырехугольной формы уравнения (3.16), (3.1 . >*.ожно записать в векторно-матричном виде:

'Л^ =['>]'н; 'Л'т ={7;]''/7. (3.19)

Из формул (3.18) и (3.19)

+ , (3.20)

% ' (3-2П

% = Ао {[ {с\Мох + [ ^'>]««} ■ - (3.22)

Выражения для матриц, входящих в уравнения (3.19)-г(3.22) приведены в ¡33].

Расчетная область индуктора с током в пазу и с ротором, имеющим слой ПМ с радиальной текстурой, разбивается на ЭУ четырехугольной и треугольной форм. Результаты расчета поля на поверхности ПМ и импульса тока в намагничивающей обмотке для конкретного типа ротора вентильного двигателя 2ДВМ115 и И С, подключенной к установке УИН34, приведены на рис.3.8 и рис.3.9 соответственно. Расчеты показывают, что при заполнении всего пространства ротора материалом ПМ участки над пазами индуктора остаются недомашиченными, если они имеют радиальное направление текстуры, поэтому их целесообразно выполнять с тангенциальным нлпраалением текстуры |ЗГ;

Как следует из рис.3.8, условие полного намагничивания ПМ до технического насыщения требует создания весьма больших намагничивающих полей, при которых магнитопровед ИС становится мало эффективным, давая прирост индукции в рабочей зоне менее 15%.Это подтверждает приведенные выше сравнительные расчеты по энергетической эффективности различных типов(рис.3.1) ИС.

Достоверность предложенного метода подтверждается сравнением экспериментальных и расчетных кривых тока в обмотке ИС, приведенных на рис.3.9, и может считаться вполне удовлетворительной. Т.о. предложенный метод расчета плоскопараллельных магнитных нолей в ИНУ |33;55] не накладывает ограничений на характер нелинейности, неоднородности, конфигурации и связности среды и позволяет рассчитать процесс намагничивания роторов с ПМ в любом типе ИС.

4, Расчет и проектирование ИТНУ и нх умев.

Как отмечаюсь выше, ИТНУ имеют значительные преимущества по сравнению с бестрпнеформаторными ИНУ. Проектирование, расчет ИТНУ и разработка их отдельных ухлов имеют свои особенности. Этим вопросам посвящено несколько работ автора |1.с.39-55;3;5;8;10;11;14;16;19;20;34;45;48|.

4.1 Выбор основных параметров ИТНУ. Проектирование ИТНУ проводится в несколько этапов и включает в себя предварительный выбор параметров основных блоков и умов установки (накопитель, зарядное устройство, импульсный трансформатор, ИС).проверочный расчет и последующую корректировку выбранных исходных параметров.

Исходными данными для проектного расчета ИТНУ являются: типоразмер, характеристики материала и условия намагничивания ПМ. Эти данные позволяют определить тип и габаритные размеры индуктора, которые выбираются в соответствии с рекомендациями, кратко изложенными в разделе 3 настоящего доклада.

Выбор основных параметров ИТНУ производится энергетическим методом, множенным в работах |1. §7;19|. Задаваясь предварительным значением КПД установки г], рассчитывается необходимая энергия накопителя ИТНУ:

IV = 0,50/о2 = 0,5ц0Нт2Ур / г] , (4.1)

где Нт- амплитуда напряженности импульсного намагничивающего поля в рабочем объеме индуктора Vр\ С,£/д-емкость и начальное напряжение батареи конденсаторов ИТНУ.

Найдя по (4.1) энергетическое произведение С110~, можно выбрать значения Си II0, позволяющие подобрать тип и необходимое количество конденсаторов накопителя.

Предварительное значение КПД установки может выбираться из кривых рис.4.1, полученных на основании обобщения опытных данных. Выбранные на этом этапе предварительные значения С И 1/д в дальнейшем могут корректироваться с учетом результатов проверочного расчета переходного процесса в силовой цепи и проверки соответствия параметров намагничивающего импульса условиям намагничивания П М до насыщения.

4.2. Расчет параметров и проектирование согласующих импульсных трансформаторов (ИТ). Согласующий ИТ является наиболее важным и ответственным узлом ИГНУ. Его параметры играют большую роль в формировании импульса намагничивающего тока. Правильный выбор конструкции, размеров и обмоточных данных ИТ позволяет наилучшим образом согласовать одновитковый индуктор с емкостным накопителем энергии, снизить амплитуду размагничивающего выброса вторичного тока, обеспечить необходимые крутизну фронта, амплитуду и длительность намагничивающего импульса.

На основе обобщения длительных исследований была разработана специальная конструкция ИТ, описанная в работах |1,с.43;3;5;14| и хорошо зарекомендовавшая себя как с технологической стороны, так и по условиям удобства и надежности эксплуатации в ИТНУ. В этой конструкции одно-или двухвитковая вторичная обмотка из листовой меди накладывается непосредственно на цилиндрический каркас и имеет пластинчатые выводы в торец трансформатора. Первичная многовитковая обмотка через тонколистовую изоляцию намотана с натягом в несколько слоеп на вторичную. Такая конструкция позволяет исключить специальный защитный бандаж и повышает электробезопасность ИТ.

Основными конструктивными параметрами ИТ являются: коэффициент трансформации к^, размеры и материи магнитопровода, наружный диаметр каркаса (2г0),высота намотки (Л), сечения проводников обмоток, влияющие на электрические параметры схемы

В большинстве случаев вторичная обмотка выполняется одновитковой. поэтому при расчете все величины удобно приводить именно к этой обмотке. Так. выражение для индуктивности рассеяния ИТ, полученное энергетическим методом 11,с.44| имеет вид:

гк+\

А л

к{к+\)

+

2 *

к = I

2 п

(п-к)(п-к + + ±

(4.2)

где ¿0-толшина меди вторичной обмотки; «-число слоев первичной обмотки; к порядковый номер слоя; -толщина к-го слоя намотки первичной обмотки; ¿¿ц+1)-толщина изоляции между слоями первичной обмотки.

Полная индуктивность /,2 одновитковой вторичной обмотки воздушного ИТ определяется аналогично индуктивности одновиткового цилиндрического индуктора по формуле (3.5). взаимная индуктивность, а также полная приведенная индуктивность Ц первичной обмотки находятся из соотношений:

Цг ~ 1-2 ~ = Ц - ¡'о-

При известных параметрах ИТ и ИС расчет переходного процесса в ИТНУ осуществляется на основании системы уравнений (2.8). Эти расчеты и экспериментальные исследования 114] показывают, что основное влияние на параметры намагничивающее импульса оказывают суммарные значения активного сопротивления /?22 11 индуктивности Л22 во вторичной цепи ИТ. На рис.4.2 представлены зависимости параметров импульса намагничивающего тока и коэффициента передачи ИТ по току к1 = 12т / !{,„, рассчитанные но ЭВМ для двух режимов схемы: при наличии шунтирующего вентиля К2 (рис.2.3) и без него при неизменном коэффициенте связи ме^чду обмотками ИТ. Анализ этих зависимостей показывает, что варьируя параметры вторичного контура ИТ и нагрузки, можно менять амплитуду и длительность импульса намагничивающего тока в довольно широких пределах. Наличие максимума в кривых коэффициента обратного поля А'дц - /2 / /тсвидетельствует о возможном неблагоприятном сочетании параметров схемы. Эффективным и простым способом уменьшения коц является подключение вентиля V-, к зажимам первичной обмотки. Таким образом удается снизить амплитуду размагничивающего импульса в 5-6 раз.

Исследованиями установлено, что оптимальным является применение ИТ с разомкнутым мажнтопроводоч из электротехнической листовой стати. При этом удается увеличить амплитуду, длительность фронта и общую длительность

намагничивающего импульса примерно в 1,2 - 1,4 раза при одновременном снижении коэффициента обратного поля более чем в 2 раза по сравнению с воздушным ИТ.

Учитывая, что электрические параметры трансформатора оказывают существенное влияние на форму намагничивающего импульса и что сами по себе они зависят сложным образом от конструктивных параметров (диаметр и высота намотки, число витков, сечение провода), проектный расчет ИТ представляет сооой весьма сложную задачу. В работах [3;8| предложно решение задачи оптимизации конструкционных параметров ИТ на основе методов планирования лхеп.римента. Важной особенностью при этом яатяется наличие отдельных параметров, меняющихся дескретно (сечение провода, число слоев нлмотки). При таком подходе искомая полиномиальная математическая мом~ть 1шеет вид

11 п _

V = ¿0 + У] + £ ¿>ьх,2 + •-• + £ Ьчхч + • • •, (4.3)

(=1 1-1

где Х^ ,... Х^- функции степени у от искомых параметров; У- целевая

функция, в качестве которой использовались параметры намагничивающего импульса (амплитуда, длительность).

Для расчета коэффициентов уравнения (4.3) были разработаны специальные многоуровневые планы, обеспечившие получение адекватной модели. Задача оптимизации решалась путем отыскания максимума одной функции (амплитуды импульса) при наложении ограничения на другую . функцию (длительность переднего фронта импульса).

4.3. Устройство заряда емкостного накопителя энергии. Выбранные предварительно параметры накопителя энергии (С,11 д), позволяют рассчитать зарядное устройство, включающее повышающий трансформатор, регулятор зарядного тока, высоковольтный выпрямитель, коммутирующую и управляющую аппаратуру П,§9|. При расчете установленной мощности выпрямителя и повышающего трансформатора необходимо исходить из характера изменения зарядного тока 13 и частоты следования разрядных импульсов. Для ограничения потребляемой мощности оптимальным считается заряд накопителя постоянным током, при котором обспечивается максимум КПД зарядного устройства Время заряда (/3)накопитеяя определяется требуемой производительностью оборудования и обычно находится в пределах десятков секунд. Оно связано со средним значением зарядного тока 13 соотношением

1} = 72С1У/13 . (4.4)

Максимальная потребляемая мощность при постоянном токе в зарядной цепи с учетом (4.4) определяется выражением

Разработанные схемы зарядных устройств П,§9] основаны на использовании стабилизирующих свойств резонансных контуров, включаемых в зарядную цепь, и имеют большое быстродействие, высокий КПД (0,8 и более), просты и надежны в работе.

5. к •г^сттгт-о: писс;:оз:;срггт;ргеских ПМ в импульсных

полях.

В процессе сборки электродвигателей и других изделий с РЗМ магнитами, а также в процессе их механической обработки и в раде других случаев возникает необходимость полного размагничивания ПМ. По причине технологического разброса гистерезиснъ..: параметров, а также с целью регулировки выходных характеристик изделий с ПМ (ЭДС двигателя, напряжения срабатывания per- и тл.) нередко возникает и друггя задача: осуществление частичного размагничивания ПМ до заданного уровня напряженности их внешнего поля. Эти процессы для РЗМ-кобальтовых и РЗМ-железных ПМ имеют свои специфические особенности и принципиально различаются между собой [1,§11-131.

5. /. Разработка метода и аппаратуры для полного размагничивания РЗМ магнитов. Известно, что предельная симметричная гистерезисная петля РЗМ магнитов может быть получена в медленно меняющемся магнитном поле с максимальной напряженностью порядка 5000 кА/м. Все другие промежуточные петли гистерезиса (непредельные), получаемые в меньших полях, несимметричны. Вследствие этого полное размагничивание таких ПМ практически невозможно осуществить в обычных условиях путем воздействия знакопеременного магнитного поля уменьшающейся амплитуды напряженности, как это обычно делается при размагничивании ПМ из других материалов (литые кобальтовые, оксидные, металлокерамическне и т .п.)

Полное размагничивание РЗМ магнитов часто осуществляется путем нагрева их до температуры Кюри, но этот способ имеет существенные недостатки, связанные с частичной необратимой потерей магнитных свойств материала вследствие возможных структурных изменении, а также из-за интенс. з:;ого окисления nosepxHOCTHcro слоя и появления трещин внутри объема ПМ . Так, необратимые потери индукции ПМ, связанные с эвтектоиглым распадом соединения SrnCo5 и окислением поверхности при нагреве до температуры 600-650"С, как показали исследования Сергеева В.В. и Булыгиной Т.И., могут достигать 20%. Они обусловлены в основном необратимым уменьшением коэрцитивной силы материала. В то же время при кратковременном нагреве таких ПМ до 500 С° необратимые потери индукции не превышают2%.

Поиски других более эффективных способов полного размагничивания РЗМ магнитов привели к разработке комбинированного метода |1,стр.55-57;6;7;15],. заключающегося в одновременном воздействии на ПМ нагрева и знакопеременного магнитного поля убывающей амплитуды. Комбинированный метод размагничивания основан на явлении обратимого уменьшения коэрцитивной силы магнитотвердых материалов с увеличением температуры. Так, для ПМ из материала SmCo5 коэрцитивная сила Нем линейно снижается с ростом температуры примерно до 300°С, а при температуре около 460°С приближается к нулю. Проведенные экспериментальные исследования показали, что одновременно с этим гистерезисные петли РЗМ становятся симметричными в сравнительно слабых полях и т.о. создаются условия для irx полного рамапшчивания при воздействии медленно затухающего магнитного поля. На

ряс.5.1 представлены экспериментальные зависимости температуры нагрева образцов из сплава КС-37 от начальной амплитуды размагничивающего поля Ято рля рахличных значений степени размагничивания ПМ, характеризующейся коэффициентом к р - Вк / Впач. Из этих зависимостей следует, что полное размагничивание ПМ из материала БтСо5 (кр—0) может быть достигнуто при различных соотношениях температуры нагрева и начальной амплитуды знакопеременного затухающего импульса напряженности магнитного поля.

Интересно отметить, как показано в [6,7], что с помощью комбинированного мен ода можно также намагничивать РЗМ магниты до насыщения в слабых полях и восстанавливать их свойства, утраченные при отжиге. Так, полностью размагниченные ПМ из соединений БтСо$ вновь намагничиваются до прежнего уровня, если их быстро нагреть до температуры, близкой к точке Юори, и затем резко охладить яо комнатной температуры в сравнительно слабом стационарном магнитном па;е с напряженностью около 450 кА/м, значительно меньшей их коэрцитивной силы.

Разработанный комбинированный способ полного размагничивания РЗМ магнитов реализован в специальных импульсных установках термомагнитного размагничивающего действия 110; 11 ;15;63|. Структурная схема термомагнитного разма) ничивюшсго устройства (ТМРУ) приведена на рис.5.2. Функционально ТМРУ делится нт три основные часта: электромагнитную (зарядное устройство ЗУ, емкостной накопитель энергии ЕНЭ, коммутатор К и индуктор И); термическую(регулятор тока РТ, нагревательный элемент НЭ, датчик температуры ДТ) и систему управления и контроля.

Конструктивно термомагнитный и импульсный блоки размешены в отдельных корпусах. Рабочая камера охватывается одновременно нагревателем и соленоидом-индуктором. Нагреватель состоит из двух спиральных элементов, расположенных коаксиально с индуктором внутри и снаружи последнего, что повышает скорость выхода термоблока на номинальный режим и обеспечивает более равномерное распределение температуры в рабочем объме.

Размагничивающий, импульс насчитывает 5-7 периодов затухающей синусоиды. Начальная амплитуда импульса может регулироваться в широких пределах (от 0 до 600 кА/м)- Это позволяет использовать ТМРУ для размагничивания ПМ практически.»« любых материалов (РЗМ, оксидных, литых, метадлокерамическлх). Регулятор температуры обеспечивает ее поддержание с точностью ± 2°С, что позволяет использовать ТМРУ также для целей остаривания ПМ методом длительного прогрева при заданной температуре.

5.2. Разработка метода и аппаратуры для частичного размагничивания ПМ. Частичное размагничивание ПМ до заданного уровня (регулировка, калибровка) обычно осуществляется путем последовательного приложения ряда циклов размагничивающего поля, значение которого каждый раз увеличивается, а состояние ПМ после каждого цикла контролируется. Известные способы частичного размагничивания ПМ разработаны преимущественно для - литых магнитов типа ЮНДК, имеющих нелинейную зависимость В(Н) спинки петли гистерезиса, и практически не могут использоваться для РЗМ магнитов.

В работах |1, с.57-59;78;8б]пРеДложен метод частичного размагничивания РЗМ магнитов и изделий на их основе с применением импульсных магнитных полей.

Особенность процессов частичного размагничивания редкоземельных ПМ п импульсных полях состоит в том, что кривая размагничивания ПМ заранее не известна. Перед размагничиванием обычно задана точка исходного состояния ПМ {В,шч, или М нач ) и конечное значение индукции Вк или намагниченности М% . Переход из начального состояния в конечное должен осуществляться путем подачи серии импульсов размагничивающего поля, амплитудз которого увеличивается по некоторому закону. При этом главными критериями оптимальности этого закона являются скорость сходимости процесса и точность достижения заданного уровня.

Поскольку амплитуда напряженности магнитного поля в индукторе прямо пропорциональна начальному значению напряжения на конденсаторной батарее, то, обеспечив необходимый закон изменения начального напряжения заряда конденсаторов в импульсной установке, будем иметь требуемую зависимость амплитуды импульса размагничивающего поля в функции состояния ПМ (его внешнего поля или намагниченности). В работах |1, §11;78| предложен способ частичного размагничивания ПМ, реализующий алгоритм формирования размагничивающих импульсов по линейному закону, согласно которому напряжение заряда батареи конденсаторов в ¡-м цикле размагничивания определяется по формуле:

и* = ^(/-1) + (Я/-1 'Вк)у (5.1)

где индукция, определяющая состояние ПМ после воздействия (М)-го размагничивающего импульса; рд- угол наклона ступенчатой кривой рис.(5.3).

Значение <р§ определяется выбором величины первого импульса (£/^) и влияет как на скорость сходимости процесса, так и на точность достижения заданного уровня размагничивания. В целях увел)тчения последней может выбираться переменным в процессе частичного размагничивания.

В |86] предложен алгоритм, основанный на предварительном изм^енин кривой размагничивания с последующим определением требуемой амплитуды размагничивающего импульса и корректировкой состояния ПМ дополнительным импульсом. Этот способ обеспечивает частичное размагничивание ПМ до заданного уровня с более высокой производительностью, но более сложен в реализации, т.к. требует применения специального импульсного измерителя кривой размагничивания в некоторых условных единицах.

Структурная схема устройства, реализующего процесс частичного размагничивания по алгоритму (5.1) приведена на рис.5.4. Эта установка относится к типу трансформаторных И НУ г, содержит ИТ с набором сменных индукторов И. Для контроля состоят.я ПМ в ИС установлен зонд ' с преобразователем Холла, сигнал которого поступает в измерительное устройство ИУ. Технические характеристики таких установок приводятся в |1,§13;28;33| и в разделе 7 настоящего доклада.

Частичное размагничивание ПМ в составе готовых изделий с помощью специальных И С |65;75| позволило создать импульсное оборудование для регулировки выходных параметров таких изделий, например, поляризованных реле. Система управления установок частичного размагничивания ПМ и регулировки изделий на их основе выполняется на базе микроЭВМ [1, §4].

6. Контроль параметров в к;лпульс№4х полях.

6./. Индукционные измерители импульсных магнитных полей(ИИМП).Ъ процессах импульсного намагничивания, частичного размагничивания и контроля ПМ возникает необходимость измерения индукции и напряженности импульсного магнитного поля. Применительно- к импульсным полям миллисекундного диапазона длительностей с амплитудой индукции порядка нескольких Тесла преимущество остается за индукционными датчиками, отличающимися высокой линейностью характеристик, доступностью и простотой изготовления, надежностью в работе.

В [1,§15;17] разработаны основные принципы построения, расчета и анализа погрешностей индукционного ИИМП применительно к ИТНУ. Эквивалентная схема индукционного ИИМП представлена на рис.6.1. Здесь , ^, С0-сосредоточенные электр '.{ческие параметры индукционного датчика, причем в параметр Сд включена также емкость кабеля, соединяющего датчик с интегратором. Согласующее сопротивление равно волновому сопротивлению кабеля. /?5 -сопротивление утечки конденсатора С} в обратной связи операционного усилителя ОУ.

Расчет индукционного ИИМП сводится к установлению связи между входным сигналом В(|)-индукиией измеряемого импульсного магнитного подл и выходным сигналом интегратора 11вых (/). При этом переходная функция индукционного датчика:

^(^/¡ос^'апа,^ (6.1)

где Нр^Ю/щЦ>С0; = Ир / (21р) +1 / (2ад);

ж*з*4/(ЛЗ + А*); Я = л6/(Л0 + Л6).

Переходная функция интегратора:

/г2(/) = К2( (6.2)

где К2 = Щ / Л4- коэффициент усиления; Т2 = Я5С1-постоянная времени интегратора.

Входной сигнал датчика представляет собой импульс намагничивающего поля индуктора, который равен

5(/) = */;р0/2(/) , (6.3)

где кн -эффективность индуктора по полю; /?(/)- ток в индукторе при подключении к ИТНУ (в соответствии с (2.9)).

Напряжение на выходе интегратора рпс.6.1 можно получить с помощью интеграла Дюамеля. При этом пешинтегральное выражение можно упростить, полагая а> 1 » /?0, ¿>| » |сг2 ¡; 5] >>|а||.. Окончательно получается следующее упрошенное выражение:

: (/) = ^0{ s(0 - sinß0t -

-ctg^cos^ + ^'j + ^A

k02 + ß02

: (sin+ k0ctgif/0) + (k0 -fcctgp^cosßot)-

+ -t/Ti _ g ~ g

_ P'4Jг

К2 +ß02

(6.4)

= a2 + 1 / Г2; к = а, + I / Г2; а0 = Я(А + 1^/1^; W0 = [K2WS)/T2 -

-чувствительность ИИМП; ^ , щ - постоянные, входящие в выражение (2.9). Анализ- выражения- (6.4) показывает, что оно обеспечивает достоверность в три ачащие цифры, что вполне приемлемо для практических целей и при анализе 1нам1гческих погрешностей. Разделив (6.4) на IVq, получим выражение для меренной индукции в виде

, (6.5)

г £■[(/) и Ej (/)-составляющие динамической погрешности индукционного 4МП, обуслоаленные различными причинами. Основная составляющая намической погрешности €\, обусловленная несовершенством самого дукционного датчика, равна

£,(/) = -a(y>LkHßl)Al\eai'ß(i{b\nß<lt - ctgy/0 cosß0t) +

' (6.6)

+ a,ea<'

полнительная составляющая динамической 'погрешности, обусловленная совершенством интегратора может быть получена из сравнения выражений >) и (6.5). Полная формула для расчета дополнительней динамической решности приведена в [1, уравнение (5.3)] и имеет вид:

*2</) - ^^{vp^-lsm Ai(Mgyo + A) +

'2 1*0 + Л)

ßpcigwa ~ ¿0 r-t/Ty _

- cos/?0K*o - A>cfc Vo)] + —

_ g-t/Tj

(6.7)

Из (6.6) и (6.7) видно, что как основная, так и дополнительная динамические погрешности зависят от параметров импульса напряженности измеряемого магнитного поля {Ai, fa, щ, а^ ,ßo )• В то же время основная составляющая погрешности зависит от параметрог индукшонного датчика (а0,Я), а дополнительная - от параметров интегратора (7^ ,к0,к).

На рис.6.2 представлены временные зависимости измеряемого импульса B(t) и динамических погрешностей, рассчитанные в относительных единицах по выражениям (6.6) и (6.7). Из этих выражений можно получить формулы для расчета максимальных значений основной и дополнительной составляющих динамической погрешности в виде:

= а0Л(а,-ß0cig4/0)kHfi0Al, (6.8)

e2nax*kHßüA Гб.р;

Формулы (6.8) и (6.9) дают несколько завышенные значения, но просты и удобны для предварительной оценки точности индукционных ИИМП, используемых в составе с И НУ или с ИТНУ.

Расчеты погрешностей для конкретных значений параметров импульсных намагничивающих установок и разработанных индукционных ИИМП показывают, что максимальная суммарная динамическая погрешность находится в пределах (0,4-1)%.

6.2. Основы теории контроля параметров ПМ в разомкнутой цепи в импульсном поле. Появление РЗМ магнитов, неуклонное совершенствование технологии их изготовления и достигнутые значения гистерезисных параметров

[На, >2ШкА/м, {ВН)тах > 160fc£bc / JVJ3 j привели к тому, что

значительная часть магнитометрической аппаратуры, основанной на использовании замкнутой цепи электромагнитов, оказалась не способна обеспечить удовлетворительную точность определения параметра Нем из-за насыщения магнитной цепи {34J. Погрешности, обусловленные насыщением магнитной цепи, практически неустранимы. Устройства с замкнутой магнитной цепью также практически непригодны для использования их в целях контроля гистерезисных параметров ПМ со сформировавшимися свойствами, но механически необработанных, и ПМ сложной формы, например секторов и колец с радиальной текстурой. В то же время необходимость производственного

онтроля готовых ПМ не вызывает сомнений из-за большого разброса свойств !ЗМ магнитов даже в пределах одной партии.

В работах [1,§16;25;30;34] дано развитие и дальнейшая разработка метода азомкнутой цепи применительно к контролю РЗМ магнитов сложной формы в мпульсных магнитных полях. Метод основан на предположении совпадения

[аправления внешнего поля _с осью легкого намагничивания образца ПМ и

оллениарности векторов В, Н. И М в каждой точке объема образца. В этом лучае получаем соотношения

Измерение индукции В образца, а также напряженности внешнего поля Не, ходящих в уравнения (6.10),(6.11) могут быть выполнены для однородного ллипсоида с достаточно высокой точностью с применением описанного выше ндукиионного ИИМП. Если форма образца испытуемого ПМ отличается от ллипсоида, или материм образца неоднороден по своим магнитным свойствам, о возникает некоторая неопределенность в самом понятии размагничивающего ¡актора N и неоднозначность в его определении |1,с.73;34]. Это обстоятельство казывается на увеличении погрешности определения напряженности Н в оответствии с уравнением (6.11), т.к. намагниченность М образца может быть пределена на основании непосредственных измерений с помощью нфференциальных индукционных датчиков без использования уравнения (6.10). 1рн определении напряженности Н в уравнении (6.11) используется понятие ¡агнитометрического коэффициента размагничивания /Уя|34,§3л |, зрактеризующего среднюю напряженность внутреннего поля в объеме образца, 'читывая сложный характер распределения намагниченности в реальных бразцах ПМ, данное представление является приближенным.

Обоснование возможности испытаний РЗМ магнитов в разомкнутой цепи с спользованием их коэффициентов размагничивания основывается на том, что в ределах кривой размагничивания дифференциальная магнитная проницаемость тих материалов меняется незначительно, а ее максимальные значения остигаются при полях, близких к Нсм. Кроме того РЗМ отличаются высокой дно^сной магнитокристаллической анизотропией и это способствует однородной риентации намагниченности ПМ и снижает зависимость их коэффициентов азмагничивания от форм ПМ.

При контроле кривой размагничивания РЗМ в разомкнутой цепи удается чачительно расширить пределы изменения Н и повысить точность измерений в бласти магнитных полей большой напряженности (в диапазоне Нсв - //) по равнению с измерениями в замкнутой магнитной цепи для таких же ПМ. В то ;е время коэрцитивная сила РЗМ является его наиболее важным гистерезисным араметром, который определяет эффективность работы ПМ в системе, его стойчивость к размагничивающим факторам. Значение коэрцитивной силы РЗМ зрактеризует качество технологического процесса изготовления ПМ.

Использование импульсных полей в системах контроля параметров ПМ вносит дополнительные методические погрешности. Эти погрешности прт измерении усредненных значений В, Н, М в образце зависят от степеш проявления эффектов магнитной вязкости и вихревых токов в объеме образца.

Исследование машитной вязкости РЗМ-кобальтовых материалов по методик« Поливанова К..М. позволяет в первом приближении считать, что I рассматриваемом мнлл и се :;у ндном . диапазоне длительности импульсог размагничивающего поля магнитная вязкость не вносит существенно; погрешности в точность измерения кривой размагничивания.

Проведенные автором исследования [1,§1,§6;34,§1] показали, что подбором параметром импульса внешнего поля можно существенно ослабить влияние вихрееш: токов на неоднородность намагничивания испытуемого образца и: РЗМ. Даже при достаточно коротких импульсах (/0=5,2л«с) с крутые фро;пом(/от ~ 2мс) различие динамических и статических кривы> размагничивания находится в пределах 7%, оставаясь соизмеримым с суммарно/; погрешностью измерений. При этом малые значения параметра g(6,01-0,07). рассчитанные для этого режима, подтверждают слабое влияние вихревых токов н: происсс контроля ПМ в импульсных полях такой длительности.

Имеющиеся недостатки импульсного метода контроля параметров ПМ е разомкнутой цепи в значительной мере перекрываются его достоинствами; простотой получения сильных магнитных полей, удобством эксплуатации, малой потребляемой мощностью, хорошими массо-габаритными показателями оборудования. высоким быстродействием. Важным дополнительным преимуществом ягляется также возможность контроля ПМ сложных форм при условии применения импульсного трансформаторного намагничивающего оборудования с одновитковыми индукторами .

В импульсном методе с применение разомкнутой магнитной цепи контрол! гистерсзисиых параметров ПМ может производиться как на предварительно намагниченных до насыщения образцах, так и без предварительного намагничивания. Во втором варианте импульс поля должен иметь две полуволны: намагничивающую и размагничивающую. При этом может быть получено значение параметра Вг, а также снята кривая первоначального намагничивания 1! вся кривая размагничивания.

Принцип построения импульсного коэрцитиметра с ИС разомкнутого типе иллюстрируется рис.6.3, на котором представлена его структурная схема, содержащая три канала измерения: канал внешнего намагничивающего поля Не, капал намагниченности М и, канал индукции поля в образце В, сигналы пс которым от индукционных датчиков ИД1-ИДЗ через интеграторы поступают г вычислительное устройство ВУ, роль которого можег выполнять либс специализированное микропроцессорное устройство, либо серийная микроЭВМ. Принципы выполнения индукционных датчиков, их размещения в ИС, а также калибровки каналов рассмотрены в[1,§16].

6.3. Индукторные системы разомкнутого типа для импульсных коэрцитиметров При контроле ПМ со сложной пространственной текстурой материала внешнее намагничивающее поле должно иметь конфигурацию, соответствующую этот структуре. Составляющая поля индуктора в направлении легкого намагничивание

бразца должна быть по возможности одинаковой во всех точках рабочего объема целях снижения методической погрешности измерений. Такие магнитные поля

заданной пространственной ' конфигурацией могут быть получены путем оответствующего выбора формы токоведущих частей витков индуктора и их юперечного сечения.

В [1,§17] предложена конструкция такого индуктора для создания однородного юля при испытании цилиндрических, призматических и кольцевых ПМ с осевой укстурой материала. Индуктор представляет собой одновитковый соленоид, 1меющий утолщения в верхней и нижней частях витка. Обшая площадь ¡адиального сечения витка выбирается из условий обеспечения необходимых лектрическнх параметров.

Разработаны также конструкции индукторов для контроля гистерезисных гараметров радиально текстурованных РЗМ-кобальтовых секторных и кольцевых 1М [1,§17;821- Такие индукторы состоят из двух параллельных кольцевых витков ложного сечения. Расчеты полей численными методами показывают, что 1еравномерность радиальной составляющей поля в пределах рабочего объема вставляет 3-5%. При этом осевая составляющая поля не превышает 30% от >адиальной в рабочей зоне индуктора. Разработанные индукторы импульсных соэрцитиметров имеют встроенные катушки индукционных датчиков, которые шбо жестко связаны с витками индуктора, либо намотаны на специальный саркас, вставляемый вместе с испытуемым образцом ПМ.

Для контроля свойств ПМ простой формы (призмы, цилиндры, лиски) в табораторных условиях целесообразно в качестве индуктора использовать дноговитковый соленоид в сочетании с бестрансформаторной ИНУ ¡30). Зостоинством многовигкового соленоида является высокая однородность магнитного поля в рабочей зоне, а недостатком- низкая производительность •сонтроля ПМ из-за быстрого нагрева соленоида, если не применять специхчьных пер для его охлаждения.

На рис.6.4 приведены кривые размагничивания, полученные на установках ГКМГП: а)-для ПМ из материала КС-37Ав виде призмы 40x40x8 (кривая 1), гектора 60x40x10x120° с радиальной текстурой (кривая 2) и б)-для ПМ в виде призмы 40x40x10 из материала РеШВ.

7. Технические характеристики опытно-вромышеиных образцов импульсного технологического оборудования и вентильных электродвигателей с постоянными магнитами.

7.1. Установки импульсного намагничивания. Под руководством и при непосредственном участи автора разработано и освоено в опытном производстве АО ВНИИР за период с 1980г. более десяти различных типов ИНУ и ИТ НУ. 3 целях промышленного освоения производства новых типов вентильных электродвигателей с высокоэнергвтическими ПМ разработаны специальные ИНУ с индукторами для намагничивания ПМ в составе роторов вентильных электродвигателей: УИН-30 для намагничивания роторов вентильных электродвигателей серии 4С2П; УИН-32 для намагничивания роторов двигателей типа ДВУ; УИН-34 для намагничивания роторов вентильных двигателей типа 2ДВУ, ДВМ, 2ДВМ; УИН-25-для роторов вентильньг- электродвигателей серии ДБМ 110;24;29;40;43;48;52;53;56;57].

___Таблица 7.1

пара-\тип метры\ИНУ УИН-30 УИН-32 УИН-34 УИН-50 УИН-100

Максимальн. энергия, кДж 2,5 7,2 34 67 27

Максимальн. напряжение ЕНЭ,В 1000 2000 3000 5000 3000

Максимальн. разряд, ток кА 4 8 50 100

Произвол, при шах. энергии, (разр./мин) 8 3 2 1 0,5

Потреб, мощность ,WBA 0,5 0,8 2 2 20

Масса, кг 180 250 480 680 350

Габариты, мм 1020x800* 1200 700x600* 1500 1400x600/ 1800 1200х800х 1800 1200х1000х 1800

Согласующий трансформ. с разомкн. магнитопр.

Коммутатор Тиристор Тиристоры Игнитрон Игнитрон Тир'истор

Предприятия -разработчики ВЧИИР ВНИИР ВНИИР ВНИИР ЦНИИА

Этими установками оснащены предприятия электротехнической отрасли занимающиеся разработкой и производством современных вент., льны) электродвигателей: ВНИИэлектромаш, г.С.-Петербург; ВНИПТИЭМ г Владимир; ПО "УКРОЭЛЕКТРОМАШ", г.Харьков; НИИ Электромаш, г. Ереван ДЭМЗ,г.Днепропетровск; Машиноаппарат, г.Москва; ВНИИЭМ, г.Москва ВНИИР, г. Чебоксары; ЭГЗ, г. Сарапул. В табл. 7.1 приведены основные технические характеристики установок, предназначенных для намагничивать роторов вентильных электродвигателей с ферритовыми и редкоземельными ПМ Все установки эксплуатируются на перечисленных предприятиях в течение нескольких лет и зарекомендовали себя, как надежное, эффективное и удобное I эксплуатации оборудование, позволившее наладить промышленный выпуск новых современных отечественных вентильных электродвигателей с ПМ.

Установка УИН-30 позволяет получить знакопеременный затухающий импульс для полного размагничивания ферритовых ПМ. В режиме намагничивания обеспечивается однополярный импульс для намагничивания роторов малых V средних машин типа 4С2П с ферритовыми ПМ.

Установка УИН-32 предназначена для намагничивания роторов двигателей серии ДВУ с ферритовыми ПМ, комплектуется набором сменных многовитковь:> индукторов с магнитопроводом. В установке имеется блок контроля уровне намагничивания роторов по полюсам. Установка УИН-32, также как и УИН-30. конструктивно выполнена в одном шкафу.

Установка УИН-34 имеет значительно более высокую энергоемкость и предназначена для намагничивания малых и средних роторов с РЗМ магнитами Конструктивно выполнена из двух стоек, в одной из которых размещается

конденсаторная батарея, а в другой - силовые элементы и аппаратура управления и контроля. Установка УИН-34 может комплектоваться дополнительным блоком с согласующим импульсным трансформатором.

Установка УИН-50 предназначена для намагничивания в сборе крупных роторов с РЗМ магнитами вентильных двигателей судовых установок и была разработана по заказу ПО ЭЛЕКТРОСИЛА, г. С.-Петербург. Она укомплектована специальными высоковольтными импульсными конденсаторами для обеспечения необходимой энергии накопителя. Установка была испытана при намагничивании крупногабаритных блоков ПМ из материала FeNdB.

Дальнейшим развитием идеологии конструирования импульсного намагничивающего оборудования явилось создание серии источников импульсного тока, которые предназначены для комплектования различных типов оборудования: намагничивающего, размагничивающего, контролирующего[57]. В табл.7.2 приведены технические характеристики этих источников, а также параметры отечественных и зарубежных аналогов известных фирм.

Сравнительный анализ импульсных установок, разработанных АО ВНИИР, ИНИИА, MAGNET PHYSIK и LDJ показывает, что оборудование, разработанное под руководством и при непосредственном участии автора в АО ВНИИР, не уступая аналогам по энергии и разрядному току (УИН-34,ИИТ-3000), имеет значительно меньшую потребляемую мощность, существенно меньшие габариты л массу, проигрывая лишь по оснащенности измерительной и вычислительной шпаратурой.

Таблица 7.2.

ИИТ- ИИТ- ИИТ- ИИТ- IM- 6500

Гип источника 500 1000 2000 3000 32030

к!ах.энерг,кДж 0,4 4,5 12 34 32 30

4ах.напряж,В 500 1000 2000 3000 3000 600

Лах.ток, кА 1 1.5 8 50 30 50

1 роизвод. при юх.энерг. разр./мин 30 8 3 2 3 3

4асса, кг 60 120 230 410 1500

1сточник питания однофазн. сеть. 220В, 50гц 3x380 220В./50А

¡отреб.мошн, хВА 0,6 0,8 1,5 2 21 И

абарнтн.размер лнна.м 0.4 0,7 0,7 0,9 1,86 0.5

Зиринс.. м 0,6 0,6 0,6 0,6 0,84 1.5

ысота, м 0.52 1,2 1.2 1.6 1,8 1.8

редприятие-зготовнтель АО ВНИИР АО ВНИИР АО ВНИИР АО ВНИИР MAGN ЕТ-PHYSIK LDJ

7.2. Установки по.того и частичного размагничивания. В качестве примера в бл.7.3. приведены технические характеристики двух типов установок для итого размагничивания РЗМ и других ПМ|7;15;21;29;53]. В этих установках алнзован комбинированный метод размагничивания РЗМ магнитов путем повременного воздействия импульсного затухающего знакопеременного 1ГНИТНОГО поля и нагрева до температуры, значительно ниже точки Кюри

|63;69). Установки имеют прецизионные регуляторы температуры, обеспечивающие достаточно быстрый выход на режим (30-40 мин) и точность поддержания температуры ±2°С.Контейнер для размещения ПМ выполнен из нержавеющей стали, имеет защищенную конструкцию и штуцер для подвода инертного газа слабого избыточного давления.

В установке типа ТМРУ-3 соленоид и нагревательный элемент расположены коаксйагйлто друг другу и охватывают контейнер. Установка ТМРУ-5 имеет раздельное расположение ш^цуктора (соленоида) и нагревателя. После нагрева до заданной температуры контейнер с ПМ перемешается в соленоид и включается разйаЕгШчиваюший импульс.

Установки частичного размагничивания ПМ до заданного уровня |29;36;43], реализующие способ [78], представлены в табл.7.4. Установки могут работать, как в ручном, так и в автоматизированном режиме с управлением от микроЭВМ.

=_^ _____Таблица 7.3.

Тип установки ТМРУ-3 ТМРУ-5

Максим,энергия, кДж 2,5 2,5

Максим, напряжение,В 1000 1000

Максим..температура. °С 500 500

Точность поддержания 1°С ±2 ±2

Макс, размеры ПМ, мм 45x150 35x120

Производительность кг/час 3 2.5

Остаточное поле ПМ, Тл <0.01 <0.01

Габаритные размеры, м 1,2x0,6x0,6 0,8*0,45x1,5

Потребляемая мощность, кВА 2,8 2,8

Таблица 7.4

Тип установки ТРЭ-23 ТРЭ-27 . | УРП-29

Энерюсм кость, кДж 12,5 7

Максим, напряжение,В 2500 2500 2500

Степень размагничивания, % 25 40 40

Точность контроля уровня, % ±2,5 ±2,5 ±2.5

Вил ПМ РЗМ призмы, диски кольца и сектора с радиальной структурой регулировка изделий с ПМ

Потребляемая мощность. кВА 1,0 0,8 0.5

Габаритные размеры, м 1,5x0,8x1,0 1,2x0.8/1.0 1,2^0,5x1

Масса, кг 380 300 430

7.4. Установки контроля ПМ в импульсных полях. На основе принципе! изложенных в работах [1,§16;13;25], разработана серия установок типа ТКМГП предназначенных для производственного и технологического контрол параметров высокоэнергетических ПМ на образцах сложной формы (призмь диски, кольца, сектора с осевой и радиальной текстурой материала Измерительно-регистрирующая часть выполнена на базе микроЭВМ типа .1ВМ, также, компьютеров отечественного шшзводства (ДЗ-28; ДВК-3 и др.). Установк выполнены на базе импульсного источника типа ИИТ3000. данные котором

иведены в табл. 7.2. Программное обеспечение для ТКМГП-8 выполнено вместно с группой доктора Е. Задрожного УЕЬ, г.Варшава). Установки типа ТКМГП-2, ТКМГП-4, ТКМГП-5 предназначенные для нтроля РЗМ магнитов сложной формы, описаны в рвботах [1,с.83;25;28;30|. чнические характеристики этих установок приведены в табл.7.5.

Таблица 7.5.

'ип установки ТКМГП-2 ТКМГП-4 ТКМГП-5 ТКМГП-8

Максим. энергия акопителя, кДж 18 32 32 34

иски,кольца 040x10 050x10 050x10

ризмы 40x40x10 40x40x12 50x50x12 40x40x12

:кторы с радиальной ¡кстурой 60х40х10х 120 60х40х10х 90° 60x40x10* 120°

ип упрашгяющей ЭВМ ДЗ-28 ДЗ-28, ДВКЗ - .гам рсхт

роизводителыюсть гг/час 40 30 60 30

отребляемая ошность. кВА 1,1 1.5 1.5 1,6

ределы энтролируемых 1раметров: г,Тл 1,2 1500 1,2 2400 контроль отдельных точек кривой, размагничивания 1,2 1600

овторяемость ■зультатов. ±3,5% ±3% ±2,5% ±2,5%

юариты, м 1,5x0,7x0,7 2,3x0,7x1,6 1,5x0,7x0,7 2,3x0,7x1,6

асса. кг 650 600 650 650

■шний вид, конструктивное исполнение и дополнительная информация по шовкам контроля ПМ приведены в приложении 3.

'. Вентильные электродвигатели с возбуждением от редкоземельных ПМ. Под оводством и при непосредственном участии автора в АО ВНИИР разработаны освоены в опытном производстве отрезки серий нового поколения окомоментных бесконтактных вентильных электродвигателей с возбуждением 1М типа К.С-37 и Ш-Ре-В 131;41;47;51;54|. Двигатели типа ДВМ {301 имеют нцевое исполнение с присоединительными диаметрами 55, 85 и 115 мм. гатели снабжены встроенными магнитоэлектрическими тормозами с РЗМ нитами, расположенными в переднем щите двигателя. На заднем шите тотся комплексный датчик ПДФ-8, включающий в себя бесконтактный >генератор типа ТС-45, датчик положения ротора и фотоэлектрический

путевой датчик с числом импульсов до 1250. Разработка двигателей ДВ№ выполнена совместно с ВНИИЭлектромаш под руководством Овчинникова И.Е.

Дальнейшим развитием этого отрезка серии вентильных двигателей явилис! двигатели типа 2ДВМ [51;54|. Технические параметры даны в приложении 4.

В ¡47] представлена разработка вентильных электродвигателей типа ЗДВ1У дискооои конструкции, предназначенных для бытовых механизмов.

В настоящее время под руководством автора во В НИ ИР по заказу ПТС Автоваз проводится работа по созданию и освонию специальных вентильныз электродвигателей укороченного исполнения, предназначенных ДЛ5 электроприводов сварочных роботов. В табл.7.6 приведены основные технически« характеристики двух типов вентильных двигателей этой серии.

Таблица 7.6.

Тип Номинальн- Максим. Присоед. Длина, мм Масса, кг

двигателя ый частота диаметр

момент.Нм об/мин Фланца, мм

4ДВМ-4.7 4.7 3000 165 362 10

4ДВМ-27 27 3000 300 410 40

Заключение

Наложенные в представленных к защите работах автора научно обоснованные технические решения в области разработки и создания нового технологического оборудования для намагничивания и контроля высокоэнергетических ПМ позволяют сделать следующие основные выводы.

¡. Предложены >. доведены до практической реализации методика и принципы построения импульсных электротехнологических комплексов для намагничивания, размагничивания и контроля новых высокоэнергетических ПМ. обеспечивших освоение производства отечественной промышленностью современных бесконтактных быстродействующих вентильных электродвигателей, предусмотренное программой ГКНТ 0.16.10 и рядом других решений и постановлений Правительства.

2. В процессе разработки импульсного технологического намагничивающего обор- дования получены новые технические решения в области одновитковых индукторных систем для обеспечения сложных видов намагничивания ПМ, роторов электродвигателей, приборов и других электротехнических изделий.

3. Разработаны и углублены методы расчета процессов импульсного намагничивания редкоземельных ПМ -в разомкнутых ИС и с замкнутым магнитопроводом, а также создана методика расчета и проектирования импульсного намагничивающего оборудования трансформаторного типа.

4. Разработан комбинированный метод полного размагничивания редкоземельных ПМ, основанный на одновременном воздействии нагрева и знакопеременного затухающего магнитного поля. На основе этого метода создано новое технологическое оборудование для полного размагничивания ПМ из любых материалов.

5. Разработан новый способ частичного размагничивания высокоэнергетических ПМ и изделий на их основе и создано высокопроизводительное автоматизированное оборудование, реализующее этот способ.

6. Развит новый метод контроля гнстерезисных параметров в импульсных полях и разомкнутой магнитной цепи применительно к высокоэнергетическим редкоземельным ГШ. Создано новое импульсное контролирующее оборудование с управлением от микроЭВМ, позволяющее проконтролировать гистерезисные свойства редкоземельных и других ПМ сложных форм.

7. Разработаны и освоены в производстве отрезки серий нового поколения бесконтактных вентильных электродвигателей (ДВМ,2ДВМ,ЗДВМ,4ДВМ) с возбуждением от высокоэнергетических ПМ, предназначенных для современных быстродействующих электроприводов подачи станков и промышленных роботов.

СПИСОК ПЕЧАТНЫХ РАБОТ И ИЗОБРЕТЕНИЙ ПО ТЕМЕ ДОКЛАДА

Научная монография .

!. Нестерин В.А. Оборудование для импульсного намагничивания и контроля постоянных магнитов.// М: Энергоатомиэдат,1986. - 88с.

Научно-технические статьи .

2. Михайлов Ю.А., Нестерин В.А., Носов АЛ., Романенко И.Н., Попова Н.Я. К вопросу выбора индуктора для установки реверсивного намагничивания. // В кн.: Вопроси анализа и синтеза электрических цепей и устройств с электронными приборами. Чебоксары: Чуваш, гос.ун-т, 1974, вып. 1, с. 135-142.

3. Васильева В.Я., Коренева А.Д., Мироноз П.С., Нестерин ЗА. Оптимизация конструкционных параметров импульсного воздушного трансформатора на основе теории планирования эксперимента и ЭВМ. // В кн. Вопросы анализа и синтеза электрических цепей и устройств с электронными приборами. Чебоксары: Чуваш, гос. ун-т, 1976, вып. 2, с. 102-112.

4. Васильев В.В., Кудрявцев А.И., Нестернн ВЛ., Шапиро И.Г. Намагничивание радиально-текстурованных кольцевых магнитов и их испальзоавние в фокусирующих системах. // В кн: Вопросы анализа и синтеза электрических цепей и устройств с электронными приборами. Чебоксары: Чуваш, гос. ун-т, 1976, вып. 2. с. 128-131.

5. Васильев В.В., Михайлов Ю.А., Нестерин ВА К вопросу расчета взаимной индуктивности многослойного импульсного воздушного трансформатора. // В кн.: Анализ и синтез электрических устройств с электронными приборами. Чебоксары: Чуваш, гос. ун-т, 1976, вып. 3, с. 174-182.

6. Васильев В.В.. Михайлов Ю.А., Нестерин В.А., Кудрявцев А.И., Шапиро И.Г. К вопросу намагничивания сверхвысококоэрцитивных материалов в слабых полях при повышенной температуре. // Там же, с. 183-190.

7. Нестег ih В.А., Васильев В. В., Михайлов Ю.А. Намагничивание и размагничивание сверхвысококоэрцитивных материалов с применением нагрева. //Электротехника, 1977, N 10, с. 46-48.

8. Васильева В.Я., Круг Н.К., Нестерин ВА. Использование многоуровневых планов для решения задач оптимизации при дискретном изменении параметров. // В кн.: Анализ и синтез элеюрнческих цепей и устройств с электронными приборами. Чебоксары: Чуваш, гос. ун-т, 1977, вып. 4, с. 74-77.

9. Васильев В.В., Михайлов Ю.А., Нестерин ВА К вопросу намагничивания постоянных магнитов из материала типа SmCo5 // Там же, с. 113-116.

10. Нестерин В.А., Васильев В.В., Михайлов В.В. Универсальная импульсная намагничивающая установка. // Электротехническая промышленность. Сер. Технология электротехнического производства, 1978, вып. 6, с. 14-16.

И. Васильев В.В., Глинчевская Д.Н., Ефимснко Т.В., Михайлов Ю.А., Hcciepim В А, Несгерина АД. Универсальная импульсная нама1ничиваюшая установка типа УИН-РК. // В кн.: Высоковольтная импульсная техника. Чебоксары: Чуваш, гос. ун-т, 1978, выпД с. 25-30.

12. Васильев В.В., Нестерин В А., Окопнйк Е.Б. К расчету полей индукторных систем для намагничивания постоянных магнитов сложных форм. // Тр. ВНИИР, Чебоксары, 1980. вып. 11, с. 3-11.

13. Васильев В.В., Михайлов ЮА, Нестерин ВА, Спиридонов Р.В. Контроль характеристик постоянных магнитов сложной формы из материала R-Co в импульсных полях. И Электротехника, 1980, N 4 ,с. 55-57.

14. Астапов В.И., Михайлов ЮА., Нестерин ВА. Исследование переходных процессов в импульсной трансформаторной намагничивающей установке. // Тр. ВНИИР, вып. 11, Чебоксары, 1980, с. 52-59.

15. Васильев В.В., Михайлов ЮА., Нестерин ВА., Астапов В.И. Устройство для паяного размагничивания высококоэрцитивных магнитов. // Электротехническая промышленность. Сер. Элек1ратехничеек,.е материалы, М. 1981, вып. 1 (126), с. 8-9.

16. Нестерин ВА, Васильев В.В., Глинчевская Д.Н. и др. Намагничивание R-Co-магнитов сложной формы. // Электротехническая промышленность. Сер. Аппараты низкого напряжения, 1981, вып. 4, с. 32-33.

17. Вебер BJ1., Нестерин В А. Расчет динамической погрешности индукционного измерителя импульсного магнитного поля. // Метрология, 1982, N И, с. 52-59.

18. Астапов В.И., Васильев В.В., Нестерин ВА. Импульсное намагничивание постоянных магнитов в составе замкнутой цепи электрических аппаратов. // Изв. вузов. Сер. Электромеханика, 1983, N 3, с. 87-90.

19. Нестерин ВА, Васильев В.В., Михайлов ЮА., Нестерина АД. О выборе параметров импульсных трансформаторных намагничивающих устройств. // Электротехника, 19' 3. N 4, с.15-17.

20. Михайлов ЮА., Нестерин ВА. Согласующий трансформатор для импульсных намагничивающих устройств. // Тр.ВНИИР, Низковольтная аппаратура управления, 1983, с. 14-18.

21. Астапов В.И., Васильев В.В., Нестерин ВА, Павлов И.Е. Малоэнергоемкая импульсная размагничивающая установка типа ТМРУ-3. // Электротехническая промышленность. Сер. Электротехнические материалы, 1983, вып.2 (151), с.4-5.

22 Нестерин В А, Окопник Е.Б. Влияние формы импульса на намагничивание РЗМ-кобальтовых мапвттов. // Электротехника, 1985, N 2, с. 32-34.

"3. Вебер BJI., Нестерин ВА. Установка для автоматизированного контроля высококоэрцитивных магнитов в импульсных полях. // В кн.: Автоматизация технологического контроля электрических аппаратов: Межвузовский сб., Ч:боксары: Чуваш, гос. ун-т, 1986, с. 81-84.

24. Васильев В.В., Нестерин ВА Применение импульсного технологического оборудования для намагничивания, высококоэрцитивных постоянных магнитов. // В кн.: Тезисы докладов научно-технической конференции, Чебоксары, ВНИИР, 1986, с. 134135.

25. Вебер BJ1., Нестерин ВА Автоматизированный контроль гистерезисных свойств постоянных магнитов в импульсном режиме включения магнитного поля. // Тр. ВНИИР "Аппаратура управления и автоматики", Чебоксары, 1987, с. 68-73.

26. Астапов В.И., Васильев В.В., Нестерин В.А., Скляров АЕ Технологическое оборудование для намагничивания роторов вентильных электродвигателей с постоянными магнитами. // Электротехника, 1987, N 7, с. 10-11.

27. Васильева ВЛ., Нестерин ВА. Расчет индуктивных параметров кольцевых индукторов. // В кн.: Электрофизические процессы в сильных электрических и магнитных полях. Чебоксары: Чуваш, гос. ун-т, Межвузовский сборник научных трудов, 1987, с.45-48.

28. Васильев В.В., Вебер ВЛ., Нестерин ВА. Установка производственного контроля M магнитов для вентильных электродвигателей. // Электротехника, 1988, N 2, с. 4929. Нестерин ВА., Васильев В.В., Астапов В.И., Вебер ВЛ., Окопник Е.Б., Михайлов А Технологическое оборудование для намагничивания, регулировки и контроля сокоэнергетических постоянных магнитов в импульсных полях. // Элехтютехимкг, 39, N И, с. 32-34.

30. Вебер ВЛ., Васильев В.В., Нестерин ВА., Тойдеряков АА Контроль сокоэнергетических магнитов в импульсных полях в разомкнутой цепи. Электротехника, 1989, N 11, с. 34-35.

31. Короткое Г.С., Емешев А.М., Кириллов C.B., Нестерин В.А., Носов А.П. 5работка отрезка серии вентильных электродвигателей с редкоземельными магнитами. Электротехника, 1989, N 11, с. 65-67.

32. Кириллов C.B., Нестерин ВА. Устранение зубцовых пульсаций электромагнитного мента вентильных двигателей с постоянными магнитами. // Тр. ВНИИР "Устройства ¡ейной защиты и противоаварииной автоматики энергосистем". Чебоксары, 1989, с. M18.

33. Афанасьев АА, Нестерин ВА., Воробьев А.Н. Расчет намагничивания постоянных гнитов электродвигателя методом сопряжения конформных отображений. // гктрич-ство, 1993, N 10, с. 37-43.

Брошюры .

34. Кудряяцев А.И., Нестерин ВА., Спиридонов Р.В. Применение импульсных "нитных полей для наматничизания и стабилизации а также а процессах контроля ггоянных магнитов. // Обзоры по электронной технике. Сер. Электроника С8Ч. -[ИИ "Электроника", M. 19S5, вып. 3, 66 с.

35. Нестерин ВА, Нестерина АЛ. Магнитное поле постоянных токов. // тодическое пособие, Чебоксары, Чуваш, гос. ун-т, 1979, 40 с.

36. Нестерина АД., Нестерин В.А. Теория электромагнитного поля (расчет гичесхих полей). // Методические указания к практическим занятиям, Чебоксары, ¡аш. гос. ун-т, 1981, 48 с.

Доклады на научно-технических конференциях .

Î7. Нестерин В.А., Нестерина А.Д. Универсальное импульсное намагничивающее рудопанис и перспективы его применения в технологии призводства специальных ококоэрцитивных постоянных магнитов. // Специальное технологическое рудование для производства ЭВП (материалы первой конференции по юлогическому оборудованию). Сер. 4 "Электровакуумные и газоразрядные приборы", И "Электроника". М. 1978, вып. 9 (114), с. 41-42.

18. Васильев В.В., Нестерин ВА, Ефименко Т.В. Импульсная автоматизированная 1 ковка для частичного размагничивания постоянных магнитов из материала SmCo$ "ам же, с. 40-41.

■9. Михайлов Ю.А., Нестерин В.А., Глннчевская Д.Н.. Окопник Е.Б. Возможности менения одновитковых индукторных систем в импульсных установках для агничивания и контроля постоянных магнитов из материала StnCo5. // Там же. с. Ю.

0. Нестерин В.А., Астапов В.И., Васильев В.В., Вебер ВЛ., Глинчевская Д.Н., ийлов Ю.А., Нестерина А.Д., Окопник Е.Б. Перспективы создания импульсного юлогическото оборудования для намапп-чнвания, размагничивания и контроля ококоэршгтпвкых магнитов в изделиях НВА. // 4-я Всесоюзная конференция

"Состояние и перспективы развития производства аппаратов низкого напряжения". Тезисы докладов, Гомель, 1981, с. 29-31.

41. Макаров В.А., Нестерин ВА, Королев Э.Г., Носков ВА., Селиванов Н.М., Клюшнев ЕЛ- Особенности конструкции и технологии вентильных двигателей с постоянными магнитами для электроприводов станков. // VI Всесоюзная научно-техническая конференция "Перспективы развития производства асинхронных двигателей в свете решений XXVI Съезда КПСС. Владимир, М. Информэдекгро, 1982, с.42-43.

42. Вебер ВЛ., Нестерин В А. Стена измерения параметров постоянных магнитов типа ТКМГП-2. // Всесоюзная научно-техническая конференция "Применение микропроцессорной техники при автоматизации технологических процессов производства и в системах автоматического регулирования". Тезисы докладов, М., Информэлектро, 1985, с. 88.

43. Нестерин В А. Комплексное автоматизированное технологическое оборудование для намагничивания, размагничивания и контроля постоянных магнитов в импульсных полях. // VI11 Всесоюзная конференция по постоянным магнитам. Тезисы докладов, М„ 1985, с. 79.

44. Астапов В.И., Васильев В.В., Михайлов Ю.А., Нестерин ВА Применение одновитковых индукторных систем для сложных видов намагничивания постоянных магнитов. // Там же, с. 80.

. 45. Васильев В.В., Нестерин В А. Применение импульсного технологического оборудования для намагничивания высококоэрцитивных постоянных магнитов. // Тезисы докладов научно-технической конференции, посвященной двадцатипятилетию ВНИИР, Чебоксары, 1986, с. 134-135.

46. Нестерин В А, Емешев А.М., Кириллов C.B. Регулируемые вентильные двигатели с постоянными высокоэнергетическимй магнитами. Ц Краевая научно-техническая конференция "Устройства и системы автоматики автономных объектов", Тезисы докладов, Красноярск, 1987, с. 3.

47. Афанасьев АА., Нестерин ВА, Чихняев ВА., Никифоров В.Е. Элсктромеханотронный преобразователь для бытовых механизмов. // 1 Все лозная научно-техн. конференция по электромеханогтронике. Тезисы докладов. Ленинград, 1987, с. 233.

48. Астапов В.И., Васильев В.В., Михайлов Ю.А., Нестерин ВА Импульсные конденсаторные установки для намагничивания высокоэнергетических постоянных магнитов и изделий с ними. // IX Всесоюзная конференция по постоянным магнитам, Тезисы докладов Суздаль, 1988, с. 112.

49. Емешев АМ., Кириллов C.B., Нестерин ВА. Высокомоментный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов. // Там же, с. 132.

50. Кириллов C.B., Нестерин ВА. Исследование реактивных моментов в вентильных электродвигателях с высокоэнергетическими постоянными магнитами. Ц "Вентильные электромеханические системы с постоянными магнитами", Тез. докл. Всесоюзн. научно-техн. конф. М., 1989. - С. 18.

51. Емешев АМ., Кириллов C.B., Нестерин В.А., Золотнический ВА. Бесконтактные вентильные электродвигатели с редкоземельными постоянными магнитами. // Международный симпозиум по микромашинам и управляемым двигателям. Тезисы докладов, Варшава, 1990, с. 68.

52. Астапов В.И., Васильев В.В., Вебер ВЛ., Нестерин В.А. Оборудование для намагничивания и контроля высокоэнергетических постоянных магнитов. // Там же, с. 69. .

53. Нестерин ВА, Астапов В.И., Васильев В.В., Вебер ВЛ. Комплект оборудования для импульсного намагничивания, размагничивания и контроля высокоэнергетических постоянных магнитов. // Материалы международного симпозиума "Исследование проблем создания магнитных систем новых электрических машин и применения в них

высокоэнергегических магнитотвердых материалов с целью совершенствования параметров и конструкций", Суздаль, 1591, с. 185-186.

54. Емешев AM., Кириллов C.B., Нестерин ВА, Золотнический В А. Вентильные электродвигатели с постоянными высококоэрцитивными магнитами со встроенными датчиками скорости и положения ротора в диапазоне моментов 0,23-7 Нм. // Там же, с 199-201.

55. Афанасьев A.A., Астапов В.И., Нестерин ВА.. Воробьев АН. Новые подходы к расчету плоско-параллельных полей намагничивающих индукторов с магнитно-анизотропными средами. // X Всесоюзная конференция по постоянным магнитам. Тезисы докладов, Суздаль, 1991, с. 206-207.

56. Астапов В.И., Нестерин ВА, Разумов АЮ. Эффективность применения импульсного намагничивающего оборудования в технологическом процессе производства постоянных магнитов. // Там же, с. 223.

57. Нестерин ВА, Тойдеряков АА, Васильев В.В., Гусев CA, Яковлев Л.С. Технологическое оборудование для намагничивания и контроля производства ПМ. // X! Всероссийская конференция по постоянным магнитам, Тезисы докладов, 1994, с. 98-99.

Авторские свидетельства

58 Ас. N 499592. Индуктор для реверсивного намагничивания / И.Н.Романенко. ВАНестерин, ААНосов, ЮАМихайлов. Б.И. 1976. N2.

59 Ас. N 610191. Индуктор одновитковый для реверсивного намагничивания / В.В.Васильев, ЮАМихайлов, В.Д.Мирошниченко, ВАНестерин. Б.И. 1978. N 21.

60 А с. N 633080 Индуктор для намагничивания / В.В.Васильев, А.И.Кудрявцсв. ЮАМельниксв, ЮАМихайлов, ВА.Нестерин. Б.И. 1978. N 42.

61. Ас. N 743045. Индуктор для радиального намагничивания секторных и кольцевых магнитов / В.В.Васильсв, Ю.А.Михайлов, ВА.Нестерин, А.Д.Нестерина. Б.И. 1980. N 23.

62. A.c. N 773751. Индуктор для реверсивного намагничивания / В.В.Васильев, Ю.А.Михайлов, ВАНестерин, АД.Нестерина. Б.И. 19S0. N 39.

63. Ас. N 801122. Демагнетизатор / В.В.Васильев, А.И.Кудрявцев, Ю.А.Мелышкон, ВА.Нестерин. Ь.И. 1981. N 4.

64. A.c. N 828224. Индуктор для импульсного намагничивания /В.В.Васильев. ЮА.Мнхзйлов, ВАНестерин. Б.И. 1981. N 17.

65. Ас. N 903998. Индуктор для намагничивания / В.В.Васильев, ЮАМихайлов, ВАНестерин. Б.И. 1982. N 5.

66. Ас. N 907594. Индуктор / В.И-Астапов, В.В.Васильев, ВАНестерин, Е.Б.Окопник. Б.И. 1982. N 7.

67. Ас. N 943868. Индуктор для намагничивания постоянных магнитов / В.В. Васильев, Д.Н.Глинчевская, ЮАМихайлов, ВА.Нестерин, АД.Нестсрина. Б.И. 1982. N 26.

6S. Ас. N 943869. Индуктор для импульсного намагничивания постоянных магнитов / В.В.Васильев, Д.Н.Глинчевская, ЮАМихайлов, ВАНестерин. Б.И. 1982. N 26.

69. Ас. N 955227. Демагнетизатор / В.ИАстапов, А.И.Кудрявцев, ЮАМельников, ЮАМихайлов, ВАНестерин. Б.И. 1982. N 32.

70. Ас. N 955228. Индуктор для намагничивания постоянных магнитов по участкам / В.В.Васильев, ЮАМихайлов, ВАНестерин, АД.Нестсрина. Б.И. 1982. N 32.

71. A.c. N 966758. Индуктор для намагничивания постоянных магнитов / В.ИАстапов, В.В.Васильсв, ВАНестерин. Б.И. 1982. N 38.

72. A.c. N 966759. Индуктор для намагничивания постоянных магнитов / В.В.Васильев, ВЛ.Вебср, ЮАМихайлов, ВАНестерин. Б.И. 1982. N 38.

73. A.c. N 987691. Индуктор для импульсного намагничивания. / В.ИАстапов, В.В.Васильсв, ВАНестерин, Е.Б.Окошшк. Б.И. 1983. N 1.

74. А.с. N 988110. Устройство намагничивания трубчатого магнита СВЧ-прибора типа / ВАНсстерин, АИ.Кудрявцев, Ю.А.Мельников, В.В.Васильев, ЮАМихайл* Б. И. 1982.

75. Ас. N 1003159. Индуктор для намагничивания постоянных магнитов В.И.Астапов, В.В.Васильев, ЮАМихайл ов, ВАНестерин, Г.СЛарионов, Е.В.Сагарад Б.И. 1983. N 9.

76. Ас. N 1069011. Индуктор для намагничивания постоянных магнитов В.В.Васильев, ВАНестерин, И.Е.Паалов, И.А.Клочко. Б.И. 1984. N 3.

77. А-с. N 1061222. Ротор электрической машины / В.ВЛохнин, ВАНестер! А-М.Поярков, М.С.Кузнецова. Б.И. 1983. N 46.

78. Ас. К 1072116. Способ получения заданного уровня размагничивания постоянн магнитов / В.В.Васильев, ВАНсстерин, Е.Б.Окопник, А.И.Кудрявцев, О.ВЛемеил ЮАМельииков. Б.И. 1988. N 14.

79. Ас. N 1115172. Индуктор электрической машины / АААфанасьев, ВАМакар< ВАНсстерин. Б.И. 1984. N 35.

80. Ас. N 1141458. Устройство дл>. размагничивания постоянных магнитов заданного уровня / В.В.Васильев, ВАНестерин, Е.Б.Окопиик, ЮАМсльникс А-И.Кудрявцев, Г.З.Бучин. Б.И. 1985.М 7.

81. Ас. N 1153362. Индуктор для намагничивания цилиндрического постоянна магнита / В.ИАстапов, В.В.Васильев, ВАНсстерин, И.Е.Овчинников. Б.И. 1985. N 16

82. А с. N 1159072. Индуктор для импульсного намагничивания / В.В.Василы ВЛ.Вгё". ЮАМихайлов, ВАНестерин, Г.З.Бучин, О.ВЛсмешко. Б.И. 1985. N 20.

83. Ах N 1206887. Ротор магнитоэлектрической машины / В.В.Горчакс В.П.Коробченко. В.ВЛохнин, АМ.Поярков, ВАНсстерин. Б.И. 1986. N 3.

84. А.с. N 1372514. Датчик положения ротора вентильного электродвигателя В.Е.Никифоров, ВАНестерин. Б.И. 1988. N 5.

85. Ас. N 1399Р'1. Способ сборки ротора двигателя с постоянными магнитами В.Е.Никифоров, АААфанасьев, ВАНестерин, С.В.Кириллов. Б.И. 1988. N 20.

86. Ас. N 1403109. Способ получения заданного уровня размагничивания постоянн) магнитов / ВЛ.Вебер, ВАНсстерин, Е.Б.Окопник , В.В.Васильев, ЮАМельникс АИ.Кудрявцев. Б.И. 1988. N 22.

87. Ас. N 1403110. Способ намагничивания постоянных магнитов типа РЗМ в соста многополюсных роторов электрических машин в тангенциальном направлении В.ИАстапов, В.В.Васильев, СА.Гусев, ВАНестерин. Б.И. 1988. N 22.

88 Ас. N 1410208. Электродвигатель с постоянными магнитами / С.В.Кириллс В./ Несгсрин, АААфанасьев, В.Е.Никифоров. Б.И.

89 Ас. N 1432677. Бесконтактный двигатель постоянного тока / ВАЧихняе В.В.Васильев, ВАНестерин, АААфанасьев. Б.И. 1988. N 39.

90 Ас. N 1451803. Ротор магнитоэлектрической машины / В.В.Горчаков, В.ВЛохни ВАНестерин, АМ.Поярков. Б.И. 1989. N 2.

91. А.с. N 1552238. Индуктор для многополюсного намагничивания в тангенциальнс направлении постоянных магнитов в составе роторов электрических машин В.В.Васильев, В.ИАстапов, САГусев, В.А.Нсстерин. Б.И. 1990. N 11.

92. Ас. N 1597942. Индуктор / В.ИАстапов, В.В.Васильев, САГусев, ВАНестери Б.И. 1990. N 37.

су

•Jf 4= L 3 У 2

Рис. 2.2. Структурная схема бестрансфор-маторноД И НУ

5 S í0, мс

ñic 2.1>Згаисямосп> необходимой амплитуды намагничивавшего импульса Нт% от Длительности импульса !д яри намагаи-'Whshkh ПМ етз SmCoj в форме длкнно-го сатана

З.Сгруктурмая схема ИТНУ

ib ииаукторо» я ira ктро магнитов:

Ч> №/2в) щи сонотитхоаого инзук-тора (хршая 7); для мяоговнтховыд индукторов при Ь/а * 1,2; U я 2 (кривые 2 — 4. соответственно)

Ч» (У) зла электромагнита с магните проводом из стал при индукция 2Д и 2,4 Тл (кривые J в б соответпвсюю) я с магнитопрововом из пермеяввра при иидуюэщ 2,4 Тл (кгашаа 7)

Ate. Э.3. Эаэксямосте напряженности малопнОГо поля в дотре колмквого ивдухторз от его -

II 3 Н ! Н

т;*«I14| ^

в) $

и

Рис32£«ЗЫ вамалагвшянх ПМ

о I__ 10 20 30 2а,™

Рис. -3.4. Изменение напряженности мандатного поля в прямоугольном икдукторе с окном: - в центре индуктора пря х-О'

Н*

V 0,2

О

Рис. 3.5. расчетные кривые относительны* значения напряженности магнитного поля в рабочей зоне индукторов радиального поля:

1 - кольцевой индуктор: = 9 мм, гг = 19 мм, 24 = 7 мм; 2 - кольцевой индуктор: г, = 3 мм, г2 ~ 11 мм. ТА -~ 7 мм; з — секторь^Ш индуктор: Г] =* » 10 мм, г3 * 50 мм, 2а = 14 мм, 2т~

- 68°; - - радиальная составляо-

Щая Нг\ — — — — осевая составляющая Н-

г-0,5,

¡1 О*

/ \

\ * 2/. 3\

1 \2 1 ~Г4--V 1 V 5

ляй в сборе:

а —. четырехполюашх роторов электродвигатглгй; б — многополвсяьп роторов с тангенциальным намагничиванием ПМ; в — толярязованных злекття^есххХ аппаратов

Ш

2,0 V

■6 ■■ ■ 1 1 Установка УИН-34 С " ВООВмкФ -

1) \\ (Шунт 200 А, 75 ИВ)

г [/ Г

РИС.З.Я Зависимости тока обмотки индуктора ст ннир

кия заряда ЕНЭ ( — — опыт;-----расчет)

200 в; 2 — 400 в; 3 — 600 в; 4 — 800 п; 5 — юс б — 1200 в

V» Ци з/к </« ¡1* б/и п

РисЗв. Распределение нормальной сжтйпляиицгГ) магнитной индукции ка поверхности магнитол, обращенной к воздушному зазору

V. 2

/ /

1у и- - и ■

/

О 20 40 60 ео Кр, си'

Рис. 4.1. Экспериментальные зависимост КПД ИТНУ от объема Кр одновитковог индухтора:

1-е воздушным ИТ; 2 - с ИТ со стал ним разомкнутым магнитопроводом

а — в зависимости от сопротивления вторичного контура; б — от индуктивности вторичного контура;---— при отключенном обратном вентиле

-с. 5.1- Влияние одновременного воз-еЯствяя нггреза и размапгачивахлце-о поля йа степень размагничивания р РЗМ-кобальтозых ПМ

Рис. 5-3] Графическая интерпретация линейного алгоритма процесса частичного раз-мапичизашя ПМ

Ряс.5.2. Структурная схела Т21РУ

Рис. Структурная схема установки частичного размагшгавани* ПМ

Рис. 41. Эквивалентная схема яядукии-овиогхГ ИИМП

Канал Ье

V

V о

-V

-а,* ,+Р

в.щ

у

.юг4.(г214Щ

г

е

7ЦЖ

V

I

Рис. ЬЗ~ Временные зависимости измер могФ в динамических погре

иостей

РисЛХ Структурная схема импульсного коэрцитиметра

];Н!!!:п:1

и ««оиянл I» ПН> П МааиКИИИНШиЙ >к><| М| ним М1К.1

Й1С.6.4. кргвые рюмагничитония РЗМ-матнитог.: а - кз материала КС-??, 6 - из материала 1;еЫ(ЗВ

УСТАНОВКИ НАМАГНИЧИВАНИЯ

пршюиже I

ЙЫПППНРНИ ЦП пгиппо nmnynui-ui.lv игтшмитп т~цт> »угупппл-птщ.-ш .

специальным столиком с набором сменных индукторных систем, позволяющих осуществить различные сложные виды намагничивания редкоземельных и других высокоэнергетических постоянных магнитоа, а также изделий с постоянными магнитами в собранном виде. (реле, магнитные муфты, роторы электродвигателей, магнитные системы дистанционных переключателей и других изделий).

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

и

УИН-1 УИН-2 УИН-Э УИН-50

Энергия, кДж 4,5 12 32 67

Напряжение заряда, кВ 1 2 3 5

Максимально допустимый

юк, кА 1 - 4 50 100

Цикл заряд-разряд, с 8 20 40 60

Питание однофазная сеть

220 В 50 Гц

Потребляемая мощность,

кВА не более 2

Габаритные размеры, м 0,7 < 0,6 V 1,2 0.9 - 0,6 * 1.6

Масса, кг 120 230 410 480

зес: 423000, г. Чебоксары, пр. И. Яковлева, 4, АС ВНИИР

ефоньг (835^1210916, 269305

оке: 412627 KVANT

егмп: АТ 138167 ОЗОН

<с■ 8? 50 213305

ИНДУКТОРНЫЕ СИСТЕМЫ К УСТАНОВКАМ НАМАГНИЧИВАНИЯ ТИПА УИН

Г.Л1 »"1Г171ПМ—1ГГТ1И1 Ю »иду»

ПРИЛОЖЕНИЕ

торные системы подключаются непосредственно к источнику импульсного тока, а одновитковые индукторные системы - через согласующий трансформатор. Применение одновитковых индукторных систем позволяет реализовать сложные виды намагничивания постоянных магнитов, а также достаточно просто решить вопросы нагрева, механической стойкости и техники безопасности.

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ НАМАГНИЧИВАНИЯ

Хонфагура^я полл

Аьсиа/пюе

Материал-Йзетрапнбм Анизотропны/

полз

¿од намагни^ввни! материал тгмита

ш т

йксиал>ноС- таге -паз/осно!

Материол: Нзотропм&и

Ам/Затрепнмб

'ЕЮЗ'

Реяиальнсе

Материал: Йьотропныи Анизотропны/

и:

РаЗиамное-ннсх-полюсное

Материал,-Илотролю/й М</зотроп/л/(/

И&ашй-агааа ■ юе нниапс/тсиае

Материал: Изотропна/а

кхиазь на- кенцент -римессе гмкгопо -/юсное

Материал-

Кзотролт/и

—I—I—I— Лл'1 $

Мяогспозюшв-плит

Материал: Изотропный Анизотсопный

1 -и м- <

V -И ¿1-1

Намагничивание $с2ета$е имелиР

Материал Изотропный Анизотропны/

Изготовитель - АО "ВНИИР"

Адрес: 428000, г. Чебоксары, Телефоны: (83.5012109!6. 269305 Телекс: 4)2627 КУАМТ 51) Телетайп: АТ 158167 ОЗОН Факс: 8350 213805

пр. И. Яковлева, 4, АО ВНИИР

УСТАНОВКИ КОНТРОЛЯ МАГНИТОВ

Проднг

значены для техно-

контроля параметров зыссхо-онергетических материалов на готовых постоянных магнитах различных йссм.

Измерительно-регистрирующая часть установки выполнена нз базе ЭВМ или кснтрол-яера.Парсмотры материала магнита выдя«отся в виде графика млн таблицы на экран монитора ЭВМ «ли печатающее устройство, или на сзэтовсч табло.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Т.-^спазмеры магнитов:

- диски, кольца, призмы;

- максимальный линейный размер сечения, мм

контролируемые параметры:

- остаточная индукция

- коэрцитивная сила по М

60

до 1.5 Т до 2500 кА/м

УСТАНОВКА ТКГ.1ГП - 5

Осуществляет контроль отдельных точек кривой размагничивания материала постоянного магнита: выдает значения регистрируемых параметров на световое табло, позволяет осуществлять классификацию магнитоз по уровню их гистерезис-ньи характеристик.

Измерительно-регистрирующая часть установки выполнена на базе специализированного микропроцес-

сорного устройства.

' ■ оьо-С!

рее: 423000, г. Чебоксары, пр. И. Яковлева, 4, АО ВНИИ?

Iефоиы: (8353) 210916, 269305

1екс: 412627 К^АМГ 511

.етви'п: АТ 158167 ОЗОН

КС,- а350 213803

ДВИГАТЕЛИ ВЕНТИЛЬНЫЕ серии 2ДВМ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Предназначены для комплектации регулируемых электроприводов типа ЭПБ-2.ЭАМ и других, используемых в механизмах подачи станков и роботов.

Двигатели имеют встроенные датчики положения ротора и обратной связи по скорости (тахогенератор). Предусмотрены исполнение со встроенным аварийным тормозом и исполнение с возможностью пристройки потребителем Фотоэлектрического преобразователя угловых перемещений модели ВЕ178А. В двигателях со встроенными магнитоэлектрическими тормозами величина тормозного момента (фиксирующего) не менее номинального момента двигателя. Напряжение питания тормоза 24 В постоянного тока.

Степень защиты двинателя - 1Р54

Крепление двигателей - фланцевое. Диаметры окружности расположения центров крепительных отверстий 85 мм (двигатели 2ДВМ85) и 115 мм (двигатели 2ДВМ115).

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЕЙ

Параметр Единица измерения 2ДВМ 85- 2ДВМ 115-

02 | 04 07 10 20 | 30 40 70

Длительный момент Нм 0,23 | 0,47 0,7 1,3 2,3 | 3,5 4,7 7,0

Максимальная частота об./мин 2000; 3000; 4000 ; 6000

Длина двигателя мм 154 164 184 204 248 268 288 328

Момент инерции КГ X СМ X см 0,56 0,76 1,1 1.5 3,74 4,7 5,64 7,5

Масса двигателя кг 2,0 ' 2,3 2,9 3,6 6.6 7,8 9.1 11.4

Изготовитель - АО "ВНИИР"

Адрес- 428000, г. Чебоксары, пр. И. Яковлеве, 4, АО ВНИИР

Телефоны: (8350)210916, 269305

Телекс: 412627 К VAUT SU

Телетайп: AT 158167 ОЗОН

ф«с: 8350 213805