автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Резервированные электроприводы на базе вентильных двигателей

На правах рукописи

РГ5 ОД 2 2 ДЕК Ш

Сандалов Виктор Михайлович

РЕЗЕРВИРОВАННЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ НА БАЗЕ ВЕНТИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Специальность 05.09.03 - «Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск 2000

Работа выполнена на кафедре «Электрооборудование и автоматизация производственных процессов» Южно-Уральского государственного .университета.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор ВоронинС!".

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Смирнов Ю.С.; кандидат технических наук, Бутаков С.М.

Ведущая организация - ЦСКБ (г. Самара).

Защита состоится декабря 2000 г., в 13 часов, на заседании диссертационного совета Д 053.13.07 Южно-Уральского государственного университета по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Уральского государственного университета.

»

Автореферат разослан «

16 » 2000г.

Ученый секретарь диссертационного совета, док-гор технических наук, профессо]

А.И. Сидоров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Одной из приоритетных отраслей, определяющих развитие новейших технологии, является космическая техника. Жесткие требования к приводам космических летательных аппаратов (КЛА) по мас-соэнергетическим показателям и надежности, экстремальные условия работы, сложность, а зачастую и невозможность ремонта и обслуживания, высокая цена ошибок объясняют, с одной стороны, повышенный интерес разработчиков КЛА к последним достижениям науки, с другой стороны - здоровый консерватизм при принятии технических решений.

Количество электродвигателей на борту современных КЛА достигает нескольких сотен. Электроприводы, как правило, являются наиболее мощными потребителями энергии, и, соответственно, определяют построение и массу системы электропитания, доля которой в общей массе, например, низкоорбитальных космических аппаратов достигает 20...40%. Требование повышения ресурса современных летательных аппаратов до уровня десятков тысяч часов подразумевает необходимость оптимизации привода по критериям надежности и живучести.

Наиболее конкурентоспособным исполнительным элементом электропривода по праву является вентильный двигатель (ВД), в первую очередь, за счет высокой надежности, а также хороших массоэнергетических и регулировочных показателей. Дополнительное преимущество ВД - широкие возможности для резервирования, которое может выполняться как на уровне элементов, например, троирование ключей, отдельных фаз машины, электрической части, т.е. реализация на базе одного электромеханического преобразователя нескольких электрически независимых двигателей, так и двигателя как конструктивной единицы в целом.

В настоящее время область применения ВД расширилась от микроприводов аудио- и видеотехники, гироскопов, систем автоматики и станкостроения до сверхмощных приводов нагнетателей магистральных газо- и

• -

нефтепроводов, йсполнительных приводов металлургической и горнодобывающей промышленности. Укрепились и позиции ВД в приводах летательных аппаратов и спецтехники.

Этому способствовали теоретические исследования и разработки российских ученых В.А. Балагурова, А.И. Бертннова, И.А. Вевюрко, С.Г. Воронина, A.A. Дубенского, Д.А. Завалишина, Ю.И. Конева, НЖ Лебедева, В.А. Лифанова, В.К. Лозенко, В.П. Миловзорова, И.Е. Овчинникова, Л.И. Столова и др.

На сегодняшний день достаточно полно разработаны вопросы математического моделирования штатных и аварийных режимов работы двух- и трехфазных схем ВД, проектирования электромеханических преобразователей, анализа статических и динамических характеристик двигателей, синтеза систем электропривода с заданными массоэнергетическими показателями.

Однако выбор схемы ВД по критерию надежности в практических разработках используется крайне редхо, поскольку теоретические работы в этой области, как правило, сводятся к анализу аварийных режимов и оценке надежности конкретных схем, способы повышения живучести носят характер частных технических решений, отсутствуют обоснованные критерии оценки работоспособности ВД в аварийных режимах, нет сопоставления' влияние отказов отдельных элементов на функционирование двигателя при разном построении схем ВД. Следует отметить, что развитие элементной базы и развитие микропроцессорной техники расширяют функциональные возможности системы управления, но соответственно возрастает и количество вариан тов схем. Задача проектирования существенно усложняется при учете воз можпостей резервирования: раздельного или общего, пассивного или актив кого, функционального и информационного.

Работа выполнялась в соответствии с планом научных исследованш Минвуза по направлению 8 проблеме 30 «Разработка и исследование элек трических машин, систем автоматики и специальных установок».

Цель работы - повышение надежности электроприводов на базе вентильных двигателей

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- формулировка требований к проектированию, выбор целевой функции, критерия оптимизации и варьируемых параметров;

- анализ принципов построения и разработка классификации схем ВД с точки зрения надежности;

- построение математических моделей для анализа неисправных состояний привода, сравнительная оценка работоспособности схем ВД при отказах отдельных элементов;

- разработка методики расчета надежности резервированных схем многофазных ВД.

Идея паГюты заключается в том, что разработка проводится в виде решения оптимизационной задачи нелинейного программирования, в которой в качестве исходных данных выступают показатели надежности функциональных блоков ВД, а в качестве целевой функции и основного ограничения используются зависимости показателей надежности и работоспособности схем от количества этих блоков и способа их взаимодействия между собой. Научные положения, разработанные лично соискателем н новизна

1. Применение для анализа неисправных состояний схем ВД системно-информационного подхода и теории графов позволяет определить общие закономерности поведения схем в неисправных состояшгх, оценить влияние отказов отдельных элементов на показатели работоспособности и надежности.

2. Предложенная классификация схем и методика расчета моментных характеристик позволяют минимизировать математические модели и объем анализа неисправных режимов многофазных ВД.

3. Использование в качестве критерия оценки работоспособности уровня пульсаций момента позволяет выполнить сравнение влияния отказов сд-

нотипных элементов на живучесть различных схем ВД, уточнить область применения схем различных классов, определить методы эффективного повышения живучести и пути рационального резервирования.

4. Методика проектирования резервированных электроприводов на базе ВД предложенная в виде решения задачи нелинейного программирования, позволяет оптимизировать показатели надежности схем.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются корректным использованием известных методов теории систем, теории графов, метода индуктивного анализа аварийных состояний, методов интегрального и дифференциального исчислений, нелинейного программирования. Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена экспериментальными исследованиями на базе предприятий «Прогресс» и ЦСКБ г. Самары с использованием методик предприятий.

Значение работы

*

Научное значение работы заключается в развитии теории и методов анализа и синтеза резервированных многофазных схем ВД с учетом требований живучести и надежности приводов низкоорбитальных космических летательных аппаратов.

Практическое значение работы заключается в разработке методики оптимального проектирования резервированных многофазных схем ВД заданного уровня надежности; сопоставлении поведения в неисправных состояниях схем наиболее распространенных ВД, уточнении области их применения, выделении наиболее опасных отказов элементов.

Реализапня результатов работы

Выводы, положения, рекомендации в совокупности с техническими решениями использованы предприятием ЦСКБ г. Самары при создании опытной серии бесконтактных электроприводов. После проведения комплексных испытаний концепция построения приводов принята предприятием за базо-

вую в перспективных разработках. Кроме того, принципиальные схемы исполнительных электроприводов применены при разработке конструкторской документации на агрегаты изделий 17Ф12, 17Ф119 предприятия ЦСКБ г. Самары, БАРУ-034, КИНД39-001 (ИДВМ) предприятия НИИПМ г. Москвы. Эффективность методики и технических решений подтверждена соответствующими актами внедрения.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены, рассмотрены и получили одобрение на заседаниях: I всесоюзной научно-технической конференции по электромеханотронике (Москва, 1987), всесоюзной научно-технической конференции «Вентильные электромеханические системы с постоянными магнитами» (Москва, 1989), научно-техническом семинаре «Контроль, техническая диагностика и прогнозирование в приборостроении» (Ленинград, 1989), региональной научно-технической конференции «Управляемые электромеханические системы» (Киров, 1990), научно-технической конференции «Электротехнические комплексы автономных объектов» (Москва, 1997), на научно-технических конференциях ЮжноУральского государственного университета (Златоуст, 1985, 1987, 1995, 1999, 2000, Челябинск, 1989, 1997), на научно-техническом семинаре предприятия ЦСКБ (г. Самара, 1988).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 8 печатных работах, в том числе 6 статьях и докладах и 2 авторских свидетельствах СССР.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 227 страниц машинописного текста, 15 таблиц, 26 рисунков, список использованной литературы, включающий 168 наименований, 56 страниц приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обосновывается актуальность темы, сформулированы задачи исследования, выделена научная и практическая ценность работы.

В первой гЛаве рассмотрены особенности построения долгоресурсных электроприводов КЛА, приведены кинематические схемы отказоустойчивых приводов, рассмотрены возможности резервирования, описаны принцип действия и особенности схем ВД.

В приводах на базе коллекторных двигателей применялось общее резервирование, при этом задачи отключения отказавшего канала и подключения резерва решались с помощью механических дифференциалов и муфт.

В период 1984 - 2000 гг. при участии автора проводился ряд научно -исследовательских работ по рассматриваемой проблеме. В частности, по заказу ЦСКБ г. Самары был разработан и изготовлен моментный вентильный электропривод с электромагнитным суммированием моментов (рис. 1). В качестве исполнительного элемента использовался резервированный ВД А1, состоящий из двух трехфазных электрически независимых двигателя М1 и М2, работающих на один индуктор. Особенность разработки - расширение возможностей резервирования, в частности, активного или пассивного - на уровне отдельных элементов, фазных каналов или электрической части двигателя в целом, функционального и информационного - на уровне взаимодействия элементов схемы управления двигателем.

Рис. 1. Схема функциональная резервированного привода 17Ф12, БУ - блок управления, Ы...СЗ - фазные обмотки, РО - рабочий орган

Однако расширение возможностей резервирования усложняет и задачу выбора схемы двигателя, числа фаз и кратности резервирования, слабо освещенную в отечественной и зарубежной литературе.

Предложено для анализа неисправных состояний привода использовать системно-информационный подход, выделяя в составе различных схем однотипные блоки и определяя связи между ними в виде графа. Задача разработки сформулирована в виде задачи оптимального проектирования, в которой в качестве варьируемых параметров ВД приняты вид схемы, число фаз двигателя, кратность резервирования двигателей, вероятности безотказной работы отдельных блоков схемы, в качестве целевой функции оптимизации - вероятность работоспособности привода или ресурс, а в качестве критерия работоспособности - относительный уровень пульсаций момента: БМ(И) = ( Ми - Мн ) / Ми < ЭМз = ( Ми - Мс) / Ми • где Мн - средний момент исправного привода; Мп - момент неисправного привода; Мс - момент нагрузки, БМз - относительный динамический момент или запас по моменту исправного привода.

Момент неисправного привода Мн определяется в зависимости от условий работы привода: для моментных приводов повторно-кратковременного режима - через минимум неисправного момента Ми=Мппнп(0) (0 - угол поворота ротора) при нулевой частоте вращения, а для приводов длительного режима работы - по среднему значению в пределах электрического оборота Мп=Мнср(0) при рабочей частоте вращения. -

Во второй главе проведен анализ построения схем ВД с позиций теории графов и системно-ннформацнонного анализа, разработана методика оценки влияния отказов на показатели работоспособности и математические модели для наиболее распространенных схем.

Показано, что традиционная классификация ВД, связанная с построением и количеством отдельных блоков схем, не отражает особенностей взаи-

модействия блоков между собой и не позволяет выявить общие закономерности поведения различных схем в неисправных состояниях.

Если представить ВД в качестве системы передачи информации от датчика положения ротора (ДПР) к фазным обмоткам двигателя, выделив в качестве типовых функциональных узлов элемент ДПР, элемент логического устройства коммутации ЛУ, ключ УТ силового инвертора и обмотку фазы ЬМ, то формируются три основных класса ВД (рис. 2): а) с независимыми фазными каналами; б) с взаимосвязанными каналами; в) с памятью.

К первому классу относятся ВД с ДПР на базе индуктивных, гальваномагнитных и фотодатчиков, ЛУ которых представляет собой преобразователь сигнала ДПР фазы в сигнал управления ключами и не связано с ДПР других фаз, а секции обмотки выполнены либо гальванически развязанными, либо разомкнутая обмотка запитывается по нереверсивной схеме. Граф в этом случае соответствует последовательно-параллельной системе.

Второй класс формально получается из первого введением в граф дополнительных связей и соответствует схемам с классическим ДПР, к которым не может быть применен случай 1, в частности, схемы с неполной коммутацией, с реверсивным питанием разомкнутой и замкнутой обмоток, когда силовой инвертор выполнен на базе полумостов и т.д.

В последний объединены схемы с косвенным определением положения ротора, например, по ЭДС вращения секций, .когда состояние схемы зависит не только от текущих сигналов, но и от предыдущего состояния, а расчетная схема надежности - замкнутая.

Предлагаемая классификация позволяет резко упростить анализ пульсаций момента для схем многофазных ВД. Действительно, полагая отказы стационарными, можно в графе ВД выделить дерево влияния любого единичного отказа (на рис. 2 выделены деревья отказа 3 ЛУ), н рассчитать неисправный моменпг по выражению (1).

а) ЬМ1

ДПР. ЛУ| ЧГЧ 5

-И <—■ « г-п

->ип

-ип

Рис. 2. Ф}'икциональные схемы и расчетные графы ВД: а) с независимыми каналами; б) с взаимным влиянием; в) с памятью (коммутация по ЭДС вращения). 1- 8 - отказы элементов

Mhi(0) = Mhs(0) - ти (©) + тн (0), (1)

где © - угол поворота ротора, Miis(0) - полный момент исправного двигателя, шн(0) - исправный момент неисправных фаз, та (&) - момент неисправных фаз при отказе.

Разработка математической модели расчета показателей работоспособности предложенным методом сводится к описанию отдельных дуг графа. При расчете угловых моментных характеристик целесообразно использовать относительные единицы, приняв за базовые значения рабочие фазное напряжение и поток, скорость идеального холостого хода, фазные момент и ток короткого замыкания. Расчет фазных токов в схемах с нереверсивным питанием и гальванически развязанными секциями удобно проводить непосредственным решением уравнений Кирхгоффа, в схемах с разомкнутой обмоткой — методом узловых потенциалов.

Например, следующая система уравнений соответствует графу схемы с независимым построением каналов (рис. 2,а): Xi =SIGN[SIN(0 + <pj)] Y,-X, U, = Y, 1| = Ц,-Е, Ej = w • SIN(0 + q>i) mi = I| -SINie + fpi)', где q>( - угол коммутации; SIGN (a) = 1 при (a) > 0, SIGN (a) = 0 при (a) < 0; Ei—ЭДС вращения коммутируемой секций; w—частота вращения.

Полный момент двигателя определяется суммированием моментов фаз. В случае отказа элемента соответствующая переменная первого фазного канала принимается постоянной, например, при выделенном отказе ЛУ Yl=l.

В третьей глав« приведены результаты расчета пульсаций пускового DMn и среднего DMc моментов для восьми вариантов наиболее распростра-

ненных схем ВД при вариации числа фаз от трех до девятнадцати. Принято, что распределение индукции в зазоре синусоидальное, коммутация секций в исправном состоянии нейтральная, реакция якоря отсутствует. В схемах с независимым построением каналов управления рассматривались два варианта длительности подключения фаз - 180° и «рациональная», когда в любой момент времени от источника питания отключена одна секция при нечетном числе фаз и две - при четном. С учетом организации коммутации проведена оценка работоспособности одиннадцати вариантов исполнения схем ВД. Результаты могут быть представлены в виде угловых моментных характеристик в неисправных состояниях (рис. 3), таблиц или графиков зависимостей уровня пульсаций от числа фаз, однако при решении задач оптимизации надежности удобнее использовать аппроксимацию.

Рис. 3. Угловая моментная характеристика пятифазного двигателя с разомкнутой обмоткой при коротком замыкании ключа, пи - пусковой момент, то - при частоте вращения относительной 0.5, ^ - угол поворота ротора

Наилучшую точность с оценкой по методу наименьших квадратов не ниже 0,9 дает аппроксимация вида: ОМ = А / ш в , где А, В - коэффициенты аппроксимации, т - число фаз двигателя.

Коэффициент аппроксимации рассчитаны для одиннадцати вариантов исполнения ВД раздельно для пульсаций пускового и среднего момента при четном и нечетном числе фаз. В качестве примера в таблице и на рис. 5 приведено соотношение пульсаций пускового момента, рассчитанное по аппроксимирующим функциям при ш = 7 для схем рис. 2.

По результатам расчетов сформулированы инженерные рекомендации по повышению живучести схем разных классов, определены способы рационального резервирования и области применения схем, в частности, следует признать, что использование косвенного способа определения положения ротора в сочетании с «эстафетным» принципом управления резко повышает чувствительность схемы к отказам элементов.

В четвертой главе приведены методика оптимального проектирования резервированного привода на базе ВД и пример оптимизации схемы на базе двенадцатисекционного электромеханического преобразователя при вариации числа фаз и кратности резервирования. Методика включает следующие этапы: 1) выбор необходимого запаса по моменту привода с учетом требования поддержания работоспособности при единичном отказе любого элемента по рассчитанным аппроксимирующим функциям; 2) выбор элементной базы, разработка принципиальных схем функциональных блоков и расчет вероятностей возникновения отказов блоков и двигатегей; 3) разделение неисправных состояний схемы на работоспособные и неработоспособные с учетом пульсаций момента; 4) расчет вероятностей неисправных работоспособных состояний привода, определение вероятности работоспособности \ ресурса привода, выбор оптимального варианта; 5) при необходимости -принятие решений по резервированию элементов с повторением расчета.

Расчет работоспособности резервированного привода в случае отказо1 нескольких элементов в разных каналах производился при наихудшем соче танни единичных отказов двигателей, когда пульсации суммируются.

Таблица

Соотношение пульсаций пускового момента

Название схемы Состо яние Отказы Пульсации ОМп(7)

Нереверсивная (рисунок 2, а) 1.1 Исправное 0.02

1.2. Все отказы 0.41

С разомкнутой обмоткой (рисунок 2, в) 8.1 Исправное 0.03

8.2 Короткое замыкание фазы 0.07

8.3 ЛУ "-", обрыв ключа, обрыв фазы 0.31

8.4 ЛУ "+", короткое замыкание ключа, отказ ДПР 0.44

Реверсивная с коммутацией по ЭДС вращения (рисунок 2, в) 10.1 Исправное 0.03

10.2 Обрыв ключа 0.29

10.3 Отказ ДПР, ЛУ "-", отказ фазы 1.82

10.4 ЛУ"+", короткое замыкание ключа 2.04

2.5

Пульсации пускового момента

1.5

0.5

1.1 Г2 8.1 82 8.3 84 10.1 10.2 10.3 104 Состояния схем

Рис. 5. Соотношение пульсаций момента при ш = 7«

'Расчет вероятности работоспособности привода Pwd = 1 - Qwd производится по вероятностям работоспособного Ри и неработоспособного состояний Qsy отдельного фазного канала, например, вероятность неработоспособности привода:

Qwd=

j=i...d

где z - общее число каналов; k(j) = 1... г - число неисправных каналов в неисправном состоянии j; d - число вариантов неработоспособных состояний ВД; С?ж — число сочетаний z по к.

Результаты расчетов показывают, что схемы с взаимосвязанными каналами за счет увеличения числа неисправных работоспособных состояний имеют более высокие показатели надежности. Так, оптимальный расчетный вариант с дублированием шестифазных двигателей с разомкнутой обмоткой и «рациональной» коммутацией имеет условную наработку на отказ 11080 ч., а двенадцатифазный нерезервированный при той же схеме и одинаковом числе элементов -136 ч.

В пятой главе приведены примеры практической реализации приводов на базе ВД с учетом надежности. Так, в процессе выполнения НИР «Разработка и исследование вентильных электроприводов» по заказу предприятия НИИПМ г. Москвы была разработана и выпущена опытная партия вентильных двигателей с коммутацией по ЭДС вращения привода насос: системы гидростабилизации, по заказам ЦСКБ г. Самары - опытная партш резервированных ВД с ДПР на базе датчиков Холла приводов крышек спе цаппаратуры, солнечных батарей, которая, после проведения ресурсных йс пытаний была рекомендована в качестве базовой в перспективных разработ ках ЦСКБ для приводов KJ1A. По заказам предприятия «Прогресс», г. Сама ры изготовлена серия нагружающих устройств для испытаний бортовы: приводов, в том числе с микропроцессорным управлением.

Заключение

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научно-технической задачи синтеза резервированных электроприводов на базе многофазных вентильных двигателей с учетом требований живучести и надежности, в процессе решения которой:

1. Показано, что использование для анализа неисправных состояний схем ВД системно-информационного подхода и теории графов позволяет определить общие закономерности поведения схем в неисправных состояниях, оценить влияние отказов отдельных элементов на показатели работоспособности и надежности, резко сократить объем расчетов.

2. Предложена классификация схем и минимизирована методика расчета моментных характеристик многофазных машин в аварийных режимах. Разработаны математические модели наиболее распространенных схем ВД.

3. Обосновано использование в качестве критерия оценки работоспособности уровня пульсаций момента, выполнено сравнение влияния единичных отказов на живучесть различных схем вентильных двигателей, уточнена область их применения, определены пути рационального резервирования.

4. Предложена методика оптимального проектирования резервированных электроприводов с учетом надежности в виде решения задачи нелинейного программирования, определены критерии оптимизации, ограничения и объем вариации параметров схем.

5. Выделены функциональные блоки, определяющие показатели надежности наиболее распространенных схем, сформулированы требования к построению схем функциональных блоков.

6. Показано, что функциональное резервирование в схемах со взаимосвязанными каналами обеспечивает значительное повышение живучести.

7. Внедрение результатов работы подтверждает эффективность предложенных методик расчета и проектирования резервированных электроприводов на базе многофазных вентильных двигателей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1.А.С. 1280687(СССР), МКИ Н 02 К 29/06, Н 02 Р 6/00. Вентильный электродвигатель / А.Н. Корабельников, В.М. Сандалов, А.Н. Солодников, А.П. Мезенцев, Г.Л. Калашников. - Б.И. - 1986 - N 48.

2. А.С.1387121(СССР), МКИ Н 02 К 29/00, Н 02 Р 6/00. Вентильный электропривод / А.Н. Корабельников, С.Г. Воронин, А.Ю. Мурзин, В.М. Сандалов. -Б.И. - 1988-N 13.

I

3. Андрианова Р.А., Воронин С.Г., Сандалов В.М. Вероятности безотказной работы многосекционных вентильных двигателей // Вентильные электромеханические системы с постоянными магнитами: Тезисы докладов всесоюзной научно-технической конференции. - М., 1989. ■

4. Воронин С.Г., Корабельников А.Н., Мурзин А.Ю., Сандалов В.М. Особенности управления коммутацией по ЭДС вращения вентильных двигателей // I Всесоюзная научно-техническая конференция по электромеха-нотронике: Тезисы докладов. — Л., 1987.

5. Сандалов В.М., Ермашова Ю,С., Крадинова Е.Ю. Живучесть вентильных двигателей // Тематический сборник научных трудов ЗФ ЮУрГУ. ■ Челябинск: ЧГТУ, 1997.

6. Сандалов В.М., Воронин. С.Г. Анализ последствий отказов элемеп тов в схемах вентильных двигателей // Управляемые электромеханическж системы: Тезисы докладов к региональной научно-технической конферен цин. — Киров, 1990.

7. Сандалов В.М.. Последствия отказов элементов в схемах вентильны: двигателей // Исследование автоматизированных электроприводов, электри ческих машин и вентильных преобразователей : Сб. науч. тр. - Челябинск ЧГТУ, 1995.

8. Сандалов В.М.. Сравнительная оценка надежности схем вентильных двигателей. // Электротехнические комплексы автономных объектов. Тезисы докладов научно-технической конференции -М.: МЭИ, 1997.

Убедительная просьба отзывы дублировать факсом или электронной почтой: FAX: ( 3512 ) 399900 Е - mail: uni@susu.ac.ru

Сандалов Виктор Михайлович

РЕЗЕРВИРОВАННЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ

НА БАЗЕ ВЕНТИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Специальность 05.09.03 - «Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование»

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Издательство Южно-Уральского государственного _университета _

ИД № 00200 от 28.09.99. Подписано в печать 15.11.2000. Формат 60*84 1/16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 1. Тираж 70 экз. Заказ 449/475. УОП Издательства. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76.

Автореферат

Введение.

1. Методы резервирования электроприводов и особенности вентильных двигателей космических летательных аппаратов. Конкретизация задачи исследования.

1.1 Построение и резервирование приводов КЛА.

1.2 Постановка задачи оптимального проектирования.

1.3. Принцип действия и особенности построения схем ВД.

2. Математическое описание вентильных двигателей.

2.1 Классификация схем и фафы переходов.

2.2 Структурные схемы ВД и принятые допущения.

2.3 Математические модели ВД.

3. Работоспособность схем ВД при единичных отказах.

3.1 Задачи расчета, требования к программному обеспечению.

3.2 Расчет показателей живучести.;.

3.3 Аппроксимация пульсаций момента.

4. Проектирование привода с учетом надежности.

4.1 Расчет показателей надежности.

4.2 Пример оптимального проектирование резервированного привода с электромагнитным суммированием моментов.

5. Экспериментальные исследования и практическое использование результатов работы.

Актуальность работы Одной из приоритетных отраслей, определяющих развитие новейших технологии, является космическая техника. К приводам космических летательных аппаратов (КЛА) предъявляются жесткие требования по массоэнергетическим показателям и надежности. Экстремальные условия работы, сложность, а зачастую и невозможность ремонта и обслуживания, высокая цена ошибок объясняют, с одной стороны, повышенный интерес разработчиков КЛА к последним достижениям науки, с другой стороны - здоровый консерватизм при принятии решений.

Количество электродвигателей на борту современных КЛА достигает нескольких сотен [65]. Электроприводы являются наиболее мощными потребителями энергии, и, соответственно, определяют построение и массу системы электропитания, доля которой в общей массе, например, низкоорбитальных космических аппаратов, достигает 20.40% [22, 111]. Требование повышения ресурса современных летательных аппаратов до уровня десятков тысяч часов подразумевает необходимость оптимизации привода по критериям надежности и живучести [38, 131].

Наиболее конкурентоспособным исполнительным элементом электропривода по праву является вентильный двигатель (ВД), в первую очередь, за счет высокой надежности, а также хороших массоэнергетических и регулировочных показателей [60, 67, 81]. Дополнительное преимущество ВД - широкие возможности для резервирования, которое может выполняться как на уровне элементов, например, троирование ключей, отдельных фаз машины, электрической части, т.е. реализация на базе одного электромеханического преобразователя нескольких электрически независимых двигателей, так и привода в целом [96, 110].

В настоящее время область применения ВД расширилась от микроприводов аудио- и видеотехники [40], гироскопов [135], систем автоматики и станкостроения [34, 67, 124] до сверхмощных приводов нагнетателей магистральных газо- и нефтепроводов [20], исполнительных приводов металлургической и горнодобывающей промышленности [114, 126, 147]. Укрепились и позиции ВД в приводах летательных аппаратов и спецтехники [28, ПО, 125, 131].

Этому способствовали теоретические исследования и разработки российских ученых В.А. Балагурова, А.И. Бертинова, И.А. Вевюрко, С.Г. Воронина, A.A. Дубенского, Д.А. Завалишина, Ю.И. Конева, Н.И. Лебедева, В.А. Лифанова, В.К. Лозенко, В.П. Миловзорова, И.Е. Овчинникова, В.Н. Тарасова и др.

На сегодняшний день достаточно полно разработаны вопросы математического моделирования штатных и аварийных режимов работы двух-и трехфазных схем ВД [34, 54, 58, 80], проектирования электромеханических преобразователей [21, 30, 59, 91], анализа статических и динамических характеристик двигателей [16, 35, 86], синтеза систем электропривода с заданными массоэнергетическими показателями [44, 109].

Однако выбор схемы ВД по критерию надежности в практических разработках используется крайне редко, поскольку теоретические работы в этой области, как правило, сводятся к анализу аварийных режимов и оценке надежности конкретных схем [57, 83, 118, 134], способы повышения живучести носят характер частных технических решений [4,107, 128, 147], отсутствуют обоснованные критерии оценки работоспособности ВД в аварийных режимах, нет сопоставления влияния отказов отдельных элементов на функционирование двигателя при разном построении схем ВД. Следует отметить, что развитие элементной базы и развитие микропроцессорной техники расширяют функциональные возможности системы управления [15, 153], но соответственно возрастает и количество вариантов схем. Задача проектирования существенно усложняется при учете возможностей резервирования: раздельного или общего, пассивного или активного, функционального и информационного [14,116, 159].

Работа выполнялась в соответствии с планом научных исследований Минвуза по направлению 8 проблеме 30 «Разработка и исследование электрических машин, систем автоматики и специальных установок».

Цель работы - повышение надежности электроприводов на базе вентильных двигателей.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- формулировка требований к проектированию, выбор целевой функции, критерия оптимизации и варьируемых параметров;

- анализ принципов построения и разработка классификации схем ВД с точки зрения надежности;

- построение математических моделей для анализа неисправных состояний привода, сравнительная оценка работоспособности схем ВД при отказах отдельных элементов;

- разработка методики расчета надежности резервированных схем многофазных ВД.

Идея работы заключается в том, что разработка проводится в виде решения оптимизационной задачи нелинейного программирования, в которой в качестве исходных данных выступают показатели надежности функциональных блоков ВД, а в качестве целевой функции и основного ограничения используются зависимости показателей надежности и работоспособности схем от количества этих блоков и способа их взаимодействия между собой.

Научные положения, разработанные лично соискателем и новизна

1. Применение для анализа неисправных состояний ВД системно-информационного подхода и теории графов позволяет определить общие закономерности поведения схем при отказах отдельных элементов, определить принципы рационального резервирования.

2. Предложенная классификация схем и методика расчета моментных характеристик минимизируют математические модели и объем анализа неисправных режимов многофазных ВД.

3. Использование в качестве критерия оценки работоспособности уровня пульсаций момента позволяет выполнить сравнение влияния отказов однотипных элементов на живучесть различных схем ВД, уточнить область применения схем различных классов, определить методы эффективного повышения живучести и пути рационального резервирования.

4. Методика проектирования резервированных электроприводов на базе ВД, предложенная в виде решения задачи нелинейного программирования, обеспечивает оптимизацию показателей надежности.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются корректным использованием известных методов теории систем, теории графов, метода индуктивного анализа аварийных состояний, методов интегрального и дифференциального исчислений, статистического анализа, нелинейного программирования. Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена экспериментальными исследованиями, в том числе на базе предприятий «Прогресс» и ЦСКБ г. Самары с использованием методик предприятий.

Значение работы

Научное значение работы заключается в развитии теории и методов анализа и синтеза резервированных многофазных схем ВД с учетом требований к построению приводов космических летательных аппаратов по живучести и надежности.

Практическое значение работы заключается в разработке методики оптимального проектирования резервированных многофазных схем ВД заданного уровня надежности; сопоставлении поведения в неисправных состояниях схем наиболее распространенных ВД, уточнении области их применения, выделении наиболее опасных отказов элементов.

Реализация результатов работы

Выводы, положения, рекомендации в совокупности с техническими решениями использованы предприятиями ЦСКБ г. Самары, НИИПМ, г. Москвы при создании опытных серий бесконтактных электроприводов. После проведения комплексных испытаний концепция построения приводов принята ЦСКБ за базовую в перспективных разработках. Технические решения и рекомендации применены при разработке конструкторской документации на агрегаты изделий 17Ф12, 17Ф119 и серии нагружающих устройств предприятия ЦСКБ г. Самары, БАРУ-034, КИНДЗ9-001 (ИДВМ) предприятия НИИПМ г. Москвы. Эффективность методики и технических решений подтверждена соответствующими актами внедрения.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены, рассмотрены и получили одобрение на заседаниях: I всесоюзной научно-технической конференции по электромеханотронике (Москва, 1987) [97], всесоюзной научно-технической конференции «Вентильные электромеханические системы с постоянными магнитами» (Москва, 1989) [18], научно-техническом семинаре «Контроль, техническая диагностика и прогнозирование в приборостроении» (Ленинград, 1989), региональной научно-технической конференции «Управляемые электромеханические системы» (Киров, 1990) [121], научно-технической конференции «Электротехнические комплексы автономных объектов» (Москва, 1997) [120], на научно-технических конференциях Южно-Уральского государственного университета (Златоуст, 1985, 1987, 1995, 1999, 2000, Челябинск, 1989, 1997), на научно-техническом семинаре предприятия ЦСКБ (г. Самара, 1988).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 8 печатных работах, в том числе 6 статьях и докладах и 2 авторских свидетельствах СССР.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 198 страниц машинописного текста, 17 таблиц, 34 рисунка, список использованной литературы, включающий 163 наименований, 55 страниц приложений.

1. A.c. 1246264(СССР). Способы управления вентильным электродвигателем. / A.A. Иванов, В.К. Лозенко, О.Н. Рублева. - Б.И. - 1986 - № 27.

2. A.C. 1249684(СССР). Вентильный электропривод / Ю.М. Беленький, В.Н. Князев, М.М. Минкин и др. Б.И. - 1986 - № 29.

3. A.C. 126267 8 (СССР). Вентильный электродвигатель / A.A. Иванов, В.К. Лозенко, О.Н.Рублева. Б.И. - 1986 - № 3 7.

4. A.C. 1280687(СССР). Вентильный электродвигатель / А.Н. Корабельни-ков, В.М. Сандалов, А.Н. Солодников и др. Б.И. - 1986 - № 48.

5. A.C. 1283928(СССР). Реверсивный вентильный электродвигатель с регулируемым торможением / В.И. Катаев, C.B. Агапитов, A.A. Иванов и др.-Б.И- 1 9 8 7 № 2 .

6. A.C. 1292154(СССР). Вентильный электропривод / А.Н. Корабельни-ков, С. Г. Воронин, A.n. Мезенцев и др. Б.И.- 1987- № 7.

7. A.C. 1293799(СССР). Вентильный электродвигатель / Г.Б. Михайлов,

8. Б. Уваров. Б.И. - 1987 - № 8.

9. A.C. 1309241 (СССР). Вентильный электродвигатель / В.И. Катаев, В.И. Лозенко, В.Ф. Шалагинов. Б.И. - 1987 - № 17.

10. A.C. 1309242(СССР). Вентильный электропривод / A.B. Холявин, К.Н. Щахов.-Б.И- 1 9 8 7 № 17.

11. A.C. 1244779 (СССР). Вентильный электропривод / В.И. Коробкин,B. П. Сидоренко, A.C. Михалев и др.- Б.И.- 1986 № 26.

12. Авраамов И.С. Проблемы надежности в электроприводе // Автоматизированный электропривод: Сб. науч. тр. / Под ред. Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова. -М.: Энергоатомиздат, 1990.

13. Адаптивный метод функционального резервирования в интефиро-ванных САУ / М.П. Балашов, В.И. Парамонов, И.С. Уколов и др. // Вопросы кибернетики. Управляюш;ие вычислительные системы движущихся объектов. М.: АН СССР, 1988.

14. Адволоткин Н. П., Геращенко В. Т., Лебедев Н. И. Управляемые бесконтактные двигатели постоянного тока. Л. : Энергоатомиздат, 1984.

15. Андрианова Р. А., Воронин С. Г. Оценка вероятности безотказной работы многосекционных вентильных двигателей // Электротехника. 1989. № 9.

16. Андрианова P.A., Воронин С.Г., Сандалов В.М. Вероятности безотказной работы многосекционных вентильных двигателей // Вентильные электромеханические системы с постоянными магнитами: Тез. докл. к всесоюзной научно-технической конференции. М., 1989.

17. Апсит В.В. Исторический обзор развития бесконтактных синхронных машин: Бесконтактные электрические машины. Вьш.9. Рига, 1970.

18. Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока. М.: Высшая школа, 1982.

19. Балагуров В.А., Беседин И.М., Галтеев Ф.Ф. Электроснабжение летательных аппаратов.-М.: Машиностроение, 1975.

20. Балагуров В.А., Гридин В.М., Лозенко В.К. Бесконтактные двигатели постоянного тока с постоянными магнитами. -М. : Энергия, 1975.

21. Балагуров В.А., Лозенко В.К. Бесколлекторный электродвигатель постоянного тока: Труды 3-й Всесоюзной конференции по бесконтактным электрическим машинам. Рига: Зинатне, 1966.

22. Бертинов А.И., Потоцкий В.Л. Бесконтактные электрические машины постоянного тока. -М.: Информэлектро, 1967.

23. Бочаров Л.Н. Расчет электронных устройств на транзисторах. М.: Энергия, 1987.

24. Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов B.C. Электрические маши-ны.Ч.1и 2. М.: Высшая школа, 1979.

25. Брускин Д.Э., Зубакин СИ. Самолеты с полностью электрифицированным оборудованием // Итоги науки и техники. Электрооборудование транспорта. М.: ВИНИТИ, № 6, 1986.

26. Буловский П.И., Зайденберг М.Г. Надежность приборов систем управления: Справочное пособие. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1975.

27. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины постоянного тока. -М.: Высшая школа, 1985.

28. Быстродействующие электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями / М.Е. Гольц, А.Б. Гудзенко, В.М. Ост-реров. -М.: Энергоатомиздат, 1986.

29. Вевюрко И.А. Некоторые особенности расчета и проектирования бесщеточных микродвигателей постоянного тока // Электротехника. 1964. № 4.

30. Вевюрко И.А., Кузьмин В.Н., Рудобаба Е.П. Коммутаторы серии бесконтактных двигателей постоянного тока с датчиками Холла // Тр.Всесоюз.науч.-исслед.ин-та электромеханики: Т.44 1976.

31. Вентильные электродвигатели малой мощности для промышленных роботов / В.Д. Косулин, Г.Б. Михайлов, В.В, Омельченко и др. Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отделение, 1988.

32. Вольдек А.И. Электрические машины.- Л.: Энергия, 1978.

33. Воронин С.Г. Исследование устойчивости систем группового управления бесконтактными двигателями постоянного тока. // Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей: Сб. науч. тр. Челябинск: ЧГТУ, 1983.

34. Воронин С.Г. Электропривод летательных аппаратов: Конспект лекций. Часть 1. Челябинск: ЧГТУ, 1995.

35. Воронин С.Г. Управляемый электропривод: Конспект лекций. Часть 2. Челябинск: ЧГТУ, 1996.

36. Воронин С.Г., Вигриянов П.Г. Алгоритмы управления коммутацией секций исполнительного элемента дисковода магнитной памяти // Техническое и алгоритмическое обеспечение информационно-преобразовательных систем: Сб. науч. тр. Рязань: РРТИ, 1986.

37. Особенности управления коммутацией по ЭДС вращения вентильных двигателей / Воронин С.Г., Корабельников А.Н., Сандалов В.М. и др. // Тез. докл. к 1 Всесоюзной научно-технической конференции по электро-механотронике. Ленинград, 1987.

38. Воронин С.Г., Кузьмичев А.Р. Математические модели для определения координат в электроприводах с вентильными двигателями постоянного тока.// Неоднородные конструкции: Сб. науч. тр. Екатеринбург: Уральское отделение РАН, 1998.

39. Воронин С.Г., Кузьмичев А.Р. Упрощенная динамическая модель вентильного двигателя.// Неоднородные конструкции: Сб. науч. тр. Екатеринбург: Уральское отделение РАН, 1998.

40. Воронин С.Г., Лифанов В.А., Шумихин Б.Г. Исследования пульсаций момента тихоходных бесконтактных двигателей постоянного тока с дискретным датчиком положения ротора // Электричество. 1977. №11.

41. Гальперин М.В. Практическая схемотехника в промыгаленной автоматике. -М.: Энергоатомиздат, 1987.

42. Гилл А. Введение в теорию конечных автоматов: Пер с англ. / Под ред. Пархоменко П.П.- М.: Наука, 1974.

43. ГОСТ 13377-75, Надежность в технике. Термины и определения.

44. ГОСТ 24.701 86, Надежность автоматизированных систем управления. Основные положения.

45. Граф Ш., Гессель М. Схемы поиска неисправностей: Пер. с нем. М.: Энергоатомиздат, 1989.

46. Давыдов П, С. Техническая диагностика радиоэлектронных устройств и систем. -М. : Радио и связь, 1988.

47. Дружинин Г. В. Надежность автоматизированных производственных систем. М,: Энергоатомиздат, 1986.

48. Дубенский A.A. Бесконтактные двигатели постоянного тока. М.: Энергия, 1967.

49. Ермолин Н.П., Жерихин И.П. Надежность электрических машин.-М.: Энергия, 1976.

50. Земцовский A.B., Трупов Ю.В. Динамика вентильного двигателя при нарушениях в системе управления тиристорным преобразователем // Задачи динамики электромашин: Сб. науч. тр. Омск, 1987.

51. Золотова Т.М., Тербников Ф.И., Розенблат М.А. Резервирование аналоговых устройств. М.: Энергия, 1975.

52. Зотов В.В., Маслов Ю.Н., Пядочкин А.Е. Терминологический словарь по автоматике, информатике и вычислительной технике: Справ.пособие. -М.: Высшая школа, 1989.

53. Иванов-Смоленский A.B. Электрические машины. М.: Энергия, 1980.

54. Ильинский Н.Ф., Юньков М.Г. Итоги развития и проблемы электропривода // Автоматизированный электропривод: Сб. науч. тр. / Под ред. Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова. -М.: Энергоатомиздат, 1990.

55. Кейджян Г, А. Прогнозирование надежности микроэлектронной аппаратуры на основе БИС. М.: Радио и связь, 1987.

56. Кенио Т., Нагамори С. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1989.

57. Коваленко И. Н., Кузнецов Н.Ю. Методы расчета высоконадежных систем. М.: Радио и связь, 1988.

58. Козлов Б.А., Ушаков И.А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. М.: Советское радио, 1975.

59. Козлов Д.И., Аншаков Г.П., Агарков В.Ф. Конструирование автоматических космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1996.

60. Кондратьев В.В., Махалин Б.Н. Автоматизация контроля цифровых функциональных модулей. М.: Радио и связь, 1990.

61. Кондриков А.И., Босинзон М.А. Новые задачи в области автоматизированного электропривода для станкостроения и робототехники. // Автоматизированный электропривод: Сб. науч. тр. / Под ред. Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова. -М.: Энергоатомиздат, 1990.

62. Константинов В.Д. Механические характеристики управляемого вентильного двигателя постоянного тока // Исследование

63. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1984.

64. Корабельников А.Н. Помехозащищенность вентильного двигателя с коммутацией по ЭДС вращения // Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей: Сб. науч. тр. Челябинск, ЧГТУ, 1983.

65. Корабельников А.Н., Воронин С.Г. Математическая модель автомата коммутации вентильного двигателя // Исследования автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей: Тематический сб. науч. тр. Челябинск: ЧПИ, 1984.

66. Корольков К. Windows for workgroups К.: Торгово-издательское бюро BHV, 1994.

67. Косов O.A. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. -М.: Энергия, 1971.

68. Кристофидес Н. Теория графов. М.: Мир, 1978.

69. Курицкий Б. Я. Поиск оптимальных решений средствами Excel 7.0. ('а1:(КТ-Петербург: HHV. 1997.

70. Управление вентильными электроприводами постоянного тока / Е.Д. Лебедев, В.Е. Неймарк, М.Я. Пистрак и др. М.: Энергия, 1970.

71. Левин В. И. Структурно-логические методы исследования сложных систем с применением ЭВМ. М.: Гл.ред.физ.-мат. лит., 1987.

72. Левин В.И. Введение в динамическую теорию конечных автоматов.-Рига: Зинатне, 1985.

73. Лифанов В.А., Воронин С.Г. Уравнения бесконтактного двигателя постоянного тока // Исследования автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей: Сб. науч. тр. Х2108. -Челябинск: ЧПИ, 1972.

74. Лозенко B.K. Исследование и расчет бесколлекторных микродвигателей постоянного тока с трехфазным однополупериодным коммутатором: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МЭИ, 1968.

75. Иванов A.A. Авиационный вентильный электропривод с электромеханическим торможением: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МЭИ, 1985.

76. Лозенко В.К. Математическая модель вентильного электродвигателя с возбуждением от постоянных магнитов для исследования несимметричных и аварийных режимов работы: Межвуз. сб. трудов №67, М.: МЭИ, 1985.

77. Лозенко В.К. Этапы и перспективы развития вентильных электродвигателей // Энергоснабжение и электрооборудование летательных аппаратов: Межвуз. сб. трудов -М. : МЭИ, 1991,

78. Лозенко В,К,, Рублева 0,Н. Алгоритмический метод диагностирования технического состояния вентильного электродвигателя // Элементы, устройства и математическое обеспечение информационно-преобразовательных систем: Сб. науч. тр. Рязань: РРТИ, 1985.

79. Лозенко В.К., Хоцянова О.Н. Синтез математической модели для исследования аварийных режимов работы вентильного электродвигателя // Известия вузов. Электромеханика. 1985. №9.

80. Ломакин В.А., Гусейнов Р.Д., Журба И.А. Экспериментальное исследование многофазного вентильного электропривода постоянного тока. -Баку: Азербайджанский институт нефти и химии, 1987.

81. Лонгботтом Р. Надежность вычислительных систем: Пер. с англ. -М.: Энергоатомиздат, 1985.

82. Масленников В.С, Михалев A.C. Расчет вращающего момента бесконтактного двигателя постоянного тока с помощью гармонических рядов // Теория и техника элементов автоматических устройств управления и

83. Михалев A.C., Миловзоров В.П. Следящие системы с бесконтактными двигателями постоянного тока. М.: Энергия, 1979.

84. Несов В.А. Оценка надежности систем вторичного электропитания иерархической структуры // Элементы, устройства и математическое обеспечение информационно-преобразовательных систем: Сб. науч. тр. -Рязань: РРТИ, 1985.

85. Нестеренко Б.К. Интегральные операционные усилители: Справочное пособие по применению. М.: Энергоиздат, 1982.

86. Овчинников И. Е., Лебедев Н. И. Бесконтактные двигатели постоянного тока. Л. : Наука, 1979.

87. Овчинников И.Е, Теория вентильных электрических двигателей.- Л.: Наука, 1985.

88. Овчинников И.Е. Энергетические характеристики бесконтактных двигателей и их оптимизация // Двигатели постоянного тока с полупроводниковыми коммутаторами. Л.: Наука, 1972.

89. Овчинников И.Е., Лебедев Н.И. Бесконтактные двигатели постоянного тока автоматических устройств. Л.: Наука, 1979

90. Ope О. Теория графов. М.: Наука, 1968.

91. Орлов И.Н., Тарасов В.Н. Бесконтактный электропривод летательных аппаратов. М.: МЭИ, 1992.

92. Отчет о научно-исследовательской работе «Двухдвигательный электропривод с синхронным вращением валов». Этап 1, № госрегистрации 01860041189 / Под рук. Воронина С.Г. Челябинск: ЧПИ, 1989.

93. Отчет о назАно-исследовательской работе «Разработка бесконтактных силовых электроприводов». Этап 1, № госрегистрации 02880067318 / Под рук. Воронина С.Г. Челябинск: ЧПИ, 1987.

94. Отчет о научно-исследовательской работе «Двухдвигательный электропривод с синхронным вращением валов». Этап 1, № госрегистрации 01880025159 I Под рук. Воронина CX. Челябинск: ЧПИ, 1991.

95. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка и исследование вентильных электроприводов». Ч.2, № госрегистрации 01840064649 I Под рук. Воронина CX. Челябинск: ЧПИ, 1985.

96. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка бесконтактного силового электропривода крышек специальной аппаратуры изделий 17Ф20, 17Ф11З». № госрегистрации 01850025150 I Под рук. Воронина CX. -Челябинск: ЧПИ, 1991.

97. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка бесконтактных силовых электроприводов». Этап 2, № госрегистрации 02880031056 I Под рук. Воронина CX. Челябинск: ЧПИ, 1988.

98. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка и исследование вентильных электроприводов». Ч.1, № госрегистрации 02840065928 I Под рук. Воронина CX. Челябинск: ЧПИ, 1984.

99. Отчет о научно-исследовательской работе «Теоретическое исследование БCП и принципы их построения». № госрегистрации 02850087512 I Под рук. Воронина CX. Челябинск: ЧПИ, 1985.

100. Паластин ^M. ^нхронные машины автономных источников питания. -M.: Энергия, 1980.

101. Пат. 4598240, OTA. I Gale Allan R., Gritter David J.: Eaton Corp. Self synchronous motor sensor switching arrangement. Опубл. 01.07.86. MKM H 02 P 1I16, НКИ 318I429.

102. Пат. 4658190, CШA. I Miyazaki Kiyoshi, Ito Jinichi, Naito Hayato.K.K. Sankyo Seiki. Reduced ripple drive circuif for a brushless motor. Опубл. 14.04.87. M^ H 02 P 6I02, НКИ 3 18I254.

103. Полковников В.А., Петров Б.И., Попов Б.Н. Электропривод летательных аппаратов: Учебник для авиационных вузов. М.: Машиностроение, 1990.

104. Полковников В.А., Сергеев A.B. Расчет основных параметров исполнительных механизмов следящих приводов летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1988.ИЗ. Потапов В. Н. Диагностирование авиационных электрических машин. М.: Транспорт, 1989.

105. Райншке К. , Ушаков И. А. Оценка надежности систем с использованием графов М.: Радио и связь, 1988.

106. Рипс Я.А., Савельев Б.А. Анализ и расчет надежности систем управления электроприводами. ~ М.: Энергия, 1974.

107. Розно Ю.Н. Особенности построения схемы транзисторных коммутаторов в бесконтактных двигателях постоянного тока // Электронная техника в автоматике. Вып.З. М.: Советское радио, 1972.

108. Сандалов В.М., Ермашова Ю.С., Крадинова Е.Ю., Живучесть вентильных двигателей // Тематический сб. науч. тр. ЗФ ЮУрГУ. -Челябинск: ЧГТУ, 1997.

109. Сандалов В.М., Воронин. С.Г. Анализ последствий отказов элементов в схемах вентильных двигателей // Управляемые электромеханические системы: Тез. докл. к региональной назАно-технической конференции. -Киров, 1990.

110. Сандалов В.М. Последствия отказов элементов в схемах вентильных двигателей // Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей: Сб. науч. тр. -Челябинск: ЧГТУ, 1995.

111. Сандалов В.М. Сравнительная оценка надежности схем вентильных двигателей // Электротехнические комплексы автономных объектов: Тез. докл. научно-технической конференции. М.: МЭИ, 1997.

112. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Дискретные автоматы с обнаружением отказов. Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отд., 1984.

113. Сафонов Ю.М. Электроприводы промышленных роботов. М.: Энергоатомиздат, 1990.

114. Селезнев В.В., Добрица Б.Т., Убар P.P. Проектирование автоматизированных систем контроля бортового оборудования летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1983.

115. Слежановский О.В. Перспективы развития общепромышленного электропривода и его элементной базы. // Автоматизированный электропривод: Сб. науч. тр. / Под ред. Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова. М.: Энергоатомиздат, 1990.

116. Смирнов Ю.С. Преобразователи параметров движения в код для САУ // Элементы, устройства и математическое обеспечение информационно-преобразовательных систем: Сб. науч. тр. Рязань: РРТИ, 1985.

117. Смирнов Ю.С, Кудряшов Б.А. Многотактные распределители для управления шаговыми двигателями / Под ред. Конева Ю.И. М.: Советское радио, 1981, № 12.

118. Смольников Л. П., Бычков Ю.А., Гудкова Н.В. Расчет систем управления (численные методы). Л.: Энергия, 1979.

119. Согомонян Е. С, Слабоков Е. В, Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. М.: Радио и связь, 1989.

120. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А. Елисеева, и A.B. Шинянского, М.: Энергоатомиздат, 1983.

121. Справочник по надежности / Пер. с англ. Т.1-3.- М.: Мир, 1969-1970.

122. Сравнение трехфазных бесндеточных микроэлектроприводов, выполненных с различными схемами / O.A. Дмитриев, В.В. Звездинский, В.В. Косолапое и др. // Электродвигатели малой мощности: Сб. науч. тр. Л.: Наука, 1971.

123. Методы определения оптимальной надежности элементов сетей связи / Суторихин Н.Б. и др. М.: Связь, 1979.

124. Тарасов В.Н., Останин СЮ. Основы теории вентильного электропривода: Методические указания по курсу «Электропривод летательных аппаратов». М.: МЭИ, 1997.

125. Тиманов A.B., Лютов М.А. Пульсация частоты вращения вентильного двигателя постоянного тока // Исследование автоматизированных

126. Трехфазный вентильный двигатель с аналого-цифровым преобразователем частоты, коммутируемым по ЭДС вращения / A.A. Иванов, A.M. Санталов, О Н. Хоцянова и др. // Вестник МЭИ, № 2. М.: МЭИ, 1995.

127. Управление вентильными двигателями малой мощности по ЭДС вращения/ A.A. Иванов, A.M. Санталов, О.Н. Хоцянова и др. // Тез. докл. I международной (ХП Всероссийской ) конференции по автоматизированному электроприводу. Санкт-Петербург, 1995.

128. Усколов И.С., Языков В.Г. Принципы избыточности в проблеме разработки ИСАУ ЛА. // Вопросы кибернетики. Интегрированные системы активного управления летательными аппаратам. -М.: АН СССР, 1982.

129. Чернышев A.A. Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М.: Радио и связь, 1988.

130. Чиликин М.Г. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями. -М. : Энергия, 1971.

131. Шевелев В.И. Системы регулирования с несколькими шаговыми двигателями. -М.: Энергоатомиздат, 1985.

132. Шпаннеберг X. Электрические машины: 1000 понятий для практиков: Справочник: Пер. с нем. М.: Энергоатомиздат, 1988.

133. Электроника: Энциклопедический словарь / Гл. ред. Колесников В.Г.-М.: Сов. энциклопедия, 1991.

134. Электроприводы с высоконадежной аппаратурой пуска и защиты. / В.Г. Еременко, В.А. Камышников, В.Е. Сафронов и др. // Вентильные

135. Электротехника. Терминология: Справочное пособие.: Вып.З.- М.: Издательство стандартов, 1989.

136. Электротехнический справочник: т.1 и 2 / Под ред. Орлова И.Н., и др. -М.: Энергоиздат, 1981.

137. Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств. -М.: Высшая школа, 1988.

138. Arnold J.I. Future trends in highle reliable systems. AGARD-NATO, № 224.

139. Comey J.M. The development of muliple redundant flight control systems for high integrity applications. The Aeronautical Journal 1980, № 837.

140. Demerdash N.A., Nyamusa T.A. Integrated nonlinear magnetic field network simulation of an electronically commutated permanent magnet motor system under normal operation. "IEEE Trans. Energy Consers.", 1987, 2, № 1.

141. Design and test of a four channel motor for electromechanical flight control actuation : Final report S8 308 Rl: NASA - LYNDON. B. Johnson Space Center, December, 1984.

142. Fukuda Shoji, Sasaka Shinji. Constant margin-angle control of commuta-torless motor using microcomputer. "IEEE Ind. Appl. Soc. 21A* Annu. Meet,, Denver, Colo, Sept.28 Oct.3, 1986. Conf. Rec. Pt.l". New York, N. Y., 1986.

143. High-performance switched reluctance brushless drives. Ray William F., Lawrenson Peter J., Davis Rex M ., Stephenson J. Michael, Fulton Norman N ., Blake Roy J. " IEEE Trans. Ind. Appl.", 1986, 22, № 4.

144. Le Huy Hoang, Perret Robert, Feuillet Rene. Minimization of forque ripple in brushless DC motor drives. " IEEE Trans. Ind. Appl.", 1986, 22, № 4.

145. Lean D.Ms. An analytical redundancy scheme for flight control systems. The Aeronautical Journal. № 889,1985.

146. Piriou Francis, Razek Adel, Perret Robert, Le-Huy Hoang. Torque characteristics of brushless DS motors with imposed current waveform. "IEEE Ind. Appl. Soc. 21" Annu. Meet., Denver, Colo, Sept.28 Oct.3, 1986. Conf. Rec. Pt.l". New York, N. Y, 1986.

147. Sodeghy T., Rosental G. A control law for the self-repairing digital flight control system. Proc. IEEE Nat. Aerosp. And Electron. Conf. NAECON, 1984.

148. Synchronmotor mit elektronischem Polradstellungsgeber. "Ind.- Anz.", 1987, №1 1.