автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка методики поверочного расчета вентильного индукторного двигателя с последовательной обмоткой возбуждения

На правах рукописи

ЧИР

Шатова Ирина Владимировна

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПОВЕРОЧНОГО РАСЧЕТА

ВЕНТИЛЬНОГО ИНДУКТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ОБМОТКОЙ ВОЗБУЖДЕНИЯ

Специальность 05 09 03 - «Электротехнические комплексы и системы»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2008

Работа выполнена на кафедре "Электротехнические комплексы автономных объектов" Московского энергетического института (технического университета)

Научный руководитель кандидат технических наук, вед научн сотр

Русаков Анатолий Михайлович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Остриров Вадим Николаевич

кандидат технических наук, ст. научн сотр. Алексеев Алексей Михайлович

Ведущая организация ОАО еСарапульский электрогенераторный

завод»г Сарапул

Зашита диссертации состоится «_22_» февраля 2008 года в _14_ час 00 мин в аудитории М-611 на заседании диссертационного совета Д 212 157.02 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу 111250, Москва, ул Красноказарменная, д 13

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского Энергетического института (технического университета)

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим на-пррви1ь по адресу 111250, Москва, ул Красноказарменная, д 14, Ученый совет МЭИ (ТУ)

Автореферат разослан «//» января 2008 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212 157 02 канд техн наук, доцент

Цырук С А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Одной из тенденций развития современного электропривода является постоянное расширение сферы применения регулируемого электропривода.

В ряде областей требуется работа в пределах механической характеристики гиперболического вида (тяговой характеристики) при хороших динамических качествах привода и широком диапазоне регулирования вращающего момента. Это относится к электроприводам большегрузных автомобилей, тепловозов и других транспортных средств, электроприводам грузоподъемного оборудования, приводам электроинструмента различного назначения и мощности и т д

Особенностью условий функционирования перечисленных выше двигателей является широкий диапазон изменения нагрузок и частоты вращения вала, что приводит к существенным перераспределениям потерь в обмотках и стали магнитопровода в зависимости от режима работы

В настоящее время в этих областях в составе регулируемого привода широко применяются электродвигатели постоянного тока с последовательной обмоткой возбуждения

Основным недостатком двигателей постоянного тока (ДПТ) является наличие в них щеточно-коллекторного узла При этом все возрастающие технические требования к электроприводу и к электрическим машинам в частности побуждают к разработке новых электродвигателей нетрадиционных конструкций

Альтернативой приводам с двигателями постоянного тока являются приводы с вентильными двигателями (ВД)

В составе ВД могут использоваться электрические машины различного типа. Реализация тяговых характеристик, наиболее просто осуществляемая при использовании электродвигателей с последовательной обмоткой возбуждения, может быть обеспечена в ВД на базе одноименнополюсных индукторных машин. В дальнейшем такие двигатели будем называть вентильными индукторными двигателями (ДВИ)

Двигатели этого типа просты в изготовлении, технологичны, надежны, имеют малые потери в роторе, обладают хорошими регулировочными свойствами, способны работать в сложных условиях окружающей среды

Несмотря на то, что машины подобного класса известны уже достаточно давно, выход на большие мощности двигателей стал возможным ис-

ключительно благодаря успехам современной электроники

Для создания конкурентоспособных ДВИ с последовательной обмоткой возбуждения требуются методики их поверочного расчета, включающие электромагнитные и тепловые расчеты, которые позволили бы производить расчеты интегральных значений и временных зависимостей параметров и характеристик двигателя, а также уточнить с }чегом заданного критерия геометрические и обмоточные данные электродвигателя, провести расчет на требуемые показатели и выбрать алгоритм управления

В публикациях, касающихся вентильных двигателей с электромагнитным возбуждением, в основном рассматриваются двигатели независимого возбуждения В то же время в этих публикациях недостаточно внимания уделено методам расчета электромагнитных и тепловых процессов, протекающих в машинах такого типа, а особенности, касающиеся машин последовательного возбуждения, практически не рассмотрены

С учетом сказанного можно сделать вывод, что разработка и исследование вентильных индукторных электродвигателей с последовательной обмоткой возбуждения (ОВ) представляет весьма актуальную задачу А создание методик поверочного расчета является необходимой базой для анализа и синтеза электромеханических систем такого класса в целом

Цель диссертационной работы

Разработка математических моделей электромагнитных и тепловых процессов в вентильном индукторном двигателе с последовательной обмоткой возбуждения и исследование его характеристик посредством этих моделей

Для достижения поставленной цели в работе были сформулированы следующие основные задачи-

1 Провести анализ и систематизацию сведений по различным вопросам теории и практики разработки и применения ДВИ

2 Разработать математическую модель электромагнитных процессов в ДВИ с последовательной ОВ

3 Разработать математическую модель тепловых процессов в ДВИ с электромагнитным возбуждением, определить основные особенности систем охталдения

4 С целью подтверждения адекватности разработанных математических моделей провести экспериментальные исследования и сравнение результатов натурного и математического моделирования

Методы исследования

Комплексное исследование ДВИ последовательного возбуждения включает в себя анализ электромагнитных процессов с помощью аналитических методов исследования, базирующихся на методе мгновенных значений, теории обыкновенных дифференциальных уравнений и матричной алгебре Исследование тепловых процессов в ДВИ проводилось посредством математической модели, основанной на методе эквивалентных схем замещения, и с применением пакета конечно-элементного анализа ЕЬСиТ

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций в диссертационной работе обосновывается хорошим совпадением результатов теоретического исследования и экспериментальных данных, полученных на макетном образце для различных режимов работы исследуемого двигателя

Новые научные результаты и практическая ценность

1. Системааизированы сведения по вопросам современного состояния теории и практики разработки ДВИ. Определены и обоснованы перспективные области применения ДВИ с последовательной ОВ

2. Разработана и обоснована математическая модель электромагнитных процессов в ДВИ с последовательной ОВ, позволяющая адекватно с приемлемыми допущениями исследовать процессы, протекающие в машине Дана оценка точности показателей этой модели.

3 Разработана математическая модель тепловых процессов в ДВИ с электромагнитным возбуждением, позволяющая оценить динамику процесса нагрева и охлаждения элементов конструкции электродвигателя, а также определить рациональное значение требуемой производительности системы охлаждения в соответствии с заданными режимами работы объекта исследования

4 С учетом особенностей работы тяговых электродвигателей сформулированы рекомендации для выбора систем охлаждения ДВИ этого назначения

Реализация результатов работы

Разработанные математические модели реализованы в виде программ для персонального компьютера. Использование программ позволяет принимать обоснованные технические решения по выбору рациональных параметров и режимов работы ДВИ

Результаты диссертационной работы использованы при разработке и проектировании ДВИ для приводов электротележки, троллейбуса и сетевого

насоса РТС «Коломенская» г Москвы.

Разработанные в рамках данной работы программные средства реализованы в учебном процессе на кафедре ЭКАО МЭИ (ПСУН «Программа моделирования тепловых процессов в вентильных индукторных двигателях» и «Программа моделирования электромагнитных процессов з вентильных индукторных машинах»), а также используются при выполнении госбюджетных и хоздоговорных работ в данной области

На защиту выносятся:

1 Математическая модель электромагнитных процессов в ДВИ с последовательной обмоткой возбуждения.

2 Математическая модель тепловых процессов в ДВИ, позволяющая исследовать тепловое состояние электродвигателя в различных режимах его работы

3 Результаты анализа и расчета электромагнитных и тепловых процессов в ДВИ с последовательной ОВ различного назначения и мощности

4 Данные экспериментальных исследований макетного образца ДВИ с последовательной ОВ, подтверждающие адекватность результатов, полученных с использованием разработанных расчетных программ

Апробация работы

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры «Электротехнические комплексы автономных объектов» Московского Энергетического института (технического университета), а также на следующих конференциях одиннадцатая, двенадцатая и тринадцатая международные научно-технические конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», Москва, МЭИ март 2005-2007 гг

Публикации

По результатам проведенных исследований и теме диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 71 наименования Ее содержание изложено на 193 страницах машинописного текста, включая 78 рисунков, 16 таблиц и 2 приложения

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и основные задачи исследований, дана общая характеристика работы.

В первой главе проведен обзор научных публикаций, посвященных вопросам современного состояния теории и практики разработки и применения индукторных машин (ИМ) Обоснована необходимость разработки методик поверочного расчета и математических моделей электромагнитных и тепловых процессов в ДВИ с последовательной ОВ, основанных на современных методах математического моделирования

Представлены классификация, устройство и принцип дей(лвия ИМ, а также сравнительный анализ возможных способов включения последовательной ОВ (один из вариантов представлен на рис 1) Показано, что сравнительная простота конструкции, надежность, технологичность, способность работать в сложных условиях окружающей среды, хорошие динамические и регулировочные показатели, а также «гиперболический» вид механической характеристики обуславливают возможность и перспективность применения ДВИ с последовательной обмоткой возбуждения в тяговых и транспортных приводах, приводах экскаваторов и буровых станков, а также в электроприводах специализированного назначения

Проведен сопоставительный анализ различных методов математического моделирования, который показал, что наиболее предпочтительным из них для исследования электромагнитных и тепловых процессов в ДВИ с последовательной обмоткой возбуждения является метод, использующий эквивалентные схемы замещения Данный метод позволяет проводить расчеты с минимальными затратами времени и достаточной для инженерной практики точностью При этом имеется возможность анализа процессов в электроприводах с различной конфигурацией магнитной цепи, разным числом фаз, схем подключения ОВ и алгоритмами работы инвертора (коммутатора)

УП^

£

У01 ! УБ2 . ..

ж

У1Г $

п

УТС!

УИ6 &

о

7\Т)7

гх:

фЕи К»

7\'Ш

\Т

7увт гЬУШ1

\7

.\D12r

ЗОВ

Рис 1 Электрическая схема силовой части ДВИ

Во второй главе рассмотрены общие проблемы, связанные с выбором и обоснованием метода электромагнитного расчета ИМ При выборе метода расчета магнитной цепи во внимание принимались требуемая точность получаемых результатов и необходимый при этом объем вычислений

Работа ДВИ с последовательной обмоткой возбуждения в ряде режимов характеризуется насыщенным состоянием отдельных участков магнитной цепи и несинусоидальной формой фазных токов (с нулевой паузой) в обмотках

Для математического моделирования электромагнитных процессов с учетом этих факторов наиболее пригодным является метод мгновенных значений при использовании малоузловых эквивалентных схем замещения магнитных цепей электрической машины При этом расчет магнитной цепи, токов и напряжений производится на периоде повторяемости электромагнитных процессов с некоторым достаточно малым шагом

Программная реачизация этого метода наряду с проведением поверочного расчета, расчета интегральных значений и временных зависимостей параметров двигателя, а также расчета характеристик позволяет с учетом заданного критерия уточнить геометрические и обмоточные данные электродвигателя, провести расчет на требуемые показатели и выбрать алгоритм управления

В главе приведено описание подхода к построению математической модели для расчета электромагнитных характеристик ДВИ Основным содержанием математической модели является система уравнений, описывающих по законам Кирхгофа контура протекания токов элехтрической цепи ДВИ на каждом шаге расчета Основу этих уравнений составляют выражения для напряжений, записываемых для каждой из обмоток т фаз обмотки якоря (ОЯ) и л обмоток возбуждения Для г-той обмотки уравнение имеет вид-

и,-1, Л,+с[\|1,1 ¿г, (1)

где и; /?,; у, - напряжение, ток. сопротивление и потокосцепление г-той обмотки соответственно; ¿\jjdt - ЭДС, наведенная в г-ой обмотке в рассматриваемый момент времени

Потокосцепление каждой обмотки зависит от тоюв всех обмоток и угла поворота ротора 9, являющихся в свою очередь функциями времени. С учетом этого после дифференцирования потокосцепления как сложной функции выражение (1) приводится к виду

и, =2, R, +dyjd9 dQ/df + £ оу/дг* dzt/di, (2)

где 3y,/ö9 - коэффициент ЭДС вращения, dB/dt = со - электрическая угловая скорость вращения; dyjdik- дифференциальная индуктивность L,t

Полная схема замещения электрической цепи ДВИ включает в себя схемы замещения обмоток, коммутатора, источника питания, а также выпрямителя (в случае подключения OB через диодный мостовой блок в разрыв нулевой точки фазных обмоток - рис 1)

Контура, описываемые системой дифференциальных уравнений, определяются с учетом состояния полупроводниковых элементов вентильного преобразователя (инвертора и выпрямителя). Алгоритм переключения транзисторов зс*дй.£тсл системой управления ^СУ) в соответствии с сигналами датчиков положения ротора и других датчиков обратных связей

В качестве неизвестных в полученной системе дифференциальных уравнений выступают токи Их производные рассчитываются методом исключения Гаусса, а собственно токи - явным методом Эйлера

Дифференциальные электромагнитные параметры - коэффициенты ЭДС вращения и дифференциальные индуктивности являются внутренними электромагнитными параметрами машины и определяются после расчета магнитной цепи через соответствующие производные потокосцеплений

Расчет магнитной цепи проводится по схеме замещения (СЗ) Магнитная цепь ДВИ разбивается на ряд участков, представляемых в СЗ сосредоточенными параметрами Степень детализации схемы замещения магнитной цепи выбирается как компромисс между точностью и временем расчета

В главе приводятся сформированные автором эквивалентные схемы замещения магнитной цепи ДВИ с различной степенью детализации. В качестве основного был выбран вариант схемы замещения (рис 2), при котором зубец и спинка статора, а также зубец ротора представляются на схеме в виде одного элемента, ярмо ротора представляется в виде двух элементов, а количество элементов разбиения вгулки и корпуса определяется числом зубцов ротора и статора электродвигателя соответственно

Характеристиками нелинейных проводимостей ферромагнитных участков магнитной цепи являются в модели сплайн-аппрохсимации кривых намагничивания соответствующих материалов

Проводимости воздушных промежутков Gg рассчитываются по методу РПоля с учетом вероятностных путей магнитного потока в пределах каждого зубцового деления статора и полюсного деления ротора Такие проводимости за-

СЛрЧ ООЬо.8

Ркс 2 Вариант схемы замещения магнитной цепи ДВИ двухпакетной конструкции с 12 зубцами на статоре и 7 зубцами на роторе

К - МДС л-ой катушки якоря, .Г, - суммарная МДС обмотки возбуждения - магнитная проводимость .¡-ого участка спинки статора, О,, - магнитная проводимость 1-го участка ярма ротора, - суммарная магнитная проводимость лобового и продочьного пазового рассеяния обмотки якоря, Ос - суммарная магнитная проводимость л-ого зубца статора, - магнитная проводимость пазового рассеяния, 0„ - магнитная проводимость 1-ого зубц? ротора, Ог, - магнитная проводимость рассеяния обмотки возбуждения, - магнитна? проводимость воздушного зазора мея'ду л-ым зубном статора и 1-ым зубцом ротора, Око, - магнитные проводимости продольного и поперечного участка корпуса, Оьи, Оьр -магнитные проводимости продольного и поперечного участка втулки

висят от угла поворота ротора 0, зависимость 0^(6) рассчитывается с некоторым достаточно малым шагом на предварительном этапе

Проводимости рассеяния схемы замещения рассчитываются по упрощенным картинам вероятностных путей замыкания потоков рассеяния

Магнитное состояние машины, т.е. значения магнитных потоков и соответствующих им проводимостей стальных участков, определяется итерационным способом В пределах каждой итерации расчет магнитных потоков в ветвях схемы замещения ведется методом узловых потенциалов

Расчет магнитной цепи заканчивается, когда максимальное относительное приращение магнитных проводимостей "стальных" участков магнитопровода, полученных на двух последовательных итерациях, будет меньше некоторого заданного параметра точности поиска магнитного состояния машины

Расчет схемы замещения магнитной цепи ДВИ ка периоде повторения выполняется многократно с выбранным шагом расчета Л9 для различных взаимных положений сердечников

В каждой точке расчета по известным формулам рассчитываются мгновенные значения исследуемых величин вентильного двигателя После достижения установившегося состояния рассчитываются интегральные значения выходных показателей ДВИ

По выбранной схеме замещения магнитной цепи, учитывающей нелинейность характеристик ферромагнитных материалов, двустороннюю зубчатость сердечников и изменение конфигурации зазора между сердечниками при перемещении ротора, составлена методика и алгоритм расчета магнитной цепи ДВИ, а также разработана программа расчета, учитывающая введенные особенности схемы замещения магнитной цепи и варианты подключения последовательной ОВ

Третья глава посвящена расчету тепловых процессов в ДВИ с элек-тромагнишым возбуждением Оценка теплового состояния отдельных элементов электродвигателя, включая динамику тепловых процессов, является важным этапом разработки ДВИ. Эти вопросы особенно актуальны для машин, работающих в повторно-кратковременных режимах, а в еще большей степени для машин с последовательной обмоткой возбуждения

Результаты проведенного анализа показали, что для решения таких задач наиболее простым с точки зрения реализации и обеспечения точности, соответствующей требованиям инженерного расчета, является способ моделирования тепловых процессов с использованием эквивалентных схем замещения

В главе рассмотрены особенности режимов работы ДВИ тягового назначения. Разнообразие условий функционирования тягового привода определяет различные варианты структур систем охлаждения электродвигателя Более распространен способ охлаждения двигателя воздухом за счет введения специальных осевых каналов Для сложных условий окружающей среды целесообразно применение жидкостной системы охлаждения. Предлагаемый метод исследования позволяет учесть специфику обоих способов охлаждения.

Для корректной оценки теплового состояния ДВИ с принудительным охлаждением требуется проведение гидравлического расчета, результаты которого являются исходными данными для теплового расчета.

С учетом особенностей конструкции магнитной цепи электродвигателя и его системы охлаждения формируется эквивалентная тепловая схема замещения (ТСЗ)

Автором сформирован вариант схемы замещения, в котором основными элементами разбиения выбраны зубцы и спинка статора, корпус и подшипниковые щиты, пазовая, лобовая и межпакетная части обмотки статора, обмотка возбуждения, зубцы ротора, внутренняя среда (рис 3)

Все элементы ТСЗ связываются между собой соответствующими тепловыми проводимостями Л, Источниками теплоты, сосредоточенными в соответствующих узлах, являются1 потери в стали магнитопровода (основные и добавочные потери в зубцах статора Pzi, потери в спинке статора Рса„ потери в стали ротора Рг2); потери в меди обмоток статора (?м!р, Р.ч/„ ?мтр) и возбуждения РЛов, а также внутренние механические потери Рд, состоящие из потерь на трение в подшипниках и потерь на трение ротора о воздух

Тепловое состояние каждого элемента схемы замещения описывается следующим дифференциальным уравнением теплового баланса.

Рис 3 Тепловая схема замещения ДВИ

ИТ 4(1")

С, ^хлл^-гк, (3)

т 1-1

где С, - теплоемкость п-го элемента, Тп - температура п-го элемента,^ - температура одного из соседних элементов связанных в тепловом отношении с рассматриваемым элементом п, - потери мощности в данном элементе п,Л,„ - тепловая проводимость 1-го элемента, 1 - текущее время

С целью определения теплового состояния машины в целом решается система уравнений, число которых зависит от количества элементов, на которые разбивается машина

Несмотря на то, что в большинстве случаев метод ЭТС используется для определения теплового состояния электродвигателя в продолжительном режиме работы, в диссертации показана возможность его успешного применения для расчета нестационарных номинальных режимов, а также режимов работы электродвигателя с заданной циклограммой нагрузки

С } четом выбранной схемы замещения составлена методика расчета тепловых процессов в ДВИ с электромагнитным возбуждением, а также разработана программа расчета, позволяющая

- исследовать тепловое состояние электрической машины при ее работе как в установившихся, так и в переходных режимах,

- оценить динамику процесса нагрева и охлаждения элементов конструкции электродвигателя,

- исследовать чувствительность полученной системы к вариациям теп-лофизических и геометрических параметров,

- определить рациональное значение требуемой производительности системы охлаждения в соответствии с заданными режимами работы и циклограммами нагрузки на этапе проектирования,

- составлять обоснованные рекомендации по выбору электромагнитных нагрузок и соотношений основных линейных размеров машины с заданной длительностью работы.

В случае необходимости более детального исследования теплового состояния отдельных элементов электрической машины (получение картины температурного поля) целесообразно использование и полевых методов расчета В главе приводятся основные положения и допущения конечно-элементного метода применительно к тепловому расчету ДВИ

В четвертой главе представлены результаты расчетных исследований параметров и характеристик ДВИ различного назначения и мощности, полученные с использованием разработанных программ.

Для электродвигателя ДВИ-5 с последовательной ОВ, предназначенного для привода электротележки, были получены механические характеристики при постоянстве мощности и различных углах включения фазы (рис.4) Проведенные расчеты показали, что управление начальным углом включения при парной коммутации и током возбуждения ДВИ может обеспечить механические характеристики аналогичные характеристикам двигателей постоянного тока последовательного возбуждения

При выборе рационального закона управления (например, для реализации предельной механической характеристики 2 рис 4) при разработке ДВИ-5 выявлено, что при больших нагрузках (малых частотах вращения) рациональными являются углы 0-15 эл.град , а при малых нагрузках (больших частотах вращения) более рациональными являются углы -15 - -45 эл град

Сравнение характеристик двигателя постоянного тока типа ПТ6,3, и разработанного с помощью предлагаемых методик для его замены электродвигателя ДВИ-5 (рис 5) показало, что замена ДПТ на ДВИ позволит повысить ресурс привода, увеличить его КПД (в среднем с 0,7 до 0,92) и улучшить ряд других потребительских качеств

п, об/чин КПД

0 20 40 60 80 100 120 МО 160 180 200

Мв, Н и

КПД для ПТ 6,3 —е— КПД для ДВИ 5

—1— п для ПТ 6,3 —л— ПД1Я ДВИ 5

Рис 5 Предельные механические характеристики и зависимости КПД от момента на валу электродвигателей ПТ6,3 и ДВИ-5 (ип=75В)

п, об/мин

Мв, Пи

—в— ©и=М5 эл град. —,— 0н^+15 эт грая —»— 0н=-ЗОэлград —0,1=0 эл град —1 - 0н—15 Э1.гряд

Рис. 4 Механические характеристики ДВИ-5 (и„=75В, 1фмах=350А)

В главе также приведены результаты электромагнитного и теплового расчета электродвигателя ДВИ-180 с последовательной ОВ Двигатель имеет независимую осевую вентиляцию через пазы статора и ротора и предназначен для замены электрической машины постоянного тока типа ДК-117 в составе привода троллейбуса

Движение троллейбуса характеризуется частыми пусками и торможениями Для оценки теплового состояния двигателя при среднестатистических условиях (движение троллейбуса по циклограмме нагрузки) было выделено несколько характерных режимов работы привода и принято допущение о постоянстве тепловыделения в этих режимах при усредненных условиях (таблица 1)

Таблица 1

■»•V л? к/п ДТ,с иСр! об/мин Мер, Ни Мощность потерь в элементах двигателя, Вт Примечание

Роя Ров Рмгл Рр Реп Рг

1 21 1230 700 1318 422 360 566 994 756 Разгон

2 10 3650 230 584 185 1100 899 2750 2047 V - !-ах

3 20 1875 700 1655 589 560 1179 520 693 Торможение

4 30 - - - - - - - - Стоянка

5 30 500 1600 6203 1995 150 432 328 403 Подъем (У=10 км/час)

6 40 1000 140 1С8 52 300 120 126 191 У=20 км/час

7 5 300 700 1124 344 Ш 181 239 258 Торможение

8 25 - - - - - - - - Стоянка

9 180 2000 1000 6804 2425 600 1366 838 1284 Спуск (У=40 км/час)

10 25 - - - - - - - - Стоянка

11 190 1000 1400 4214 1406 300 939 705 846 Подъем (У=20 км/час)

12 25 - - - - - - - - Стоянка

13 180 1000 1000 2042 С63 300 801 601 768 Спуск (У=20 км/час)

При определении теплового состояния электродвигателя принималось, что все режимы его работы образуют цикл и последовательно повторяются

Результаты проведенного теплового расчета показали, что при движении троллейбуса с циклом максимальных нагрузок динамика нагрева элементов электродвигателя такова, что при отсутствии независимой осевой вентиляции возможна его работа в течение времени не более часа (рис 6) Здесь и далее Ток, Т0з -температура О Я и ОВ, ТР -температура стали ротора

т, °с

Рис 6 Зависимости температур элементов ДВИ-180 от времени при работе по циклограмме максимальных нагрузок

04 0 5

<2в,мЗ/с

Рис 7 Зависимости температур элементов электродвигателя ДВИ-180 от расхода охлаждающего воздуха (Токр ср=20 °С)

С целью определения требуемого расхода воздуха, необходимого для отвода тепла, было проведено исследование его влияния на установившееся значение температуры элементов конструкции электродвигателя (рис 7).

Результаты расчета показали, что рациональное значение расхода воздуха составляет <3В=0,2 м3/с (дальнейшее увеличение расхода практически не влияет на снижение температуры элементов конструкции двигателя)

Очевидно, что работа привода по циклограмме максимальных режимов будет встречаться крайне редко, особенно в течение времени более часа, но и в этом случае при наличии осевой вентиляции (рис 8) максимальный перегрев обмоток, как наиболее нагретых элементов двигателя не превысит 100° С, что соответствует классу изоляции Р Если же после одного часа работы делать перерыв на 15-20 минут, то температура элементов двигателя нормализуется

В главе приведены результаты исследований распределения температуры в пазах статора электродвигателя ДВИ-630 в зависимости от различных вариантов охлаждения двш ателя (продува) и способа укладки обмотки в пазы Расчет проводился полевым методом Результаты теплового расчета позволили выбрать параметры системы охлаждения (вентилятора, размеров каналов охлаждения и др ), а также сформулировать рекомендации по изготовлению >злов и деталей двигателя, правильность которых была позднее подтверждена при испытаниях реального объекта

О 1200 2400 3600 4800 6000 7200 54С0 8600 10500

тоя

Тов

-Тр

1, с

Рис 8 Зависимости температур элементов двигателя ДВИ-180 от времени при работе по циклограмме (С)в=0,2 м3/с, Токр ср =20 °С)

В пятой главе приведены результаты проверки адекватности разработанных математических моделей электромагнитных и тепловых процессов реальному объекту. Адекватность проверялась путем сравнения расчетных и экспериментальных исследований макетного образца ДВИ с последовательной обмоткой возбуждения (рис.9). По своему конструктивному и

схемному исполнению рассматриваемый ДВИ двухпакетной конструкции позволяет учесть и использовать основные возможности разработанных математических моделей.

В работе приведены описание испытательного стенда и данные макетного образца, а также результаты электромагнитных испытаний в виде графиков (рис.10, 12) и Рис. 9 Макетный образец осциллограмм (рис.11), на которых для сравнения указаны аналогичные зависимости, полученные расчетным путем. Результаты тепловых испытаний представлены на рис.13.

Сопоставление результатов электромагнитного и теплового расчетов и данных экспериментальных исследований показало, что количественные расхождения между ними не превышают 10-12%, что позволяет считать предлагаемые методики и разработанные расчетные программы приемлемыми для практического использования.

п,об/мин

Мв, Е м

_ экспериментальные расчетные

зависимости зависимости

Рис. 10 Механические характеристики макетного образца ДВИ, полученные при различных значениях напряжения питания (ип) (6Н=30 эл.град.)

180 300 0, эл.град.

а)

Рис. 11 Расчетная зависимость (а) и осциллограмма фазного тока (б) при ип= 27В, п=250 об/мин,0К=О эл.град

М, Н и

1фшах, А

О 30 60 0, эл.град.

©, эл.град.

—й-— расчет

0

-60 -30 ©, эл.град. ..... эксперимент

Рис. 12 Зависимости вращающего момента на валу (Мв), максимального значения тока в фазе (1фтах) и тока возбуждения (1в)от начального угла включения фазы при ип=27В, п=250 об/мин

TOB, ОС ТОЯ, ос

- эксперимент ---расчет

Рис 13 Экспериментальная и расчетная зависимости температуры ОЯ (Тоя) и OB (Тов) от времени (t)

В заключении обобщены основные результаты и выводы по работе

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 Проведен анализ и систематизация сведений по различным вопросам теории и практики разработки и применения ДВИ, показавшие, что ДВИ с последовательной OB перспективен для использования в тяговом электроприводе как альтернатива электродвигателю постоянного тока

2 Показано, что метод математического моделирования на базе экви валентных схем замещения в анализе электромагнитных процессов в ДВИ не уступает по точности результатов полевым методам и более экономичен в использовании машинного времени.

3 Разработана математическая модель электромагнитных процессов в ДВИ с последовательной обмоткой возбуждения, позволяющая адекватно исследовать процессы, протекающие з машине Полученная точность в оценке магнитных систем ДВИ различного назначения и мощности не превышала 10-12 %.

4. С использованием цепных схем замещения и сосредоточенных источников тепла разработана математическая модель тепловых процессов в ДВИ с электромагнитным возбуждением Модель позволяет оценить динамику процесса нагрева и охлаждения элементов конструкции электродвигателя. а также определить рациональное значение требуемой производительности системы охлаждения в соответствии с заданными режимами работы

5. Разработанные математические модели реализованы в виде программ для персонального компьютера на языке программирования FORTRAN При приемлемых затратах машинного времени и объема памяти машины модели позволяют исследовать протекающие в ДВИ процессы и рассчитывать его характеристики

6 Произведен расчет вентильных индукторных электродвигателей, предназначенных для работы в составе привода электротележки, троллейбуса и привода сетевого насоса тепловой станции, отличающихся величиной и соотношением потерь, а также имеющих различьые системы охлаждения Для перечисленных электродвигателей на основе вычислительного эксперимента выявлен характер влияния различных параметров на выходные показатели ДВИ и показана принципиальная возможность выбора с помощью разработанных математических моделей рациональных законов регулирования ДВИ и оптимальной структуры системы охлаждения

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Русаков A.M., Шатова И.В. Моделирование тепловых процессов в вентильном индукторном двигателе с электромагнитным возбуждением // Электричество,- 2007,- №4.- С. 42-49.

2 Русаков A.M., Окунеева H.A., Соломин А.Н., Шатова И.В. Математическая модель электромагнитных процессов в вентильных двигателях Н Вестник МЭЙ.- 2007.- №.3- С. 33-39.

3 Шатова И В (Капкова ИВ) Результаты моделирования электромагнитных процессов в индукторном вентильном двигателе с последовательным возбуждением // Одиннадцатая Междунар науч -техн. конф студентов и аспирантов Радиоэлектроника, электротехника и энергетика1 Тез докл.-М , 2005 - С. 84-85

4 Шатова И.В Результаты исследования вентильных индукторных электродвигателей с последовательной обмоткой возбуждения // Двенадцатая Междунар науч -техн конф студентов и аспирантов Радиоэлектроника, эпектротехника и энергетика Тез, докл.- М , 2006 - С 90-91

5 Шатова И В Математическая модель электромагнитных процессов в вентильных индукторных двигателях с последовательным возбуждением И Тринадцатая Междунар науч -техн конф. студентов и аспирантов Радиоэлектроника. электротехника и энергетика. Тез докл.- М., 2007 - С 89-90.

Печ. л 1,25 Тираж 100 Заказ Ö

Типография МЭИ, Красноказарменная, 13.

ВВЕДЕНИЕ.

1. Объект, метод и задачи исследования.

1.1. Обзор литературы по вопросам теории и применения ДВИ.

1.2. Вентильный индукторный двигатель с последовательной обмоткой возбуждения.

1.2.1. Вентильный электродвигатель.

1.2.2. Описание конструкции ДВИ.

1.2.3. Способы включения последовательной обмотки возбуждения.

1.3. Выбор метода исследования.

1.4. Выводы.

2. Математическая модель электромагнитных процессов ДВИ с последовательной обмоткой возбуждения.

2.1. Основные понятия и допущения.

2.2. Формирование системы дифференциальных уравнений. Схемы замещения магнитной цепи ДВИ с последовательной обмоткой возбуждения.

2.3. Алгоритм расчета электромагнитных параметров и характеристик ДВИ с последовательной обмоткой возбуждения.

2.4. Выводы.

3. Математическая модель тепловых процессов в ДВИ.

3.1. Оценка теплового состояния электрической машины. Цели и задачи.

3.2. Метод эквивалентных тепловых схем замещения применительно к ДВИ.

3.3. Расчет тепловых процессов в ДВИ. Тепловые схемы замещения. Метод конечных элементов.

3.4. Особенности расчета тепловых процессов в ДВИ для тягового привода.

3.5. Выводы.

4. Расчет электромагнитных и тепловых процессов в тяговых электродвигателях.

4.1. Описание объектов исследования.

4.2. Результаты расчета электромагнитных параметров и характеристик электродвигателей.

4.3. Результаты расчета тепловых процессов в вентильных индукторных электродвигателях при различных условиях работы.

4.4. Выводы.

5. Экспериментальные исследования ДВИ с последовательной обмоткой возбуждения.

5.1. Цель и задачи экспериментальных исследований.

5.2. Описание макетного образца ДВИ с последовательной обмоткой возбуждения и методики проведения экспериментов.

5.3. Результаты исследования электромагнитных процессов.

5.4. Результаты исследования тепловых процессов.

5.5. Выводы.

Одной из тенденций развития современного электропривода является постоянное расширение сферы применения регулируемого электропривода [27, 53]. Электрическая машина для современного привода должна обладать хорошими регулировочными и динамическими характеристиками, иметь технологичную и надежную конструкцию, высокий КПД, способность длительно работать в широком диапазоне скоростей вращения, обеспечивать заданные характеристики при питании от полупроводниковых преобразователей с современными алгоритмами управления.

В ряде областей требуется работа в пределах механической характеристики гиперболического вида (тяговой характеристики) при хороших динамических качествах привода и широком диапазоне регулирования вращающего момента. Это относится к электроприводам большегрузных автомобилей, тепловозов и других транспортных средств, электроприводам грузоподъемного оборудования, приводам электроинструмента различного назначения и мощности и т.д.

Особенностью условий функционирования перечисленных выше двигателей является широкий диапазон изменения нагрузок и частоты вращения вала, что приводит к существенным перераспределениям потерь в меди и стали магнитопровода в зависимости от режима работы.

В настоящее время в этих областях в составе регулируемого привода широко применяются электродвигатели постоянного тока с последовательной обмоткой возбуждения.

Основным недостатком двигателей постоянного тока (ДПТ) является наличие в них щеточно-коллекторного узла. При этом все возрастающие технические требования к электроприводу и к электрическим машинам в частности побуждают к разработке новых электродвигателей нетрадиционных конструкций.

Альтернативой приводам с двигателями постоянного тока являются приводы с вентильными двигателями (ВД) [5].

В составе ВД могут использоваться электрические машины различного типа.

В качестве исполнительных бесколлекторных двигателей постоянного тока широкое применение получили вентильные двигатели с возбуждением от постоянных магнитов [11, 38]. Этот тип привода наиболее перспективен для станкостроения и робототехники, однако, является самым дорогостоящим.

Для общепромышленного применения перспективными являются индукторные двигатели с самовозбуждением (в зарубежной литературе имеют название Switched Reluctance Motors). Такие двигатели хорошо изучены: разным аспектам их разработки и исследования посвящены многие статьи и доклады как в нашей стране [12, 13, 35, 52], так и за рубежом [65-68].

Реализация тяговых характеристик, наиболее просто осуществляемая при использовании электродвигателей с последовательной обмоткой возбуждения, может быть обеспечена в ВД на базе одноименнополюсных индукторных машин. В дальнейшем такие двигатели будем называть вентильными индукторными двигателями (ДВИ).

Двигатели этого типа просты в изготовлении, технологичны, надежны, имеют малые потери в роторе, обладают хорошими регулировочными свойствами, способны работать в сложных условиях окружающей среды.

Несмотря на то, что машины подобного класса известны уже достаточно давно, выход на большие мощности двигателей стал возможным исключительно благодаря успехам современной электроники.

Для создания конкурентоспособных ДВИ с последовательной обмоткой возбуждения требуются методики их поверочного расчета, включающие электромагнитные и тепловые расчеты, которые позволили бы производить расчеты интегральных значений и временных зависимостей параметров и характеристик двигателя, а также уточнить с учетом заданного критерия геометрические и обмоточные данные электродвигателя, провести расчет на требуемые показатели и выбрать алгоритм управления.

В публикациях, касающихся вентильных двигателей с электромагнитным возбуждением, в основном рассматриваются двигатели независимого возбуждения [3CM-32, 41, 43]. В то же время в этих публикациях недостаточно внимания уделено методам расчета электромагнитных и тепловых процессов, протекающих в машинах такого типа, а особенности, касающиеся машин последовательного возбуждения, практически не рассмотрены.

Актуальность задачи. С учетом сказанного можно сделать вывод, что разработка и исследование вентильных индукторных электродвигателей с последовательной обмоткой возбуждения представляет весьма актуальную задачу. А создание методик поверочного расчета является необходимой базой для анализа и синтеза электромеханических систем такого класса в целом.

Цель диссертационной работы заключается в разработке математических моделей электромагнитных и тепловых процессов в вентильном индукторном двигателе с последовательной обмоткой возбуждения и в исследовании его характеристик посредством этих моделей.

Для достижения цели в диссертации поставлены следующие основные задачи:

1) Провести анализ и систематизацию сведений по различным вопросам теории и практики разработки и применения ДВИ.

2) Разработать математическую модель электромагнитных процессов в ДВИ с последовательной обмоткой возбуждения.

3) Разработать математическую модель тепловых процессов в ДВИ с электромагнитным возбуждением, определить основные особенности систем охлаждения.

4) С целью подтверждения адекватности разработанных математических моделей провести экспериментальные исследования и сравнение результатов натурного и математического моделирования.

Методы исследования

Комплексное исследование ДВИ последовательного возбуждения включает в себя анализ электромагнитных процессов с помощью аналитических методов исследования, базирующихся на методе мгновенных значений, теории обыкновенных дифференциальных уравнений и матричной алгебре. Исследование тепловых процессов в ДВИ проводилось посредством математической модели, основанной на методе эквивалентных схем замещения, и с применением пакета конечно-элементного анализа ELCUT.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций в диссертационной работе обосновывается хорошим совпадением результатов теоретического исследования и экспериментальных данных, полученных на макетном образце для различных режимов работы исследуемого двигателя.

Новые научные результаты и практическая ценность

1. Систематизированы сведения по вопросам современного состояния теории и практики разработки ДВИ. Определены и обоснованы перспективные области применения ДВИ с последовательной ОВ.

2. Разработана и обоснована математическая модель электромагнитных процессов в ДВИ с последовательной ОВ, позволяющая адекватно с приемлемыми допущениями исследовать процессы, протекающие в машине. Дана оценка точности показателей этой модели.

3. Разработана математическая модель тепловых процессов в ДВИ с электромагнитным возбуждением, позволяющая оценить динамику процесса нагрева и охлаждения элементов конструкции электродвигателя, а также определить рациональное значение требуемой производительности системы охлаждения в соответствии с заданными режимами работы объекта исследования.

4. С учетом особенностей работы тяговых электродвигателей сформулированы рекомендации для выбора систем охлаждения ДВИ этого назначения.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Разработанные математические модели реализованы в виде программ для персонального компьютера. Использование программ позволяет принимать обоснованные технические решения по выбору рациональных параметров и режимов работы ДВИ.

Результаты диссертационной работы использованы при разработке и проектировании ДВИ для приводов электротележки, троллейбуса и сетевого насоса РТС «Коломенская» г. Москвы. Подтверждением реализации результатов работы является наличие актов о внедрении.

Разработанные в рамках данной работы программные средства реализованы в учебном процессе на кафедре ЭКАО МЭИ (ПСУН «Программа моделирования тепловых процессов в вентильных индукторных двигателях» и «Программа моделирования электромагнитных процессов в вентильных индукторных машинах»), а также используются при выполнении госбюджетных и хоздоговорных работ в данной области.

На защиту выносятся:

1. Математическая модель электромагнитных процессов в ДВИ с последовательной обмоткой возбуждения.

2. Математическая модель тепловых процессов в ДВИ, позволяющая исследовать тепловое состояние электродвигателя в различных режимах его работы.

3. Результаты расчета и анализа электромагнитных и тепловых процессов в ДВИ с последовательной ОВ различного назначения и мощности.

4. Результаты экспериментальных исследований макетного образца ДВИ с последовательной ОВ, подтверждающие адекватность результатов, полученных с использованием разработанных математических моделей.

Апробация работы

Основные результаты работы обсуждались на заседаниях кафедры «Электротехнические комплексы автономных объектов» Московского энергетического института (технического университета), а так же на следующих конференциях:

1. Одиннадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов, Москва, МЭИ, 1-2- марта, 2005.

2. Двенадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов, Москва, МЭИ, 2-3 марта, 2006.

3. Тринадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов, Москва, МЭИ, 1-2 марта, 2007.

Для решения поставленных задач в первой главе проведен аналитический обзор по вопросам современного состояния теории и практики применения индукторных машин. Рассмотрены электромеханические преобразователи энергии в составе вентильного двигателя, выделены их достоинства и недостатки. Представлена классификация, устройство и принцип действия индукторных машин, а также сравнительный анализ возможных способов включения последовательной обмотки возбуждения. Выбраны методы исследования, отвечающие выдвинутым требованиям и поставленным задачам.

Во второй главе рассмотрены общие проблемы, связанные с выбором и обоснованием метода электромагнитного расчета ИМ. С учетом принятых допущений разработана математическая модель электромагнитных процессов в вентильном индукторном двигателе с последовательной обмоткой возбуждения. Представлены схемы замещения магнитной цепи, определены основные электромагнитные параметры.

В третьей главе рассмотрены особенности тепловых процессов в ДВИ с электромагнитным возбуждением. Проведен сопоставительный анализ существующих методов расчета. Представлены тепловые схемы замещения, алгоритм и особенности тепловых расчетов электродвигателей применительно к тяговому приводу.

Четвертая глава посвящена расчету электромагнитных и тепловых процессов в тяговых вентильных индукторных электродвигателях различного назначения и мощности. Проведен анализ влияния отдельных параметров и режимов работы на выходные характеристики ДВИ.

В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований электромагнитных и тепловых процессов макетного образца ДВИ последовательного возбуждения. Представлены результаты сопоставления экспериментальных и расчетных исследований, которые позволили судить об адекватности математических моделей.

В заключении обобщены основные результаты и выводы по работе.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Русаков А. М., Шатова И. В. Моделирование тепловых процессов в вентильном индукторном двигателе с электромагнитным возбуждением // «Электричество». - 2007. - №4. - С. 42-49.

2. Русаков A.M., Окунеева Н.А., Соломин А.Н., Шатова И.В. Математическая модель электромагнитных процессов в вентильных двигателях // Вестник МЭИ. - 2007. - №.3 - С. 33-39.

3. Шатова И.В. (Капкова И.В.) Результаты моделирования электромагнитных процессов в индукторном вентильном двигателе с последовательным возбуждением // РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА // Одиннадцатая междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т. - М.: МЭИ, 2005. Т. 2. - С. 84-85.

4. Шатова И.В. Результаты исследования вентильных индукторных электродвигателей с последовательной обмоткой возбуждения // РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА // Двенадцатая междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т. - М.: МЭИ, 2006. Т. 2. - С. 90-91.

5. Шатова И.В. Математическая модель электромагнитных процессов в вентильных индукторных двигателях с последовательным возбуждением // РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭНЕРГЕТИКА // Тринадцатая междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т. - М.: МЭИ, 2007. Т. 2. - С. 89-90.

По теме диссертационной работы опубликовано пять печатных работ.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 71 наименования. Ее содержание изложено на 193 страницах машинописного текста, включая 78 рисунков, 16 таблиц и 2 приложения.

5.5. Выводы

Экспериментальные исследования макетного образца ДВИ последовательного возбуждения позволили получить следующие результаты.

1. Подтверждена достоверность разработанных математических моделей и правомочность принятых допущений для адекватного отражения протекающих в двигателе электромагнитных и тепловых процессов.

2. Сопоставление результатов электромагнитного расчета и данных экспериментальных исследований показало, что количественные расхождения между ними не превышают 10-12%, что позволяет считать предлагаемые методики и разработанные расчетные программы приемлемыми для практического использования.

3. Проверена адекватность результатов расчетов по предложенной математической модели тепловых процессов в ДВИ с экспериментальными данными, что подтвердило возможность ее практической применимости.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с содержанием поставленных задач в данной работе:

1. Проведен анализ и систематизация сведений по различным вопросам теории и практики разработки и применения ДВИ, показавшие, что ДВИ с последовательной ОВ перспективен для использования в тяговом электроприводе как альтернатива электродвигателю постоянного тока.

2. Показано, что метод математического моделирования на базе эквивалентных схем замещения в анализе электромагнитных процессов в ДВИ не уступает по точности результатов полевым методам и более экономичен в использовании машинного времени.

3. Разработана математическая модель электромагнитных процессов в ДВИ с последовательной обмоткой возбуждения, позволяющая адекватно исследовать процессы, протекающие в машине. Полученная точность в оценке магнитных систем ДВИ различного назначения и мощности не превышала 10-12%.

4. С использованием цепных схем замещения и сосредоточенных источников тепла разработана математическая модель тепловых процессов в ДВИ с электромагнитным возбуждением. Модель позволяет оценить динамику процесса нагрева и охлаждения элементов конструкции электродвигателя, а также определить рациональное значение требуемой производительности системы охлаждения в соответствии с заданными режимами работы.

5. Разработанные математические модели реализованы в виде программ для персонального компьютера на языке программирования FORTRAN. При приемлемых затратах машинного времени и объема памяти машины модели позволяют исследовать протекающие в ДВИ процессы и рассчитывать его характеристики.

6. Произведен расчет вентильных индукторных электродвигателей, предназначенных для работы в составе привода электротележки, троллейбуса и привода сетевого насоса, отличающихся величиной и соотношением потерь, а также имеющих различные системы охлаждения. Для перечисленных электродвигателей на основе вычислительного эксперимента выявлен характер влияния различных параметров на выходные показатели ДВИ и показана принципиальная возможность выбора с помощью разработанных математических моделей рациональных законов регулирования ДВИ и оптимальной структуры системы охлаждения.

1. Алексеев А.Е. Тяговые электрические машины и преобразователи. -JL: Энергия, 1977.-444 с.

2. Альпер Н.Я., Терзян А.А. Индукторные генераторы. М.: Энергия, 1970.- 190 с.

3. Альтшулер И.Б. и др. Расчет электромагнитных полей в электрических машинах, М.: Энергия, 1969. 88 с.

4. Апсит В.В. Классификация безконтактных синхронных машин. Доклад на научно-технической конференции по бесконтактным электрическим машинам. Рига, Изд.-во АН ЛатвССР, 1961. -27 с.

5. Аракелян А.К. Регулируемый привод с вентильными двигателями. -М.: Энергоатомиздат, 1997. 235 с.

6. Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока. М.: Высшая школа, 1982. - 272 с.

7. Беспалов В.Я., Дунайкина Е.А., Мощинский Ю.А. / Под ред. Клокова Б.К. Нестационарные тепловые расчеты в электрических машинах. М.: МЭИ, 1987.-72 с.

8. Борисенко А.И., Костиков О.Н., Яковлев А.И. Охлаждение промышленных электрических машин.- М.: «Энергоатомиздат», 1983. 296 с.

9. Борисенко А.И., Данько В.Г., Яковлев А.И. Аэродинамика и теплопередача в электрических машинах.- М.: «Энергия», 1974.- 560 с.

10. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины: Учеб. Пособие для электромех. и электроэнерг. спец. Вузов,- М.: Высш. шк., 1990. 416 с.

11. Бычков М.Г. Элементы теории вентильно-индукторного электропривода // Электричество. 1997. - №8. - С. 35-44.

12. Бычков М.Г., Кисельникова А.В., Сеенчук В.А. Экспериментальные исследования шума и вибраций в вентильно-индукторном электроприводе // Электричество. 1997. - №12. - С. 41-46.

13. Важнов А.И., Гордон И.А., Гофман Г.В. О практической реализации сеточного метода расчета трехмерного электромагнитного поля в электрических машинах // Электричество. 1978. - №10. - С. 46-50.

14. Виноградов В.И. Вентиляторы электрических машин.-JI.: Энергоиз-дат. Ленингр. отд.-ие, 1980. 200 с.

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

16. Вреббия К., Вроубел Л., Теллес X. Методы граничных элементов: Пер. с англ. М.: Мир, 1987.

17. Галтеев Ф.Ф., Тыричев П. А. Проектирование индукторных генераторов комбинированного возбуждения: Учеб. Пособие в 2-х частях. М.; Изд.- во МЭИ, 1976. - 88 с.

18. Домбур Л.Э. Аксиальные индукторные машины. Рига: Зинатне, 1984.-247 с.

19. Демирчян К.С. Моделирование магнитных полей.-Л.: Энергия, 1974.-286 с.

20. Демирчян К.С., Солнышкин Н.И. Расчет трехмерных магнитных полей методом конечных элементов // Энергетика и транспорт. 1975. - №5. - С. 39-49.

21. Ефремов И.С., Косарев Г.В. Теория и расчет троллейбусов (электрическое оборудование). 4.1. Учеб. Пособие для вузов. М.: Высш. школа, 1981.-293 с.

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

23. Иванов-Смоленский А.В. Метод проводимостей зубцовых контуров и его применение к электромагнитному расчету насыщенной электрической машины с двусторонней зубчатостью сердечников // Электричество. 1976. -№9.-С. 18-28.

24. Ивоботенко Б.А., Козаченко В.Ф. Шаговый электропривод в робототехнике. -М.: МЭИ, 1984. 100 с.

25. Ивоботенко Б.А., Садовский JI.A. Дискретный шаговый электропривод. М.: МЭИ, 1989. 90 с.

26. Ильинский Н.Ф. Перспективы применения вентильно-индукторного электропривода в современных технологиях // Электротехника, 1997. - №2.-С. 1-3.

27. Ильинский Н.Ф. Вентильно-индукторный электропривод для легких электрических транспортных средств // Электротехника, 2000. - №2. -С. 28-31.

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

29. Козаченко В.Ф. и др. Цифровое векторное управление вентильно-индукторными двигателями с независимым возбуждением // Компоненты и технологии (Components & Tehnologies), 2004. - №8. - С. 166-170.

30. Козаченко В.Ф., Корпусов Д.Е., Остриров В.Н., Русаков A.M. Электропривод на базе вентильных индукторных машин с электромагнитным возбуждением // Электронные компоненты. 2005. - №6. - С. 60-64.

31. Козаченко В.Ф., Остриров В.Н., Русаков A.M. Перспективные системы экскаваторного электропривода на базе вентильно-индукторных двигателей с независимым возбуждением // Тез. докл. научн.-прак. семин. М.: МЭИ. 2004. - С. 101-112.

32. Кононенко Е.В. Синхронные реактивные машины.-М.: Энергия. -1990.-208 с.

33. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин: Учеб. Для вузов по спец. «Электромеханика». 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш.шк. 1994.-318 с.

34. Курбасов А.С. Опыт создания индукторных реактивных электрических двигателей // Электричество. 1997. - №7. - С. 46-49.

35. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат. - 1990. - 367 с.

36. Кушнир Ф.В. Электрорадиоизмерения: Учебное пособие для вузов.- Д.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние. 1983. - 320 с.

37. Ледовский А.Н. Электрические машины с высококоэрцитивными магнитами.- М.: Энергоатомиздат. 1985. - 168 с.

38. Мастяев Н.З., Орлов И.Н. Нагрев и охлаждение электрооборудования летательных аппаратов.-М.: Моск.энерг.ин-т. 1995, - 203 с.

39. Мельников А.А. Расчет электромагнитных и температурных полей методом конечных элементов: Учебное пособие / Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет). М.; - 2001. - 76 с.

40. Миронов Л. М., Постников С.Г. Электропривод на базе вентильно-индукторного двигателя с независимым возбуждением // Труды МЭИ. 2000.- Вып. 676 С. 68-82.

41. Овчинников И.Е. Вентильные электрические двигатели и привод на их основе (малая и средняя мощность): Курс лекций.-СПб.: КОРОНА-Век. -2007.- 336 с.

42. Остриров В.Н., Русаков A.M., Корпусов Д.Е. Мощный вентильно-индукторный электропривод сетевых насосов с резервированием по питанию

43. Труды XI-ой Международной конференции «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты». 18-23 сентября 2006г. В 2 ч. Крым. - 2006. - Ч. 2. - С. 7-8.

44. Пат. 2234793 РФ, МПК7 Н 02 Р 6/08. Способ получения вращающего момента для бесконтактных индукторных вентильных двигателей / Демьяненко А.В., Жердев И.А., Русаков A.M. № 2002131489/09; заявл. 25.11.02; опубл. 20.08.04, Бюл. № 23.-18 е.: ил.

45. Птах Г.К., Рожков В.И., Линев А.И Расчет электромагнитных процессов в системе тягового электропривода электроподвижного состава с разноименно-полюсным индукторным двигателем Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2003. - №4. - С. 57-60.

46. Рожнов Н.М., Русаков A.M., Сугробов A.M., Тыричев П.А. Вентильные генераторы автономных систем электроснабжения/ под ред. П.А.Тыричева М.: Издательство МЭИ. - 1996. - 280 с.

47. Русаков A.M. Разработка вентильных электродвигателей на базе магнитных систем индукторных машин. Дисс.канд.техн.наук. М.: 1982.

48. Садовский JI.A., Виноградов B.JI. Электродвигатели с переменным магнитным сопротивлением для современного регулируемого электропривода// Электротехника. 2000. - №2. - С. 54-59.

49. Садовский Л.А., Виноградов В.Л., Максимов А.А. Развитие регулируемого электропривода с новыми типами машин переменного тока// Приводная техника. 2001. - №2. С. 35-44.

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

51. Сипайлов Г. А., Лоос А. В. Математическое моделирование машин (ABM). -М.: Высшая школа. 1980. - 176 с.

52. Сипайлов Г. А., Санников Д. И., Жадан В. А. Тепловые, гидравлические и аэродинамические расчеты в электрических машинах.- М.: Высш. шк.- 1989.-239 с.

53. Соломин А. Н. Разработка математической модели машинно-вентильного преобразователя на базе многофазной индукторной машины с аксиальным потоком. Дисс.канд.техн.наук. М.: 1996.

54. Тозони О. В. Метод вторичных источников в электротехнике.- М.: Энергия. 1975.-296 с.

55. Универсальный метод расчета электромагнитных процессов в электрических машинах / Под ред. А.В. Иванова-Смоленского. М.: Энергоатом-издат.- 1986.-216 с.

56. Филлипов И.Ф. Теплообмен в электрических машинах: Учеб. пособие для вузов. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд.-ие. - 1986. - 256 с.

57. Фильц Р.В. Численный метод алгебраизации уравнений Максвелла при расчетах полей в электрических машинах методом конечных разностей // Электричество.-1980. №9. - С. 29-35.

58. Фисенко В.Г. Численные расчеты электромагнитных полей в электрических машинах на основе метода конечных элементов. М.: Изд.-во МЭИ. - 2002. - 44 с.

59. Фрнджибашян Э.С., Терзян А.А. Математическое моделирование в задачах анализа и синтеза электрических машин// Энергетика и транспорт. -1975.-№2.

60. Шаров B.C. Высокочастотные и сверхвысокоскоростные электрические машины. М.: Энергия. 1973. - 248 с.

61. Francheschini G., Fratta A. Performance of SRM in servo-drive applications/ Intelligent Motion Proc. June 1993. - P. 16-27.

62. Lawrenson P. J. A Brief Status Review of Switched Reluctance Drives// EPE Journal.- Oct. 1992.-Vol. 2. №3. p. 133-144.

63. Matveev A. Development of methods, algorithms and software for optimal design of switched reluctance drives.- Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven. 2006.

64. Miller T.J.E. Switched reluctance motors and their control.- Oxford: Magna Physics Publishing and Clarendon Press. 1993.

65. Neudorfer H. Glasers Annalen. 2001. - № 5. - P. 185 - 190.

66. Robert Pohl «Theory of pulsating-field machines», Electrical Engineering Department, Birmingham University. 1945. - P.37.71. http://www.tor.ru/elcut