автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Совершенствование технических средств и технологий АПК системами с электромагнитными импульсными машинами

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.И. ВАВИЛОВА»

На прай ¡^рукописи

ООЗАЬ 1 х

УСАНОВ Константин Михайлович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ И ТЕХНОЛОГИЙ АПК СИСТЕМАМИ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ИМПУЛЬСНЫМИ МАШИНАМИ

Специальность 05.20.02 - Электротехнологни и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Саратов - 2009

003461151

Работа выполнена в федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова».

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Угаров Геннадий Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ерошенко Геннадий Петрович;

доктор технических наук, профессор Гордеев Александр Сергеевич;

доктор технических наук, профессор Баев Виктор Иванович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Ставропольский государст-

венный аграрный университет»

Защита состоится 27 февраля 2009 года в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.03 при ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» по адресу: 410056, г. Саратов, ул. Советская, 60, ауд. 325.

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Театральная пл., 1, ученому секретарю диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова».

Автореферат диссертации разослан 26.0/'. 2009 г.

Ученый секретарь ^диссертационного совета

Н.П. Волосевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В настоящее время подъем, становление и устойчивое развитие сельскохозяйственной отрасли неразрывно связаны с поиском и внедрением прогрессивных методов интенсификации операций и процессов, среди которых импульсные и вибрационные способы, позволяющие концентрировать и эффективно расходовать энергию, занимают существенное место. Использование импульсов и вибраций в условиях сельскохозяйственного производства позволяет усовершенствовать или упростить конструкцию и повысить КПД машин, улучшить качество выполняемых процессов в полеводстве, животноводстве, переработке продукции, ремонте сельскохозяйственной техники, механизировать операции и процессы, в которых другие способы оказываются нерезультативными.

В группах потенциально реализуемых в агропромышленном комплексе (АПК) с применением импульсов (группы А, Б) и вибраций (группа В) технологий важное место принадлежит операциям и процессам, обеспечиваемым ударными (группа А) или силовыми (группа Б) импульсами значительной интенсивности на объект, продукт или среду. Анализ показывает, что дискретные воздействия с усилиями /"=10...50 кН или механической энергией Ау=0,04... 1 кДж, используемые в сельхозтехнологиях взамен привычных, с непрерывной подачей энергии, обеспечивают нормальную работу транспортеров стационарных кормораздатчиков, отжимание сока из ягод и мягких плодов, позволяют предотвращать образование устойчивых сводов в бункерах хранения сыпучих продуктов, забивать (выдергивать) в грунт стержневые электроды при устройстве заземлений или катодной защиты при электрификации или газификации села, вести инженерные изыскания при строительстве или реконструкции объектов АПК и т.п.

Наряду с традиционно используемыми гидравлическими и пневматическими устройствами и системами возрастающую роль играют электрические импульсные системы и машины, реализующие непосредственное, без промежуточных звеньев, энергопреобразование. Их исследованию посвящено значительное количество работ, к основным из которых следует отнести работы П.М. Алабужева, О.Д. Алимова, Н.П. Ряшенцева, А.Н. Мирошниченко, Ю.З. Ковалева, В.В. Ивашина, В.К. Манжосова, Б.Ф. Симонова, Г.Г. Угарова, В.Н. Гурницкого, Е.М. Тимошенко, Г.В. Никитенко, A.B. Львицына, В.И. Мошкина, В.Ю. Неймана и других специалистов.

Силовые электромагнитные импульсные системы (СЭМИС), имеющие в основе линейные электромагнитные двигатели (ЛЭМД) и обеспечивающие наилучшие условия совместимости или интеграции приводного двигателя и рабочего органа машины, представляются здесь наиболее перспективными. Предпочтительность их применения при совершенствовании перечисленных и схожих операций в АПК предопределяется лучшей экологичностью, возможностью упрощения кинематических схем и конструкций машин и уменьшения многоступенчатости энергопреобразования, улучшения массогабаритных характеристик изделий и выступает важным направлением энерго- и ресурсосбережения в сельскохозяйственной отрасли. Прогнозные оценки показывают,

что использование СЭМИС вместо традиционных электроприводов в перечисленных или схожих операциях позволяет сократить энергозатраты на реализацию отдельной операции от двух и более раз и сэкономить за год, в среднем, не менее 1000 кВт-ч электроэнергии на каждую систему. При этом главным препятствием в рациональной замене традиционных электроприводов и систем импульсными, электромагнитными являются отсутствие, либо неприспособленность известных машин с ЛЭМД к операциям и процессам сельхоз-производства, а необходимым условием расширения областей их эффективного применения в технологиях АПК, основанных на использовании ударных (группа технологий А) или силовых дискретных (группа технологий Б) воздействий, является повышение эффективности как электромагнитных двигателей импульсных машин, так и совершенствование систем с их использованием стационарного и мобильного исполнения, в том числе, переносных с автономными источниками.

Основанием для этой работы, представляющейся продолжением комплекса работ по созданию и совершенствованию машин с импульсными линейными электромагнитными двигателями, предназначенных для механизации трудоемких технологических процессов, являются программы:

- научно-координационный план РАН по проблеме 1.11.1 - теория машин и систем машин по теме «Динамика и синтез механизмов для возбуждения силовых воздействий большой интенсивности»;

-направление 1.11.1.8 координационного плана РАН по теме «Динамический анализ и синтез схем и конструкций виброударных и импульсных машин и механизмов по условиям оптимального взаимодействия со средой»;

- основы политики Российской Федерации в области развития науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу (утв. Президентом РФ 30 марта 2002 г. № Пр - 576);

- федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002 - 2006 годы;

- НИР ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова» «Разработка технического обеспечения аграрных технологий».

Цель работы. Создание и совершенствование силовых электромагнитных импульсных машин и систем, обеспечивающих энергосбережение в технологиях АПК за счет повышения эффективности линейных электромагнитных двигателей и рабочих процессов в системах с их использованием.

Научная проблема заключается в том, что существующие научно обоснованные методы, подходы и технические решения не позволяют создать электромагнитные импульсные машины и системы с существенно новыми свойствами для рациональной замены традиционных электроприводов и систем и энергосбережения в ряде процессов и технологий на предприятиях агропромышленного комплекса.

Рабочая гипотеза основана на том, что в системах с импульсными ЛЭМД циклическая концентрация подвозимой электрической и »дискретное дозирование передаваемой объекту механической энергии достигаются меньшим, чем в традиционных системах, числом звеньев и стадий энерго-

преобразования в простых и технологичных двигателях или машинах, что способствует энергосбережению и повышает эффективность ряда операций и процессов в АПК.

Для достижения цели поставлены следующие основные задачи:

- обосновать целесообразность применения силовых электромагнитных импульсных машин и систем в технологиях и на объектах АПК, сформулировать представление и установить научно-методические основы исследования и создания этих систем, в том числе, мобильных, определяемых совокупностью импульсной машины с ЛЭМД, управляющего преобразователя и источника питания ограниченной мощности;

- сопоставить наиболее характерные типы магнитных систем ЛЭМД импульсных машин и выявить систему с высокими потенциальными возможностями, наиболее эффективную с точки зрения энергопреобразовательных процессов, отличающуюся конструктивной универсальностью, позволяющую создавать и проектировать импульсные электромагнитные машины различного технологического назначения с использованием ЛЭМД одного типа;

- наметить пути совершенствования энергопреобразовательного процесса за счет реализации такой совокупности режимов в рабочем цикле двигателя, при которой обеспечивается эффективное преобразование электрической энергии в механическую работу в ЛЭМД;

- оценить показатели и потенциальные возможности автономных электроисточников и накопителей энергии при энергопитании ЛЭМД импульсных машин; создать автономный мобильный источник, обеспечивающий требуемые динамические и энергетические характеристики импульсных машин с ЛЭМД; проанализировать принципы построения и разработать принципиальные схемы электрических преобразователей для ЛЭМД импульсных, в том числе, переносных машин, обеспечивающих эффективные энергопреобразовательные циклы;

- исследовать рабочие процессы в силовой электромагнитной импульсной системе; выявить сочетание конструктивных и режимных факторов, повышающее динамическую и энергетическую эффективность импульсных, в том числе, мобильных, переносных машин и систем с ЛЭМД;

- проанализировать основные структурные и функциональные признаки и разработать принципиальные схемы электромагнитных машин, представляемых совокупностью импульсного ЛЭМД и устройства вывода и передачи ударных или силовых импульсов нагрузке; сопоставить способы и обосновать конструктивные схемы и параметры устройств передачи механической энергии от якоря ЛЭМД к нагрузке;

- разработать методы расчета основных энергетических параметров и конструктивных размеров ЛЭМД импульсных машин;

- разработать конструкции функциональных и удобных в эксплуатации импульсных электромагнитных, в том числе, мобильных машин и установок для забивания-выдергивания стержней, электродов, интенсификации разгрузки бункеров, других применений; провести производственные и полевые испытания созданных образцов импульсных машин и систем.

Методы исследований. Все исследования в работе осуществлялись с позиций основополагающих принципов системного подхода. Теоретические исследования проводились с использованием законов электромеханики, теоретических основ электротехники, основных положений теории электрических машин и автоматизированного электропривода, аппарата математического анализа и численных методов решения задач.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях с использованием современной измерительной аппаратуры. Задачи, решаемые в работе, привели к созданию двух стендов для лабораторных исследований физических моделей и опытных образцов электромагнитных импульсных машин.

Научная новизна:

- развито представление о силовой электромагнитной импульсной системе и сформулировано понятие мобильной электромагнитной импульсной системы как функционального единства ограниченных по массе, габаритам и мощности источника питания, рабочей машины с ЛЭМД и согласующего их взаимодействие импульсного преобразователя, которое повышает эффективность решения целого ряда практических задач в АПК;

- выдвинут, обоснован и практически подтвержден тезис об универсальности магнитной системы и конструкции броневого цилиндрического двухза-зорного ЛЭМД, позволяющей сменой способа вывода механической мощности и выбором длины рабочего хода якоря создавать машины и импульсные системы для различных применений в процессах и технологиях АПК;

- предложен способ передачи механической мощности от якоря двигателя выходному элементу и принципиальные рхемы электромагнитных машин со сквозным осевым каналом, обеспечивающие при ограниченном рабочем ходе якоря любые необходимые линейные перемещения выходного элемента и неторцевую забивку продольно-неустойчивых стержневых элементов произвольной длины;

- установлена предпочтительность аккумуляторного энергопитания для переносных электромагнитных импульсных машин кратковременного режима и комбинированного, с использованием конденсаторных накопителей, - для машин повторно-кратковременного и продолжительного режимов, определяемая минимальными габаритами, массой и высокими энергетическими показателями системы;

- обосновано применение низковольтных конденсаторных накопителей фарадной и многофарадной емкости при передаче энергии источника двигателю, обеспечивающее эффективные энергопреобразовательные процессы ЛЭМД и высокие выходные характеристики переносных импульсных машин при одновременном многократном снижении мощности первичного источника - бензоагрегата или аккумуляторной батареи;

- выявлена целесообразность секционирования емкостного накопителя для неодновременного, поочередного разряда секций на обмотку машины в рабочем цикле, позволяющего влиять на форму питающего импульса и расширяющего возможности управления выходной энергией;

- развиты принципы построения тнристорных" преобразователей для ЛЭМД переносных машин; разработан преобразователь с переменной коммутационной способностью, обеспечивающий хорошие выходные показатели импульсной машины, питаемой и от аккумуляторной батареи, и от емкостного накопителя;

- предельные статические режимы ЛЭМД при намагничивающем токе в обмотке, соответствующем рабочему режиму импульсной машины;

- выявлены и реализованы рабочие циклы ЛЭМД импульсных машин с сочетанием энергопреобразовательных режимов, обеспечивающим увеличение выходных энергетических показателей при одновременном снижении энергопотребления от источника.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертации обоснована:

- сходимостью результатов теоретического и экспериментального исследований характеристик ЛЭМД и рабочих процессов импульсных машин и комплексов с их использованием;

- экспериментальными данными, полученными на специально разработанных стендах при испытаниях ЛЭМД и электромагнитных машин;

- результатами полевых испытаний опытных образцов автономных комплексов с импульсными ЛЭМД, созданных на основе или с учетом результатов проведенных исследований.

На защиту выноснтся:

для технологий групп А, Б

- кинематическое, на холостом ходе, разделение якоря и элемента вывода механической мощности из ЛЭМД позволяет при создании электромагнитных машин преодолеть противоречия, определяемые ограниченным ходом 5 якоря и существенной нелинейностью силовой характеристики Рэ(д), повысить функциональность импульсных электромагнитных машин и расширить области их эффективного применения, в том числе, в АПК;

- применение сквозного осевого канала в линейном электромагнитном двигателе позволяет создавать машины для ударных и неударных технологий с любыми необходимыми осевыми перемещениями выходного элемента при ограниченном ходе 8 якоря и передаче его мехапической мощности к элементу в неторцевом произвольном сечении элемента;

для технологий группы А

- в ЛЭМД переносной импульсной машины автоколебания якоря за счет обратной связи по его координате на рабочем и холостом ходе повышают выходные энергетические показатели, в среднем, в 1,3 раза при одновременном снижении энергопотребления от источника за счет реализации устойчивого режима динамического индуктивного накопителя энергии при холостом, и предотвращения режима короткого замыкания при рабочем ходе якоря;

- в электромагнитной ударной машине со сквозным осевым каналом частичная кинематическая развязка корпуса и наковальни за счет их взаимного осевого перемещения на величину 0,1 от хода якоря снижает ко-

эффициент восстановления его скорости при ударе в среднем в два раза и улучшает вибрационно-силовые характеристики и эффективность ударной машины;

- стартерные аккумуляторы и переносные бензоагрегаты, оснащенные конденсаторными накопителями фарадной емкости, позволяют создавать импульсные источники с необходимьми показателями для питания электромагнитных машин кратковременного, повторно-кратковременного и продолжительного режима с выходной энергией ^=0,04... 0,8 кДж и частотой ходов п=0,2... 10 с ;

- питаемая от стартерных аккумуляторов переносная электромагнитная ударная машина кратковременного режима обеспечивает сопоставимые с пневмо- и гидроударниками выходные показатели при номинальной емкости батареи Сн на единицу массы т машины С/т=1,1... 1,5 А-ч/кг и удельном напряжении на обмотке и/1¥=0,8. ..1,5В/ виток;

- батарея электролитических конденсаторов фарадной и более емкости при разраде на обмотку импульсного ЛЭМД с выходной энергией Ау< 0,8 кДж развивает удельную мощность до 0,75 кВт на кг массы машины и формирует униполярные питающие импульсы с необходимыми параметрами при единичных (п< 0,2 с1; и непрерывных (п< 10 с1) срабатываниях, обеспечивая режим питания электромагнитной машины, схожий с аккумуляторным при собственных удельных показателях 0,2 кДж/кг и 80 кДж/м3;

- неодновременный разряд секций емкостного накопителя на обмотку ЛЭМД в функции координаты совершающего рабочий ход якоря создает предпосылки к улучшению удельных показателей и электромагнитных машин, и импульсных источников с накопителями за счет лучшего согласования разрядного процесса накопителя с динамическими в ЛЭМД;

для технологий группы Б

- в линейных двигателях неударных машин выходные элементы в виде зубчатых или гладких штанг или тросов, перемещаемые на каждом рабочем ходе якорем на величину д, позволяют реализовывать любые результирующие перемещения п-д, п=1, 2,... при неизменном, на всей длине п-д, среднем усилии Рсрт соте, величина которого тем меньше отличается от начального -конечного усилия двигателя на ходе д, чем короче рабочий ход 5 якоря.

Практическое значение работы:

- обоснованы и предложены принципиальные схемы и конструкции цилиндрических ЛЭМД, в том числе, со сквозным осевым каналом, позволяющие не только разрабатывать импульсные машины с новыми свойствами и улучшенными характеристиками, но и создавать на базе этих машин автономные переносные электротехнические комплексы для различных применений, оснащая их аккумуляторными, конденсаторными иди комбинированными устройствами питания с ограниченными габаритами, массой и мощностью;

- созданы и испытаны в лабораторных и производственных условиях автономные электрические комплексы с переносными и навесными импульсными машинами с выходной энергией 0,04...0,8 кДж с аккумуляторным и акку-муляторно-конденсаторным питанием.

Реализация результатов работы. Основные методические принципы и положения, разработанные по результатам проведенных исследований, рассмотрены научно-техническим советом министерства сельского хозяйства Саратовской области, техническим советом филиала «ПоволжСЭП» («Сельэнер-гопроект»), признаны важными и рекомендованы для создания и внедрения электромагнитных систем в операции и процессы на предприятиях и объектах сельскохозяйственной отрасли. Результаты исследований были использованы и другими заинтересованными организациями, в частности, специализированным КБ предприятия п/я Г-4586; филиалом ФГУП «НВНИИГГ» «Саратовская геофизическая экспедиция»,- при разработке и проведении испытаний автономных электротехнических комплексов с электромагнитными машинами для импульсных технологий.

Личный вклад автора заключается в формулировке общей идеи и цели работы, в предложении новых конструкций импульсных электромагнитных машин и автономных электротехнических комплексов с их использованием, проведении экспериментальных и теоретических исследований и обобщении их результатов, разработке методик расчета основных элементов, осуществлении авторского надзора и выполнении полевых испытаний созданных автономных электротехнических комплексов.

В отличие от близких по электромагнитной тематике исследований предшественников, посвященных повышению эффективности собственно линейных электромагнитных двигателей, настоящая работа нацелена на создание по результатам исследований на базе однообмоточных броневых цилиндрических ЛЭМД силовых электромагнитных импульсных систем, в том числе, мобильных, с автономными источниками, включающих, в общем случае, электромагнитную машину с ЛЭМД, источник питания и согласующий их взаимодействие управляющий преобразователь.

Апробация работы. Результаты исследований и основные материалы диссертационной работы докладывались на VI Всесоюзном совещании «Электрические виброимпульсные системы» (г. Новосибирск, 1987 г.); Всесоюзной конференции по вибрационной технике (г. Кобулети, 1987 г.); Всесоюзной научно-технической конференции «Повышение эффективности использования электропривода в сельскохозяйственном производстве» (г. Челябинск, 1989 г.); объединенных научно-технических семинарах лаборатории силовых электромагнитных импульсных систем, горных и строительных машин ударного действия и систем управления виброимпульсными источниками Института горного дела СО АН СССР (г. Новосибирск, 1987 - 1991 гг.); десятой научно-технической конференции «Электроприводы переменного тока» (г. Екатеринбург, 1995 г.); Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы электротехники, электроэнергетики и элекгротехнологии» (г. Тольятти, 2004 г.); первой, второй, третьей, Всероссийской конференции «Прогрессивные технологии в обучении и производстве» (г. Камышин, 2002,2003,2005 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 50 работ, в том числе, семь - в рецензируемых изданиях, указанных в «Перечне...ВАК», одна монография, 8 авторских свидетельств и патентов на изобретения и полезные моде-

ли. Общий объем публикаций составляет 29 п.л., из которых 22,1 п.л. принадлежат лично соискателю.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы из 210 наименований и 4 приложений. Материал работы изложен на 433 страницах машинописного текста, включая 137 рисунков и 20 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Особенности практического применения систем с импульсными электромагнитными машинами в технологиях и на объектах АПК. Задачи и методы исследований. Импульсные и вибрационные методы интенсификации технологических процессов распространены в технике и применяются, в том числе, на предприятиях и объектах АПК. Несмотря на то, что технологии сельскохозяйственной отрасли отличаются разнообразием и во многих случаях сложнее промышленных, доказано, что применение механических импульсов и колебаний снижает энергозатраты и повышает эффективность обработки почвы, внесения удобрений, уборочных и послеуборочных процессов, операций в животноводстве, проведения ремонта сельскохозяйственной техники. Результативность такого применения существенно зависит от обоснованности и рациональности выбора и использования средств возбуждения колебаний и импульсов.

Применяемые на крупных предприятиях гидро- и пневмоимпульсные системы и изделия, стационарные или мобильные, навесного и переносного исполнений или ручные обладают высокой производительностью, хорошими энергетическими и массогабаритными характеристиками, при необходимости легко монтируются на транспортное средство, просто обеспечиваются энергоносителем от гидро- или пневмосистемы трактора, самоходного шасси или автомобиля и незаменимы при значительных объемах работ или перерабатываемого продукта. Однако на малых, вновь создаваемых сельскохозяй-(а) ственных предприятиях, ис-

4 ' >1 г »1 м Мимгивош» I >1 >;пьект _ _ ___

пользующих один вид энергоносителя, где устройство компрессорного или

маслохозяйства затруднительно или невыгодно, в мобильных применениях при относительно небольших объемах монтажных работ, когда транспортировать мощную технику нецелесообразно и следует обходиться легковым автотранспортом, системы с электромагнитными машинами представляются уместными и могут конкурировать с традиционными, поскольку по наиболее важным для импульсных машин техническим характеристикам - «энергия удара А}», «ударная мощность Ру», удельным, на единицу массы т, энергетическим показателям А/т, Ру/т и КПД, - они обладают значительными потенциальными возможностями, сопоставимыми с

Электро дбиготелс Компрессор Пнебмс чогистро»в Пнебмо интимна в Сбьект

(б)

Рис. 1. Энергопреобразования в пневматических (а) и электромагнитных (б) импульсных системах

традиционными устройствами и системами, и способны выступить альтернативой в заявленных применениях.

Совокупность технических устройств и последовательность энергопреобразований в традиционных и предлагаемых системах с электромагнитными машинами для процессов и технологий сельхозпредприятий иллюстрируются структурными схемами на рис. 1. Электромагнитные системы позволяют обойтись без компрессоров, маслостанций, магистралей для транспортировки рабочей среды к импульсной машине, что упрощает изготовление, монтаж, удешевляет эксплуатацию систем и обеспечивает совершенствование операций, процессов или технологий, реализуемых на предприятиях АПК.

Рис. 2. Обобщенная структурная схема СЭМИС

При оценке возможности совершенствования технологий сельскохозяйственной отрасли машинами и системами с линейными электромагнитными двигателями операции и процессы условно разделены на группы (таблица 1), определяемые соотношением результирующих перемещений инструмента и якоря двигателя и характером их взаимодействия в каждом цикле при выполнении операции или процесса:

- группа А - разгон якоря и удар по нагрузке или инструменту, обеспечивающий их малое, в сравнении с ходом якоря, перемещение (сводообру-шение в бункерах, забивание стержневых элементов и др.);

- группа Б - безударная передача силовых импульсов инструменту или нагрузке совершающим рабочий ход якорем, при которой их перемещения совпадают или близки (прессование кип, кормораздача тросовыми или штанговыми транспортерами и др.);

- группа В - колебательное движение якоря двигателя с относительно большой частотой и малой амплитудой, обеспечивающее вибрацию рабочего инструмента или среды.

Рассматриваются технические средства стационарного и мобильного исполнения для характерных операций, выполняемых в сельскохозяйственных или перерабатывающих производствах, строительных организациях и предприятиях и оцениваются перспективы применения систем с импульсными электромагнитными машинами в процессах и технологиях в агропромышленном комплексе.

Таблица I

Применение импульсных и колебательных систем с электроприводом в операциях и процессах АПК

Операция, процесс Группа Параметры импульсного (колебательного) режима Парамет ры нагрузки

Амплитуда, перемещение *10"3 м Среднее усилие, кН Механическая энергия, Дж Частота, Гц Ускорение, м/с2 Закон колебаний Масса, кг Активная мощность, кВт

Вибросортировка в' 1-5 — — 10-50 5-500 Гармонический 10-102 1,0-100

Вибромолот В 5-10 — — 25-50 102-104 Случайный 10-102 1,0-100

Вибровспашка В 1 -25 — — 10-20 40-400 Случайный — 1,0-100

Виброуборка плодов В 5-25 — — 3,0-10 2,0 - 100 Случайный — 1,0-100

Отжим сока из плодов Б 400-800 10-30 — 0,1 -1,0 — — 10-50 0,8-8,0

Прессование шерсти Б 500 -1000 10-50 — 0,5-1,0 — — 10-30 1,0-10

Сводообрушение в бункерах А 25-50 20-10 30-50 0,1-3,0 — Случайный 50-200 10-30

Водоподача В 0,5-2,5 — — 10-50 50-100 Гармонический 70 -120 0,5-3,0

Перемешивание молока Б 100-400 0,5-5 — 0,3-1,0 — Произвольный 15-30 0,5-1,5

Дозирование и раздача кормов Б >1000 30-50 — 1,0-3,0 10-100 — 50-200 1,5-3,0

Погружение стержней и труб при обустройстве пастбищ и скважин на воду А 40 - 100 — 50-1000 5,0-8,0 — Автоколебания 10-50 3,0-15

Вибросушка В 0,5-3 — — 25 -100 15-300 Случайный 0,1 -102 0,1 - 1,0

Вибропривод бытовых устройств В 1-5 — — 0,5-5,0 2x10"2-5,0 1олигармони-ческий 10«--ю-2 10"4- 10"2

Холодильники В 2-20 — — 25-100 50-10-' "армонический Ю-Чо-1 5х10"3-10"'

Виброизмельчение в 0,2-5 — — 25 -100 5-500 Случайный 0,1 - ю2 0,1 - 1,0

Восстановление и ремонт с/х техники Б 4-20 1-3 — 1,0-5,0 — — 1,0-10 0,1-0,5

* Технологии группы В в работе не рассматриваются

Сопоставлены свойства и уточнены преимущества использования импульсных ЛЭМД для привода побудителей истечения сыпучих продуктов при разгрузке бункеров, ударных машин для забивки стержневых заземлите-лей, шпунта, стоек изгородей загонов для скота, культурных пастбищ и т.п. Кратко оценены достигнутый уровень и показатели известных электромагнитных машин различного назначения, предложена обобщенная структурная схема электромагнитной импульсной системы (рис. 2). Определены перспективные направления в решении задач повышения эффективности существующих или разработки новых систем с электромагнитными машинами с улучшенными свойствами для совершенствования технологий и процессов на предприятиях АПК.

2. Линейные элсктромагннтныс двигатели импульсных машин с повышенными энергетическими показателями. Важным вопросом при создании импульсных электромагнитных машин, особенно мобильных или переносных, является выбор двигателя, обеспечивающий в условиях конструктивных ограничений на объем и массу активных материалов, мощность и энергоемкость источника питания, приемлемую экономичность и энергетические показатели всей системы. Перспективными, с этой точки зрения, представляются однообмоточные ЛЭМД цилиндрической структуры с упругим возвратным элементом, единичный рабочий цикл которых состоит из совокупности интервалов аккумулирования потенциальной, магнитной, кинетической энергии в упругих, индуктивных, инерционных накопительных элементах машины и последующего преобразования ее в механическую работу.

Так как все энергетические процессы и режимы ЛЭМД обусловлены аккумулированием энергии, то целенаправленное воздействие различными способами на ее накопление в элементах двигателя в течение цикла принято в работе определяющим направлением повышения удельных показателей импульсных электромагнитных машин.

Фундаментальный принцип неоднородности участвующего в преобразовании электрической энергии в механическую силового магнитного поля является теоретической основой повышения эффективности ЛЭМД. При этом работа якоря на конечном перемещении тем больше, чем выше сила тяги, определяемая градиентом потенциальной энергии и неоднородностью магнитного поля. Наиболее полная реализация этого фундаментального принципа имеет место в магнитных системах, где обеспечивается лучшее использование магнитного потока, увеличение площади рабочего зазора и поверхности якоря, взаимодействующей с ярмом, меньшее число паразитных зазоров.

Рис. 3. Магнитные системы ЛЭМД цилиндрической структуры

ЛЭМД броневой цилиндрической структуры, в которых учтены эти особенности и приняты к исследованию, показаны на рис. 3.

а)

Рис. 4. Функциональные схемы и диаграммы рабочих процессов импульсных электромагнитных однообмоточных машин: а) рабочий ход - электромагнит; холостой ход - пружина; б) с пружинным и гравитационным накопителем; 1 - устройство передачи энергии;

2 - боек; 3 - стержень; 4 - корпус статора; 5 - обмотка; 6 - пружина.

Для импульсных электромагнитных машин оценивается предпочтительность реализации рабочего и возвратного движений якоря в энергопреобразовательном цикле ЛЭМД под действием электромагнитных сил или упругого аккумулирующего звена (рис. 4).

Для конструктивной схемы (рис. 4, а) мгновенные значения действующих на боек результирующих сил на этапе рабочего и холостого хода определяются уравнениями:

/р.х.=/эм~/„р+т8- />,=/пР~т8, (1)

где g - ускорение свободного падения. Для работы машины необходимо, чтобы /эм >/„р\ f„p>mg.

Для конструктивной схемы (рис. 4, б) мгновенные значения действующих на боек результирующих сил на этапе рабочего и холостого хода заданы выражениями:

/,., = /«. + "'Я, Л, = /,,, - /„„ - (2)

а)

б)

Рис. 5. Вебер-амперные характеристики (а) и диаграмма нагружения якоря (б) ЛЭМД

Необходимым условием -работоспособности машины является /эм>/пр+пщ. При этом вся работа, совершаемая в период холостого хода за счет электромагнитной силы, идет на зарядку аккумуляторов: пружинного и гравитационного.

Исследовано влияние предварительного нагружения неподвижного, на этапе трогания, якоря как эффективного способа улучшения характеристик ЛЭМД импульсных машин с одиночными (редкими) срабатываниями якоря.

Если характеристика намагничивания 081 при начальном зазоре д) якоря и момент его трогания соответствует току Г в обмотке (рис. 5, а), то к началу механического движения в ЛЭМД аккумулируется магнитная энергия, опре-

да

(3)

делаемая площадью треугольника ОЗ'ц/', а механическая энергия к окончанию цикла и остановке якоря в положении 082 - площадью 06'62. Подгрузив в исходном положении якорь силой Р„(5) (рис. 5, б)

№а при и £ =

[/Л"5) при'>4 нЗфЗ^

и увеличив этим ток трогания до повышают механическую энергшо в цикле до (Рис- 5> Ю-

Представленные в относительных единицах характеристики цикла при базисных значениях Т1 = -^ЩТ^ (время свободного падения якоря массой М с высоты \fgSi (потенциальная энергия):

<>* гр

1 1

1)

* к Для цикла у/=сош/, соответственно:

Г,

К(т-1) р:(к-1)'

а1 =

где Р„

(4)

(5)

(6)

(7) Рис. 6. ЛЭМД с устройством удержания

относительное начальное противо-

действующее усилие; /;г к=1!/12 - соответственно кратности изменения

индуктивности и тока обмотки; т>к>\.

Обоснованы принципиальные схемы построения цилиндрических двухзазор-ных линейных электромагнитных двигателей с интегрированными устройствами нагружения, имеющих, по сравнению с известными, повышенные в 1,3... 1,5 раза выходные показатели (рис. 6).

3. Энергопреобразование в рабочих циклах импульсных электромагнитных машин. Глава посвящена аналитическому исследованию единичного цикла линейного электромагнитного двигателя и выявлению условий повышения эффективности энергопреобразования в импульсном ЛЭМД. Свойственная энергопреобразовательным циклам такого двигателя двухстадийность позволила представить его при анализе совокуп-

Рис. 7. Диаграмма процесса энергопреобразования в ЛЭМД

ностью электрической, магнитной и механической подсистем и разделить цикл на процессы, которые сопровождают интервалы трогания и движения жоря ЛЭМД. Для анализа закономерностей энергопреобразовательных процессов каждого интервала цикла, определяемых условиями изменения во времени потокосцепления и тока обмотки ЛЭМД, использованы энергетические диаграммы, построенные в осях «потокосцеплениеу/- ток /'» (рис. 7).

Для интерпретации состояния электромагнитной машины на \fj-i диаграмме единая совокупность одновременных явлений при работе ЛЭМД условно разделена на процессы, определяющие состояние электрической, магнитной и механической систем двигателя, рассматриваемые раздельно. Получены выражения для оценки относительных значений мощности, поступающей в каждую подсистему двигателя в любой момент цикла:

Ч'.

8Ш(/)

= 51П(0) СОЗ(/) +

ц.

в'т(<?> соБ(а) +

■И,

(8) (9) (10)

Рис. 8. Энергопреобразование в ЛЭМД с аккумулированием магнитной энергии в период холостого хода

где а= 180-20-у.

Для насыщенной и ненасыщенной магнитной цепи оценено влияние изменения параметров двигателя в цикле на механическую мощность движения жоря и определены условия достижения ее максимума. Показана взаимосвязь показателей энергопреобразования с величиной противо-ЭДС обмотки ЛЭМД, которая сопровождает изменения намагничивающего тока в течение цикла и позволяет оценивать трц 0 - эффективность энергопреобразования.

Часть механической энергии рабочего хода якоря аккумулируется в пружине и обеспечивает его возврат по окончании питающего импульса. Для ЛЭМД импульсных машин с непрерывными ходами рекуперация и использование части этой энергии представляется одним из способов повышения их эффективности. При реализации в ЛЭМД режима динамического накопителя характерным представляется рабочий цикл с увеличивающимся пото-косцеплением и током - щ<ц*2, 1^2 (рис. ,8). Уравнение энергобаланса этапа холостого хода машины в общем случае имеет вид:

Рис. 9. Схема ЭП ЛЭМД с узлом статического нагружения якоря

<Ме+<1Аш,=ф + <ПГя+аАя

(11)

где 1¥с, Амех, 2, IVм, Ам — соответственно, электрическая энергия источника, механическая работа, направленная против сил магнитного поля, потери в меди обмотки, составляющие энергии магнитного поля, преобразованные из электрической и механической энергии. Процесс динамического аккумулирования магнитной энергии на этапе возврата якоря пружиной представляется в виде

Г j tS

]{ui-?R)dt+ ]fndx= \id¥,

(12)

где и, i,fn - мгновенные значения напряжения, тока, усилия пружины; R - активное сопротивление обмотки; х - перемещение якоря, и правая часть уравнения (12) определяет величину магнитной энергии к началу периода рабочего хода якоря.

При этом связь преобразованной из механической и запасенной в магнитном поле ЛЭМД энергии (площадь треугольника ОАВ, рис. 8) с начальной магнитной W0 энергией (площадь треугольника OAlF/): Ам =W0k(\~Mт), а уравнение энергобаланса для каждого последующего, начиная со второго, рабочего хода якоря:

'! Ч"! '> »1 Г') fl

|(ш-гй)л+ jic№= \f,Vdt- \f„dx + 0,5 JVdV + |гУЧ>

(13)

<« / Ш) Л i Л

0,01с

а__ VI и

'о А-" \sw

К/1

где/,, V- мгновенные значения электромагнитной силы, скорости якоря. Таким образом, энергия магнитного поля, запасенная системой в период холостого хода за интервал времени г, - и электрическая энергия, поступающая из сети в период рабочего хода Ь - tз, расходуется на совершение механической работы, увеличение потенциальной энергии возвратной пружины и на изменение энергии магнитного поля ЛЭМД. Такой рабочий цикл повышает выходную механическую энергию и является предпочтительным для мобильных и переносных электромагнитных импульсных машин на предприятиях агропромышленного комплекса.

Для машин с непрерывными ходами предложена функциональная схема реализации рабочих циклов с рекуперацией и аккумулированием магнитной энергии на этапе на этапе возврата якоря пружиной.

4. Взаимодействие импульсных электромагнитных машин с мобильными электроисточниками и устройствами питания и управления. В главе рассматривается взаимодействие импульсных электромагнитных машин с источниками питания.

Необходимые для работы ЛЭМД выбранного типа униполярные импульсы напряжения и тока не могут быть получены при непосредственном

Рис. 10. Осциллограммы рабочего процесса переносной электромагнитной машины

100 кВт

Рис. 11. Влияние мощности источника питания на показатели электромагнитной машины

подключении обмотки к зажимам источника и формируются специальным устройством питания и управления (ЭП). На предприятиях АПК импульсные электромагнитные машины в стационарном или мобильном, переносном исполнении подключаются к источникам одно- или трехфазного переменного напряжения, в том числе, передвижным бензогенераторам. Для этих источников разработаны на базе однополупериодных управляемых выпрямителей устройства, реализующие единичные или непрерывные срабатывания и регулирование параметров механического движения якоря ЛЭМД. Для одноударных машин предложен ЭП, обеспечивающий, дополнительно, регулируемое электромагнитное подгружение неподвижного, на этапе трогания, якоря и повышение выходных показателей (рис. 9).

В отличие от ЭП переменного тока, для источников с аккумуляторами

требуются более сложные преобразователи, где в каждом цикле срабатывания ЛЭМД необходима искусственная коммутация силовых полупроводниковых ключей. Предложены и исследованы эффективные ЭП с переменной, за-Рис. 12. Схема системы висящей от тока машины, комму-

с накопителем энергии тационной способностью, где

обеспечивается надежное запирание переключающихся элементов при изменяющихся в процессе работы свойствах источника. Исследованы динамические характеристики энергопреобразовательного цикла электромагнитной машины, подключенной к бензогенератору (рис. 10), и выполнена сравнительная оценка изменения выходных показателей машины при питании от сети или бензогенераторов (рис. 11).

Применение аккумуляторных источников для работы с мобильными, переносными импульсными электромагнитными машинами позволяет существенно расширить области их эффективного использования на объектах АПК. Поскольку характеристики аккумуляторов неоднозначны и существенно зависят от характера нагрузки, нормированного разрядного тока, условий окружающей среды и т.д. исследовано влияние импульсной электромагнитной машины на показатели свинцовых и щелочных батарей

Рис. 13. Влияние начального рабочего зазора на величину намагничивающего тока ЛЭМД

ГГI "'/О-

Рис. 14. Влияние рабочего зазора на показатели ЛЭМД

источника. Предложена функциональная схема (рис. 12) и дана приближенная аналитическая оценка целесообразности использования промежуточных накопителей энергии для уменьшения влияния нормированного разрядного тока на показатели аккумуляторного источника.

5. Рабочие процессы импульсных машин и систем с линейными электромагнитными двигателями. Экспериментальные исследования машин и систем с импульсными

ЛЭМД предполагали: оценку их предельных возможностей по силовым и энергетическим показателям статического режима (Рнач,Рмакс,Аи) и влияния конфигурации и конструктивных параметров магнитной системы двигателей на эти показатели; измерение и сравнительную оценку выходных энергетических показателей мобильных машин в рабочих режимах (Ау,пу,Ру,1]); изучение особенностей энергопреобразования в ЛЭМД импульсных машин и определение закономерностей влияния на его эффективность режимных, конструктивных, технологических параметров и систем питания для выработки обоснованных рекомендаций по их рациональному выбору; проверку практической пригодности и эксплуатационных свойств рабочих машин с импульсными ЛЭМД, электрических преобразователей и источников питания.

По результатам анализа статического режима оценено влияние характерных элементов магнитной системы двигателя на форму статической характеристики, интегральную работу, развиваемую максимальную электромагнитную силу, обоснованы соотношения размеров этих элементов. Статические характеристики ЛЭМД машин с аккумуляторным питанием получены, в

отличие от известных, при значениях ,„а, ,,„,, „,,„ „,„, ,„, я„и .,„,,

намагничивающего тока в обмотке, СО- рис 17. Динамические характеристики ответствующих рабочим режимам им- ЛЭМД с одноимпульсным ковденса-пульсных систем. торным питанием

Рис. 15. Осциллограмма рабочего процесса ударной машины с аккумуляторным питанием

Рис. 16. Схема импульсного источника питания

Аил/ С\В :.Л

С целью определения рациональной ...........................^^.......¡^^ ................................................ длины разгона якоря в ЛЭМД ударных

* /■■_ \ машин проведена оценка влияния хода

^ 3 _______ _ ЯК0РЯ на электрические, магнитные и ме-

„. / ____ханические показатели двигателя (рис.

„ ! _____13). Изучена взаимосвязь между длиной

, ,7 ________________ рабочего хода и значением объемной

• ^-,.• ,. - - плотности энергии, аккумулируемой в

1 " ^———— воздушных зазорах ЛЭМД (рис. 14). По-Рис. 18. Временные диаграммы рабо- лученные экспериментально динамиче-чего цикла ЛЭМД скис характеристики рабочих циклов по-

зволили оценить влияние и уточнить значения конструктивных, режимных и других факторов на выходные энергетические показатели машины, определить их сочетания, обеспечивающие максимальную выходную энергию или КПД.

Для однообмоточных электромагнитных двигателей машин с автоколеба-

Шниями якоря выполнена эксперимен-

_ тальная проверка реализованного режи-

^ма динамического накопителя энергии,

______________ повысившего эффективность энергопре-

/ _ образовательных циклов ЛЭМД за счет

___одновременного увеличения выходной

__механической энергии, ударной мощно--сти и КПД в среднем, в 1,3 раза (рис.

„■-~-+-~-- 15). Исследованы рабочие процессы

электромагнитной машины, питаемой от РИдиа9граммаГЛЭМД°™ импульсного источника с конденсатор-

ным накопителем с повышенной, на три порядка, по сравнению с известными устройствами, емкостью и обеспечивающего электрический режим двигателя, схожий с питанием от аккумуляторного источника (рис. 16).

Анализ рассматриваемых многофакторных систем проведен, в том числе, с использованием теории планирования экспериментов. Основные характеристики плана эксперимента при исследовании зависимостей АУ=/(С, С/, г,); п~ /(С, и, 2,)\ и, г,) представлены в табл. 2.

Таблица 2

Основные характеристики плана эксперимента___

Характеристика Емкость накопителя, С, Ф X, Напряжение, и, В Х2 Жесткость пружины, 7, Н/м Хъ

Основной уровень С, С/0, 2д 0,07 0 85 0 800 0

Интервал варьирования, ¿с, ли, ¿2 0,06 - 35 - 300 -

Верхний уровень 0,13 +1 120 +1 1100 +1

Нижний уровень 0,01 -1 50 -I 500 -1

Л \

\

\

/ / ч \

\ V- / \

-.1 V

—. Л -т.-.

Рис. 18. Временные диаграммы рабочего цикла ЛЭМД

-.....

Рис. 19. Энергетическая диаграмма ЛЭМД

и, в

Рис. 20. Поверхность отклика Ау=/(и, С) при г на уровне «-1»

Г

Окончательный, после упрощения, вид регрессионного уравнения для механической энергии импульсной машины:

^=45,46+35,83^1+37,8X2-3^57X3+ _ +32,587 X, Х2—4,88^1 Хз-3,68Х2 Хг+6,95Хгг, а поверхность отклика при т. на уровне «-]» показана на рисунке 20. Значения выходной механической энергии, найденные по выражению (14) удовлетворяют экспериментальным данным с погрешностью менее 9 %. Определены регрессионные полиномы для других энергетических показателей электромагнитной машины.

Проведено сравнение эффективности рабочих циклов электромагнитных машин при одно- и многоимпульсном разряде на обмотку секционированного накопителя на интервале единичного срабатывания якоря ЛЭМД (рис. 17-19). Приведены результаты экспериментальных исследований процессов нагревания-охлаждения импульсной электромагнитной машины с аккумуляторным питанием и уточнены фактические значения основных теплофи-зических параметров машины.

6. Расчёт и проектирование им- Рис. 21. Кинематические схемы пульсных электромагнитных машин и импульсных машин с ЛЭМД их элементов. При создании импульсных машин с линейными электромагнитными двигателями важной представляется задача как по расчету и проектированию самих двигателей, так и обоснованию параметров встроенных устройств и механизмов для передачи выходной энергии инструменту или среде. Все предлагаемые в работе импульсные машины имеют в основе ЛЭМД одного типа. Однако длина рабочих зазоров, ход якоря, способ взаимодействия с объектом, исполнение, функциональные и технологические особенности существенно разнятся и определяются назначением машины. В связи с этим обосновываются компоновка и кинематические схемы машин для заявленных применений (рис. 21) и оцениваются возможности выбранных двигателей по созданию тех или иных машин.

Для броневого цилиндрического ЛЭМД с увеличенной длиной рабочих воздушных

II

шз

Ш"

Рис. 22. Расчетная схема и характеристики намагничивания ЛЭМД

зазоров рассмотрено математическое описание магнитной цепи и основных статических характеристик - магнитодвижущей силы обмотки и потокосцеп-ления для характерных диапазонов изменения зазора, определяемых соответствующими граничными условиями. На основе интегрально-энергетического подхода, с использованием принципа взаимности предложен проектный метод расчета основных конструктивных показателей электромагнитных двигателей импульсных машин, применяемых в АПК.

а б

Рис. 23 Модель системы «ЛЭМД-груит» (а); схема зажимного механизма (б)

При увеличенном рабочем ходе (8<2г/) интегральную работу машины (рис. 22) можно представить слагаемыми

Аи=Х+Л4. (15)

С учетом принятых относительных и базисных величин и аппроксимации кривой намагничивания полиномом:

А1=жВ2Бг^у[/т(В1 (16)

в1

где <у= \ШВ = /10[аВ21+1/Зрв6! +1/5Ф1В9! ]\ -относительные значе-

о

ния намагничивающей силы обмотки и магнитной индукции магнитопрово-да; Ве~ базисное значение индукции; у = 1к/г1 - относительная длина обмотки (рис. 22); Ч/1- потокосцепление, соответствующее начальному рабочему зазору короткоходового ЛЭМД; г1 - базисный размер магнитопровода ЛЭМД.

Если величина 44, получаемая за счет увеличения рабочего хода якоря ЛЭМД (рис. 22):

ЛА = 0,51т(Ч/1 -ун) = 0,512т(Ц-Ьн) = 0,512тЛЬ, (17)

где ЬI, Ьп - индуктивность машины при зазоре 8] и 8Н соответственно, Ь1 = /л08ям>2/281 ; сечение якоря; - число витков обмотки;

Ьн = ц08ям> /28н; 81, 8Н - начальный рабочий зазор короткоходового и длинноходового ЛЭМД, то после преобразований:

Аи=хВ&у[/т(В1 -П1Т)-Я]/[Ц0+0.5И08У (--—)]. (18)

/ 8п

Определив взаимосвязь Аи с плотностью тока ]т в обмотке, максимальной индукцией Вт и положив Аи=2Ау, получим определяющий размер ЛЭМД:

П

(19)

\2,^тВтКсКок%

где Ау - выходная механическая энергия машины; ка к0К - коэффициенты заполнения магнитопровода, окна, соответственно; цц - коэффициент эффективности магнитного цикла.

Для электромагнитных ударных машин для забивания стержневых элементов предложен основанный на энергетическом подходе метод приближенной оценки потребной энергии воздействия и продолжительности погружения стержня, определяемых его геометрией и свойствами грунта. Приведены приближенные методы оценки режимов работы импульсных электромагнитных машин с учетом допустимой мощности потерь. Сформулированы рекомендации по определению геометрических характеристик зажимных механизмов электромагнитных машин со сквозным осевым каналом (рис. 23, б) и рассмотрены подходы по согласованию или обеспечению эффективной передачи энергии ударных импульсов в грунт (рис. 23, а), необходимые при разработке систем для инженерных изысканий в АПК или малоглубинной сейсморазведки в сельской местности.

7. Результаты создаппя систем с электромагнитными машинами для импульсных технологий. Результаты проведенных исследований позволили создать на базе броневых цилиндрических однообмоточных двухзазорных ЛЭМД импульсные электромагнитные машины и системы, в том числе, мобильного, переносного и навесного исполнения для сводообрушения, торцевой и неторцевой забивки стержневых элементов, динамического зондирования грунтов, импульсной наземной сейсморазведки малых глубин и другого назначения. Новизна примененных при создании этих систем и их

элементов технических решений подтверждена авторскими свидетельствами, патентами на изобретения и полезные модели. Общий вид или конструкции воплощенных на практике изделий, прошедших полевые и производственные испытания, представлены на рис. 24-26.

Рис. 24. Линейный шаговый электромагнитный двигатель: 1 - штанга, 2,1 - верхний и нижний заклинивающие элементы, 3 - комбинированный якорь, 4 - обмотка, 5 - возвратная пружина, 6 - статор

Рис. 25. Схема взаимного пространственного положения бункера и сводообрушителя (а). Конструкция сводообрушителя с ЛЭМД (повернуто) (б): I -бункер; П-сводообрушитель с ЛЭМД; 1 - стенка бункера; 2 - кронштейн; 3 - ударник; 4 - накладка; 5 - втулка; 6 - магнитопровод; 7 - буфер; 8-обмотка ЛЭМД; 9,15 - нижний и верхний направляющие стержни; 10 - якорь; 11-шайба; 12 - направляющий корпус; 13 - магнитопровод; 14 - обмотка электромагнита; 16 - пружина; 17 - гайка.

В качестве примера импульсной безударной машины с любым необходимым линейным перемещением выходного штока, представлен шаговый ЛЭМД, предназначенный для установок отжимания сока и других подобных изделий (рис. 24). Из машин ударного действия стационарного исполнения представлены импульсные побудители истечения для разгрузки бункеров (рис. 25), где линейный двигатель оснащен вспомогательным электромагнитом подгружения и обеспечиваются дополнительные' возможности в управлении механическим движением не только по электрическому, но и по механическому каналу.

В табл. 3 сведены результаты оценки среднего потребления электроэнергии для предотвращения различными устройствами сводообразования муки в бункерах, подтвержденные производственными испытаниями.

Из мобильных, с автономным питанием, рассмотрены переносные часто-ударные машины с осевым каналом и зажимным механизмом для забивания-выдергивания продольно-неустойчивых стержней и т.п., питаемые от аккумуляторных источников (рис. 26,а). Для этой машины в табл. 4 приведены срав-

а) б)

Рис. 26. Полевые испытания электромагнитных

машин: 1 -стержень; 2 - ударная машина; 3 - емкостный накопитель; 4 - преобразователь; 5 - аккумуляторная батарея

нения энергозатрат и продолжительности погружения стержневых элементов заданной геометрии традиционными изделиями и созданными импульсными электромагнитными машинами.

Таблица 3

Среднее потребление электрической энергии

Тип сводообру-шителя Электровибратор С-375, С-793, С-482 Резонансный виброобрушитель ЭРВС Электромеханический вибратор ИВ-104Н Импульсная электромагнитная система

Потребление эл.энергии, кДж 108 99 72 0,3

В зажимной механизм вместо стержня, при необходимости, устанавливается сменный рабочий инструмент (заостренный, плоский, с режущей рабочей кромкой и др.), что повышает функциональность устройства. Машины с энергией удара Ау на 200-500 Дж, выполненные по такой конструктивной схеме переносными, удобны для забивания металлических труб диаметром 50-70 мм при устройстве индивидуального водоснабжения, например, неглубоких абиссинских колодцев в стесненных условиях дачных и личных подсобных хозяйств.

На рис. 26, б в качестве примера приведена система с редкоударной навесной машиной с аккумулярно-конденсаторным питанием для проведения инженерных изысканий или импульсной малоглубинной сейсморазведки. Разработаны и испытаны на практике системы такой же комплектации в переносном исполнении.

Таблица 4

Среднее потребление электрической энергии при погружении _металлического стержневого элемента в грунт_

Тип ударной машины Электро-заглубитель ПЗ-12 Электро-погружатель С-414 Электро-погружатель С-642 Ударная машина с ЛЭМД

Время погружения стержневого элемента 1, с 300 220 150 90

Потребление электрической энергии, кДж 180 176 180 100

Приведены результаты производственных испытаний некоторых из созданных импульсных электромагнитных систем и краткая технико-экономическая оценка их внедрения. В частности, результаты расчета эффективности применения системы для погружения стержневых элементов представлены в табл. 5.

Таблица 5

Расчет экономической эффективности

Показатели Годы

0 1 1 1 2 | 3 | 4 | 5

Приток, тыс. руб.

Дополнительный доход 0 98,7 98,7 98,7 98,7 98,7

Отток, тыс. руб.

Капиталовложения 35

Эксплуатационные расходы ПЭМК 21,32 21,32 21,32 21,32 21,32

Результаты, тыс. руб.

Текущая разность -35 77,38 77,38 77,38 77,38 77,38

Д исконтный множитель 1 0,909 0,826 0,751 0,683 0,621

Приведенная разность -35 70,34 63,92 58,11 52,85 48,05

чдц 258,6

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследования, обобщенные в диссертации, направлены на становление, развитие и решение крупной научно-технической проблемы создания и совершенствования импульсных электромагнитных машин и систем на их основе, в том числе, мобильных, с автономным питанием, для процессов и технологий предприятий или объектов агропромышленного комплекса.

Основные научные и практические результаты исследований состоят в следующем:

1. Развито представление о силовой электромагнитной импульсной системе и сформулировано понятие мобильной автономной электромагнитной импульсной системы как функционального единства ограниченных по массе (т<100 кг), габаритам (К<0,5 м3) и мощности (Р<10 кВт) источника питания, рабочей машины с ЛЭМД и согласующего их взаимодействие электрического преобразователя, которое повышает эффективность решения целого ряда практических задач в АПК.

2. Обоснован и практически подтвержден тезис об универсальности магнитной системы и конструкции броневого цилиндрического двухзазорного электромагнитного двигателя, позволяющей сменой способа вывода механической мощности и выбором длины рабочего хода якоря создавать машины и импульсные системы для ударных А (побудители истечения продукта из бункеров, погружение стержневых заземлителей электроустановок и катодной защиты при электрификации и газификации села, устройство малодебитных водяных скважин, техизыскания на воду, реконструкция или возведение сель-хозобъектов, малоглубинная сейсморазведка в сельской местности) и неударных Б (отжимание сока, прессование шерсти, приводы штанговых и тросовых транспортеров, подача электродной проволоки в зону наплавки при ремонте сельхозтехники) технологий АПК.

Для технологий группы А

3. Для этапов трогания и срабатывания единичного энергопреобразовательного цикла и совокупности непрерывных последовательных циклов аналитически исследована взаимосвязь характеристик ЛЭМД и эффективности аккумулирования энергии в двигателе и установлено, что ее рекуперация из механической системы машины в магнитную при холостом ходе якоря позволяет в следующем его рабочем ходе увеличить выходные энергетические показатели машины, в среднем, в 1,3 раза.

4. Стартерные аккумуляторы и переносные бензоагрегаты, оснащенные конденсаторными накопителями фарадной емкости, позволяют создавать импульсные источники с необходимыми показателями для питания электромагнитных машин кратковременного, повторно-кратковременного и продолжительного режима с выходной энергией =0,05...0,8 кДж и частотой ходов и=0,2...10 с .

5. Питаемая от стартерных аккумуляторов переносная электромагнитная ударная машина кратковременного режима обеспечивает сопоставимые с пневмо- и гидроударниками выходные показатели при номинальной емкости батареи С„ на единицу массы т машины С//и=1,1...1,5 А-ч/кг и удельном напряжении на обмотке С/„/и>=0,8...1,5 В/виток.

6. Обосновано применение низковольтных конденсаторных накопителей фарадной и многофарадной емкости при передаче энергии источника двигателю, обеспечивающее эффективные энергопреобразовательные процессы импульсных ЛЭМД и высокие выходные характеристики переносных электромагнитных машин при одновременном многократном снижении мощности первичного источника - бензоагрегата или аккумуляторной батареи.

7. Батарея электролитических конденсаторов фарадной и более емкости при разряде на обмотку импульсного ЛЭМД с выходной энергией Ау< 0,8 кДж развивает удельную мощность до 0,75 кВт на кг массы машины и формирует униполярные питающие импульсы с необходимыми параметрами при единичных (п<0,2 с"1; и непрерывных (п< 10 с[) срабатываниях, обеспечивая режим питания электромагнитной машины, схожий с аккумуляторным при собственных удельных показателях 0,2 кДж/кг и 80 кДж/м3.

8. Разработаны, на уровне изобретений, электрические преобразователи, обеспечивающие регулируемые нагружение и искусственную задержку при трогании якоря, позволяющие за счет увеличения уровня аккумулируемой в двигателе магнитной энергии повысить его выходную энергию в 1,3-1,5 раза и эффективность электромагнитных импульсных машин.

9. Выявлены и реализованы рабочие циклы ЛЭМД импульсных машин с сочетанием энергопреобразовательных режимов, обеспечивающим увеличение выходных энергетических показателей при одновременном снижении энергопотребления от источника. Разработан, на уровне изобретений, способ управления электромагнитной машины с автоколебаниями якоря, обеспечивающий, за счёт обратной связи по его координате, на рабочем ходе - предотвращение режима короткого замыкания двигателя, на холостом - устойчивый режим динамического индуктивного накопителя и повышение в цикле механической энергии, ударной мощности и КПД в 1,24; 1,5; 1,2 раза соответственно.

Для технологий групп А, Б

10. Установлено, что предложенные принципиальные схемы и конструкции цилиндрических ЛЭМД, в том числе, со сквозным осевым каналом, позволяют не только разрабатывать импульсные машины с новыми свойствами и улучшенными характеристиками, но и создавать на базе этих машин мобильные, в том числе, переносные электротехнические комплексы для различных применений в АПК, оснащая их аккумуляторными, конденсаторными или комбинированными устройствами питания с ограниченными габаритами, массой и мощностью.

11. Кинематическое разделение якоря и элемента вывода механической мощности из ЛЭМД позволяет при создании электромагнитных машин преодолеть противоречия, определяемые ограниченным ходом S якоря и существенной нелинейностью силовой характеристики F3(S) и повысить функциональность импульсных электромагнитных машин.

12. Предложен способ передачи механической мощности от якоря двигателя выходному элементу и принципиальные схемы электромагнитных машин со сквозным осевым каналом, применение которого позволяет создавать линейные электромагнитные двигатели машин для ударных и неударных технологий с любыми необходимыми осевыми перемещениями выходного элемента при ограниченном ходе S якоря и передаче его механической мощности к элементу в неторцевом произвольном сечении элемента.

13. В линейных двигателях неударных машин выходные элементы в виде зубчатых или гладких штанг или тросов, перемещаемые на каждом рабочем ходе якорем на величину 8, позволяют реализовывать любые результирующие перемещения п-8, п = 1,2,... при неизменном, на всей длине п-8, среднем усилии Fcp= const, величина которого тем меньше отличается от начального -конечного усилия двигателя на ходе §, чем короче рабочий ход 8 якоря.

14. Предложены инженерные методы расчета основных энергетических характеристик и конструктивных размеров ЛЭМД; рассмотрены методические принципы определения параметров устройств передачи механической энергии двигателя нагрузке, отличающиеся простотой математического аппарата и сокращающие время на проектирование машин и оборудования для процессов и технологий АПК.

15. На основе выполненных исследований созданы и испытаны в лабораториях, производственных и полевых условиях силовые системы с импульсными электромагнитными машинами с выходной энергией 0,04-0,8 кДж. Применение этих машин в АПК, в частности, для интенсификации выгрузки сыпучих материалов из бункеров, создания неглубоких трубчатых водяных колодцев в фермерских хозяйствах, выполнения заземляющих устройств в сельских электроустановках, изготовления изгородей при обустройстве пастбищ и т.д. повышает эффективность ведения работ за счет электромеханизации ручного труда, обеспечивает экологичность, безопасность и качество выполнения операций. При этом, создание мобильных, в том числе, переносных электромагнитных систем с ЛЭМД оказалось возможным благодаря повышению удельной выходной механической энергии импульсных машин до 5-7 Дж/кг.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. У санов, К. М. Силовая электромагнитная импульсная система для погружения стержневых элементов в грунт / К. М. Усанов, В. А. Каргин // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. - 2005. -№ 3. - С. 59-61. (0,19/0,15 печ. л.).

2. Усанов, К. М. Тиристорный преобразователь для управления линейным импульсным электрическим двигателем с электромагнитным узлом статического нагружения якоря / К. М. Усанов, А. В. Волгин, В. И. Мошкин // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. - 2005. - № 4. -С. 51-54. (0,25/0,20 печ. л.).

3. Усанов, К. М. Преобразователь сигналов датчика предударной скорости бойка импульсной ударной машины / К. М. Усанов, В. А. Каргин // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова - 2007.-№ 2,- С. 56-57. (0,5/0,3 печ. л.).

4. Усанов, К. М. Линейный шаговый электромагнитный двигатель в приводе машин для прессования материалов / К. М. Усанов, А. В. Львицын, А. В. Волгин // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. - 2007. - № 3. -С. 61-62. (0,5/0,3 печ. л.).

5. Усанов, К. М. Оценка продолжительности погружения стержневых элементов в грунт электромагнитной ударной машиной / К. М. Усанов, В. А. Каргин, А. В. Волгин // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. - 2008,- № 3. - С. 70-72. (0,44/0,3 печ. л.).

6. Усанов, К. М. Оценка эффективности энергопреобразований в электромагнитной ударной машине с упругим возвратным элементом / К. М. Усанов, В. А. Каргин, А. В. Волгин // Труды Кубанского государственного аграрного университета. Сер. Агроинженерия. - 2008. - № 1.- С. 86-87. (0,36/0,26 печ. л.).

7. Усанов, К. М. Электромагнитные машины с осевым каналом в процессах и технологиях АПК / К. М. Усанов, А. П. Моисеев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2008. - № 5. - С. 31-33.(0,46/0,30 печ. л.).

8. Усанов, К. М. Линейный импульсный электромагнитный привод машин с автономным питанием / К. М. Усанов, Г. Г. Угаров, В. И. Мошкин. - Курган : Изд-во Курганского ун-та, 2006. -284 с. (18/16 печ. л.).

9. Рабочие процессы линейных электромагнитных двигателей с высоким использованием электромагнитной энергии / К. М. Усанов [и др.] // Вопросы теории и проектирования электрических машин : сб. науч. работ. - Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 1987. -Вып. 6. - С. 10-15. (0,15/0,02 печ. л.).

10. Усанов, К. М. Исследование влияния конструктивных факторов на показатели линейных электромагнитных двигателей с двумя рабочими зазорами / К. М. Усанов, А. В. Львицын, Г. Г. Угаров ; Сарат. ин-т механизации сельского хозяйства им. М. И. Калинина. - Саратов, 1987. - 6 с. - Деп. в Ин-формэлектро, № 882-ЭТ. (0,15/0,07 печ. л.).

11. Усанов, К. М. Результаты исследования динамики электромагнитных вибровозбудителей гибридного типа / К. М. Усанов, Г. Г. Угаров, В. Н. Фе-

донин // Тезисы Всесоюзной конф. по вибрационной технике. - Тбилиси : Мецниереба, 1987. - С. 45. (0,02/0,01 печ. л.).

12. Усанов, К. М. Исследование динамики электропривода переносных молотов / К. М. Усанов, А. В. Львицын // Повышение эффективности использования электропривода в сельскохозяйственном производстве : тезисы Всесоюзной научно-технической конф. - Челябинск, 1989. - С. 20—21. (0,02/0,01 печ. л.).

13. Усанов, К. М. Гибридные линейные электромагнитные двигатели цилиндрической структуры с двумя рабочими зазорами / К. М. Усанов, А. В. Львицын, В. Н. Федонин // Электромагнитные импульсные системы : сб. науч. тр. - Новосибирск : ИГД СО АН СССР, 1989,- С. 45-50. (0,15/0,08 печ. л.).

14. Усанов, К. М. Выбор параметров аккумуляторных источников электропитания переносных электромагнитных молотов / К. М. Усанов, А. В. Львицын // Повышение эффективности использования электрического оборудования в АПК : сб. науч. тр. / Сарат. с.-х. ин-т им. Н. И. Вавилова. - Саратов, 1991. -С. 74-83. (0,15/0,08 печ. л.).

15. Усанов, К. М. Выбор электрического автономного источника питания для переносных электромагнитных молотов / К. М. Усанов, А. В. Львицын // Импульсные линейные электрические двигатели : сб. науч. тр. - Новосибирск : ИГД СО АН СССР, 1991. - С. 148-153. (0,17/0,12 печ. л.).

16. Усанов, К. М. Выбор возвратной пружины для переносных электромагнитных молотов / К. М. Усанов, А. В. Львицын // Повышение эффективности использования электрического оборудования в АПК : сб. науч. тр. / Сарат. с.-х. ин-т им. Н. И. Вавилова. - Саратов, 1991. - С. 69-74. (0,13/0,07 печ. л.).

17. Усанов, К. М. Исследование динамики переносных электромагнитных молотов / К. М. Усанов, А. В. Львицын // Импульсные линейные электрические двигатели : сб. науч. тр. - Новосибирск : ИГД СО АН СССР, 1991. -С. 109-112. (0,15/0,10 печ. л.).

18. Усанов, К. М. Режимы форсированного накопления магнитной энергии в импульсных линейных электромагнитных двигателях / Г. Г. Угаров, К. М. Усанов, В. И. Мошкин // Электроприводы переменного тока : доклады 10-й научно-технической конференции.-Екатеринбург, 1995. (0,7/0,1 печ. л.).

19. Усанов, К. М. Рабочий цикл электромагнитной ударной машины с аккумулированием магнитной энергии в период холостого хода / К. М. Усанов, Г. Г. Угаров, В. Ю. Нейман // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. - 1997. - № 3. - С. 76-80. (0,8/0,27 печ. л.).

20. Усанов, К. М Конструкции линейных электромагнитных двигателей ударных машин с интегрированными устройствами форсированного аккумулирования магнитной энергии / К. М. Усанов, Г. Г- Угаров, В. Ю. Нейман // Научные проблемы мелиорации и электрификации сельского хозяйства в зоне Нижнего Поволжья : сб. науч. тр.. - Саратов, 1999. - С. 110-118. (0,3/0,1 печ. л.).'

21. Усанов, К. М. Предельная удельная энергия импульсного линейного электромагнитного двигателя при единичном срабатывании / К. М. Усанов,

Г. Г. Угаров, В. Ю. Нейман // Научные проблемы мелиорации и электрификации сельского хозяйства в зоне Нижнего Поволжья : сб. науч. тр. - Саратов, 1999. - С. 118-122. (0,15/0,05 печ. л.).

22. Усанов, К. М. Конструктивные схемы импульсных линейных электромагнитных двигателей с динамическим аккумулированием магнитной энергии / К. М. Усанов, Г. Г. Угаров, В. Ю. Нейман // Совершенствование технических средств электрического транспорта / НГТУ. - Новосибирск, 2001. -С. 122-125. (0,25/0,20 печ. л.).

23. Усанов, К. М. Переносной электромагнитный ударный привод / К. М. Усанов, Г. Г. Угаров, В. Ю. Нейман // Совершенствование технических средств электрического транспорта / НГТУ. - Новосибирск, 2001. - С. 164— 170. (0,44/0,30 печ. л.).

24. Сравнительный анализ конструктивных схем ударных машин с электромагнитным приводом / К. М. Усанов [и др.] // Совершенствование технических средств электрического транспорта / НГТУ.-Новосибирск, 2001. -С. 171-175. (0,31/0,20 печ. л.).

25. Усанов, К М. Автономная ударная машина с электромагнитным двигателем для устройства неглубоких малодебитных скважин индивидуального водоснабжения / К. М. Усанов, Г. Г. Угаров, И. В. Трубенкова // Прогрессивные технологии в обучении и производстве : материалы Всероссийской конференции. -Камышин, 2002. - С. 40. (0,1/0,05 печ. л.).

26. Усанов, К. М. Комбинированный источник питания импульсного электромагнитного генератора сейсмических колебаний / К. М. Усанов, Г. Г. Угаров, В. А. Селезнев // Прогрессивные технологии в обучении и производстве : материалы Всероссийской конференции. - Камышин, 2002-С. 31. (0,1/0,05 печ. л.).

27. Емкостные накопители энергии в системе электропитания электромагнитной машины ударного действия / К. М. Усанов [и др.] // Прогрессивные технологии в обучении и производстве : материалы II Всероссийской конференции. -Камышин, 2003. - С. 365-366. (0,13/0,06 печ. л.).

28. Электромагнитная ударная машина для предотвращения зависаний муки в металлических бункерах / К. М. Усанов [и др.] // Прогрессивные технологии в обучении и производстве : материалы II Всероссийской конференции. - Камышин, 2003. - С. 366-367. (0,13/0,06 печ. л.).

29. Принципы повышения эффективности импульсных электромагнитных сейсмоисточников малой мощности для исследования глубин / К. М. Усанов [и др.] // Приборы и системы разведочной геофизики. - 2003. - № 1. - С. 28-29. (0,13/0,06 печ. л.).

30. Трансформация механической энергии линейного электромагнитного двигателя (ЛЭМД) в технологии безотходного терморезания сталей / Ю. Н. Казаков, А. В. Дмитриенко, Г. Г. Угаров, К. М. Усанов // Электромеханические и электромагнитные преобразователи энергии и управляемые электромеханические системы : сб. науч. статей : в 2 ч. - Ч. 2. Специальные электрические машины и электромагнитные устройства. - Екатеринбург, 2003 -№ 5. - С. 136-140. (0,33/0,23 печ. л.).

31. Силовые электромеханические импульсные преобразователи электромагнитного типа для ударных воздействий на среду / К. М. Усанов [и др.] // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика : 10-я Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов : тез. докл. : в 3 т. / МЭИ. - М„ 2004. - Т. 2. - С. 70-71. (0,13/0,06 печ. л.).

32. Энергетические показатели линейного электромагнитного двигателя в режиме энергопреобразования при постоянном потокосцеплении / К. М. Усанов [и др.] // Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии : труды Всероссийской научно-технической конференции / ТГУ. - Тольятти, 2004. - С. 27-30. (0,25/0,20 печ. л.).

33. Усанов, К. М. Особенности энергопреобразований электромагнитной ударной машины с конденсаторным питанием / К. М. Усанов, А. В. Волгин, В. А. Каргин // Инновационные технологии в обучении и производстве : материалы III Всероссийской конференции,- Камышин, 2005 - Т. 1- С. 174178. (0,33/0,25 печ. л.).

34. Усанов, К. М. Электрический преобразователь сводообрушителя с импульсным линейным электромагнитным двигателем / К. М. Усанов, А. В. Волгин // Инновационные технологии в обучении и производстве : материалы III Всероссийской конференции. - Камышин, 2005. - Т, 1. - С. 178-180. (0,19/0,15 печ. л.).

35. Усанов, К. М. Расчет статических тяговых характеристик электромагнитной машины ударного действия с использованием ЭВМ / К. М. Усанов, В. А. Каргин // Инновационные технологии в обучении и производстве : материалы III Всероссийской конференции. - Камышин, 2005. - Т. 1. - С. 181. (0,1/0,05 печ. л.).

36. Усанов, К. М. Рабочий цикл одноударной электромагнитной машины с конденсаторным питанием / К. М. Усанов, Г. Г. Угаров, В. Ю. Нейман // Электротехника, электромеханика и электротехнологаи : материалы науч.-техн. конференции с международным участием / под. ред. Н. И. Щурова ; НГТУ. -Новосибирск, 2005. - С. 39^12. (0,25/0,20 печ. л.).

37. Усанов, К. М. Классификация и анализ устройств для разрушения сводов сыпучих материалов в бункерах / К. М. Усанов, А. В. Волгин, Ф. Э. Лап-пи // Электротехника, электромеханика и электротехнологии : материалы науч.-техн. конференции с международным участием / под. ред. Н. И. Щурова ; НГТУ. - Новосибирск, 2005. - С. 42-46: (0,31/0,20 печ. л.).

38.Усанов, К. М. Электрический преобразователь с емкостным накопителем энергии для питания электромагнитной .ударной машины / К. М. Усанов, В. А. Каргин // Вавиловские чтения - 2006 : материалы конференции, посвященной 119-й годовщине со дня рождения академика Н. И. Вавилова / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2006. - Механизация и электрификация сельского хозяйства. - С. 81-85. (0,6/0,4 печ. л.).

39. Усанов, К. М. Импульсная электромагнитная система для интенсификации разгрузки бункеров / К. М. Усанди. А. В. Волгин // Матер. Междунар. научн-практ. конференции, посвященной 70-летию со дня рождения профессора А. Г. Рыбалко / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2006. -Ч. IV. - С. 81-85. (0,3/0,15 печ. л.).

40. Усанов, К. М. Малогабаритный пресс для переработки плодов на сок / К. М. Усанов, А. В. Шкуратов, А. М. Медведев // Матер. Между нар. научн-практ. конференции, посвященной 70-летию со дня рождения профессора А.Г.Рыбалко / ФГОУВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов, 2006. - Ч. IV. -С. 93-95. (0,2/0,07 печ. л.).

41. Оптимизация режима конденсаторного питания линейного электромагнитного двигателя в приводе ударных машин / К. М. Усанов [и др.] // Вестник СГТУ. -2006.-№ 3 (15). - Вып. 2. - С. 78-84. (0,43/0,11 печ. л.).

42. Усанов, К. М. Энергетические показатели импульсного электромагнитного привода для забивания в грунт стержневых элементов / К. М. Усанов, А. В. Волгин, В. А. Каргин // Вавиловские. чтения - 2007 : материалы конференции. - Саратов : Научная книга, 2007. - С. 280-281.(0,25/0,15 печ. л.).

43. А. с. 1292046 СССР, МКИ Н 01 Р 7/18. Устройство для управления электромагнитом / А. В. Львицын, В. И. Мошкин, Г. Г. Угаров, К. М. Усанов (СССР). - Опубл. 23.02.87, Бюл. № 7.

44. А. с. 1309249 СССР, МКИ Н 02 Р 7/62. Устройство для управления электромагнитным двигателем / А. В. Львицын, В. И. Мошкин, Г. Г. Угаров, К. М. Усанов (СССР). - Опубл. 07.05.87, Бюл. № 17.

45. А. с. 1488951 СССР, МКИ Н 02 Р 7/62. Устройство для управления электромагнитным двигателем / Э. Ф. Маер, В. И. Мошкин, А. В. Львицын, Г. Г. Угаров, К. М. Усанов (СССР). - Опубл. 23.06,89, Бюл. № 23.

46. Пат. 2127017 РФ МКИ 6 Н 02 К 33/02. Способ управления однообмо-точным линейным электромагнитным двигателем ударного действия / Угаров Г. Г., Нейман В. Ю., Усанов К. М. - № 95119633/09 ; заявл. 21.11.95 ; опубл. 27.02.99, Бюл. № 6. - 4 с.: ил.

47. Пат. на полезную модель 40331 РФ МПК 7 Е 02 Э 7/02. Устройство ударного действия для забивания в грунт стержневых элементов / Угаров Г. Г., Усанов К. М., Волгин А. В., Каргин В. А. - № 2004115210 ; заявл. 24.05.2004 ; опубл. 10.09.2004, Бюл. № 25. -2с.: ил.

48. Пат. на полезную модель 1Ш 46893 и 1, МПК Н 02 Р 7/62. Устройство для управления однообмоточным электромагнитным двигателем ударного действия / Усанов К. М., Мошкин В. И., Волгин А. В. - Опубл. 27.07.2005, Бюл. №21.

49. Пат. на полезную модель ЕШ 59342 и 1, МПК Н 02 К 33/02. Линейный электромагнитный двигатель с удержанием якоря /Мошкин В. И., Усанов К. М, Волгин А. В., Каргин В. А. - Опубл. 10.12.2006, Бюл. № 34.

50. Пат. на полезную модель 1Ш 59343 и 1, МПК Н 02 К 41/03. Линейный шаговый электромагнитный двигатель / Мошкин В. И., Усанов К. М., Волгин А. В., Львицын А. В. - Опубл. 10.12.2006, Бюл. № 34.

Подписано в печать 09.12.08. Формат 60x84 '/,6. Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печ. л. 2,0. Тираж 100. Заказ 601/567

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования .... * «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» 410600, Саратов, Театральная пл., 1.

Введение.

1. ОСОБЕННОСТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ С ИМПУЛЬСНЫМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ МАШИНАМИ В ТЕХНОЛОГИЯХ И НА ОБЪКТАХ АПК. ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Импульсные электромагнитные системы в операциях и технологиях сельхозпроизводства.

1.1.1. Возможности использования электромагнитных импульсных систем в стационарных установках и процессах (на примере операции сводообрушения).

1.1.2. Оценка возможности применения передвижиых электромагнитных систем на объектах АПК (на примере погружения стержневых элементов).

1.1.3. Электромагнитный привод формообразующих элементов в наплавочных технологиях.

1.2. Обобщенная структурная схема импульсной электромагнитной системы для технологий АПК.

1.2.1. Современный уровень и основные показатели импульсных электромагнитных машин.

1.2.2. Источники тока для питания импульсных электромагнитных машин.

1.3. Задачи и методы исследований.

Выводы.

2. ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ИМПУЛЬСНЫХ МАШИН С ПОВЫШЕННЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ.

2.1. Задачи исследований.

2.2. Магнитные системы линейных электромагнитных двигателей цилиндрической структуры.

2.3. Сравнительный анализ способов формирования движущей силы в рабочем цикле однообмоточного ЛЭМД.

2.4. Влияние нагружения неподвижного якоря на характеристики рабочего цикла импульсного ЛЭМД.

2.5. Импульсные линейные электромагнитные двигатели с форсированным аккумулированием магнитной энергии.

Выводы.

3. ЭНЕРГОПРЕОБРАЗОВАНИЕ В РАБОЧИХ ЦИКЛАХ

ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МАШИН.

3.1. Режимы ЛЭМД и задачи исследований.

3.2. Процесс электромагнитного преобразования энергии в рабочем цикле ЛЭМД.

3.3. Процесс электромеханического преобразования энергии в рабочем цикле ЛЭМД.

3.4. Энергопреобразование в ЛЭМД с аккумулированием магнитной энергии в период холостого хода.

Выводы.

4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МАШИН С МОБИЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОИСТОЧНИКАМИ И УСТРОЙСТВАМИ ПИТАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ.

4.1. Постановка задачи.

4.2. Сравнительные показатели электромагнитной машины, подключаемой к бензогенератору.

4.2.1. Электрические преобразователи для источников переменного тока.

4.2.2. Динамические характеристики и показатели рабочего цикла ударной электромагнитной машины.

4.3. Аккумуляторные источники и управляющие преобразователи электромагнитных машин с ЛЭМД.

4.3.1. Влияние ЛЭМД импульсной машины на показатели аккумуляторного источника.

4.3.2. Исследование процессов импульсных электрических преобразователей электромагнитных машин с ХИТ.

4.4. Комбинированные системы питания импульсных электромагнитных машин.

Выводы.

5. РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ ИМПУЛЬСНЫХ МАШИН И СИСТЕМ С ЛИНЕЙНЫМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ.

5.1. Экспериментальные исследования электромагнитных машин. Стенды, измерительная аппаратура, методики исследований.

5.2. Статические режимы и характеристики ЛЭМД импульсных машин.

5.2.1. Влияние элементов магнитной системы на статические характеристики ЛЭМД.

5.2.2. Основные статические характеристики электромагнитной машины с аккумуляторным питанием.

5.3. Рабочие процессы передвижных электромагнитных машин и систем.

5.3.1. Исследование рабочих циклов импульсной машины с аккумуляторным питанием.

5.3.2. Влияние конструктивных и режимных факторов на характеристики рабочих циклов импульсных машин.

5.3.2.1. Электромагнитная машина с аккумуляторным питанием.

5.3.2.2. Электромагнитная машина с конденсаторным питанием.

5.3.3. Исследование рабочих циклов электромагнитной машины с конденсаторным питанием.

5.3.4. Тепловые процессы электромагнитной машины с аккумуляторным питанием.

Выводы.

6. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МАШИН И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ.

6.1. Постановка задач.

6.2. Кинематические схемы и компоновка импульсных машин с броневыми цилиндрическими ЛЭМД.

6.3. Расчет конструктивных параметров ЛЭМД по выходной механической энергии.

6.4. Оценка режимов работы электромагнитной машины с учетом допустимой мощности потерь.

6.5. Определение параметров устройств передачи механической энергии ЛЭМД нагрузке.

6.6. Расчет энергии удара для погружения стержня.

Выводы.

7. РЕЗУЛЬТАТЫ СОЗДАНИЯ СИСТЕМ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ МАШИНАМИ ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.

7.1. Электромагнитные импульсные машины для технологий группы А.

7.2. Импульсные электромагнитные машины для безударных технологий группы Б.

7.3. Технико-экономическая оценка результатов внедрения импульсных электромагнитных систем.

Выводы.

Сложившаяся ситуация и наметившийся подъем в производственных отраслях выдвигают перед инженерами-разработчиками актуальную задачу создания конкурентоспособной техники для реализации перспективных или совершенствования традиционных перерабатывающих, строительных и ремонтных технологий, без которых невозможно нормальное функционирования как отдельных сельскохозяйственных предприятий, так и всего агропромышленного комплекса (АПК) в целом.

В настоящее время подъем, становление и устойчивое развитие сельскохозяйственной отрасли неразрывно связаны с поиском и внедрением прогрессивных методов интенсификации операций и процессов, среди которых импульсные и вибрационные способы, позволяющие концентрировать и эффективно расходовать энергию, занимают существенное место. Например, в работе [37] убедительно показано, что использование импульсов и вибраций в условиях сельскохозяйственного производства позволяет усовершенствовать или упростить конструкцию и повысить КПД машин, улучшить качество выполняемых процессов в полеводстве, животноводстве, переработке продукции, ремонте сельскохозяйственной техники, механизировать операции и процессы, в которых другие способы оказываются нерезультативными.

В группах потенциально реализуемых в АПК с применением импульсов (группы А, Б) или вибраций (группа В) технологий важное место принадлежит операциям и процессам, обеспечиваемым ударными (группа А) или силовыми (группа Б) импульсами значительной интенсивности на объект, продукт или среду. Для определенности отнесем к этой группе воздействия с усилиями ^>10 кН или энергией Ау в диапазоне 0,04 - 1,0 кДж. Анализ опубликованных данных показывает, что применение таких воздействий позволяет, например, эффективно отжимать сок из ягод или мягких плодов, предотвращать образование устойчивых сводов в бункерах хранения сыпучих продуктов, забивать (выдергивать) в грунт стержневые электроды при устройстве заземлений или катодной защиты при электрификации или газификации села, вести инженерные изыскания при строительстве или реконструкции объектов АПК и т.п.

В настоящее время в технике такие воздействия обеспечиваются разнообразными по конструкции и параметрам пневматическими, гидравлическими, гидропневматическими, электрическими импульсными машинами, которые формируют силовые или ударные импульсы, передаваемые, обычно, через инструмент (волновод) в обрабатываемую среду. Поскольку во многих практических конструкциях происходит именно ударное взаимодействие подвижного элемента (бойка) с инструментом, то для обозначения технических устройств или приспособлений, наряду с названием «импульсные», в работе употребляется термин «ударные».

Системный подход, послуживший плодотворной методологической базой при исследовании и создании подобных машин и систем с их использованием, позволил к настоящему времени придать результатам вполне четкую трактовку в виде теории силовых импульсных систем, основные положения которой разработаны в трудах А.И. Москвитина, П.М. Алабужева, О.Д. Алимова, A.B. Фролова, Н.П. Ряшенцева, Ю.З. Ковалева, Ф.Н. Сарапулова, В.В Ивашина, О.Н. Веселовского, Б.Ф. Симонова, В.Н. Гурницкого, Г.Г. Угарова, Г.В. Никитенко, Е.М. Тимошенко, A.B. Львицына, А.Н. Мирошниченко, А.Т. Малова, В.И. Мошкина, В.Ю. Неймана и других специалистов. При этом и в технической литературе, и в опубликованных работах толкование термина «силовая импульсная система» не является однозначным.

Известная подвижность познавательных принципов системного подхода, в соответствии с которыми любую сложную систему можно расчленить (всегда не единственным образом) на конечное число подсистем, а каждую подсистему (высшего уровня) можно, в свою очередь, расчленить на конечное число более мелких подсистем, позволяет называть силовой импульсной системой как собственно машину (с пневмо-, гидро- или другим приводом), так и машину с некоторой совокупностью объектов, обеспечивающих её работоспособность и представляющих функциональное единство. В последнем случае машина (ударный механизм) является лишь частью, выходным элементом (исполнительным органом) силовой импульсной системы, содержащей помимо самой машины системы приготовления, поддержания или регулирования нужных параметров рабочего тела (энергоносителя) и его транспортировки к машине (в пневмо- и гидросистемах) или источник электропитания, преобразователь и управляющее устройство (в электрических системах). Именно эти элементы системы во многом определяют удельные выходные показатели и степень совершенства импульсной машины, без этих элементов функционирование машин невозможно.

В настоящее время большая часть практических задач в АПК традиционно решается с помощью пневмо- и гидроимпульсных систем или электроприводов вращательного действия. Сравнение показателей гидроударных машин показывает, что это, как правило, крупногабаритные устройства, имеющие навесное исполнение или доставляемые к месту работы транспортными средствами. Для их установки в рабочее положение и перемещения на объекте необходимы подъёмно — транспортные механизмы, а для энергообеспечения - стационарные сети или мощные передвижные установки.

Однако значительная доля перечисленных операций и процессов при строительстве, реконструкции или ремонте объектов АПК выполняется, зачастую, в стеснённых условиях строительной площадки, на откосах, траншеях, вблизи или внутри строящихся или реконструируемых зданий и сооружений, когда мощные навесные импульсные машины малоэффективны или вовсе не применимы, а известные переносные или ручные инструменты и приспособления (молотки, перфораторы, бетоноломы) могут не обеспечивать нужного результата. Кроме того, некоторые виды работ ведутся на необорудованных местах, при отсутствии энергокоммуникаций, либо значительном их удалении, когда питание от автономных источников ограниченной мощности предпочтительно или безальтернативно.

Свойственные традиционным импульсным системам усложненность конструкции и, сопровождаемая потерями на промежуточных стадиях, многоступенчатость преобразования первичной энергии в механическую послужили в свое время важным стимулом к созданию силовых импульсных систем с электроприводом. Здесь, из сложившихся традиционно направлений, перспективным, при разработке импульсных машин и систем с их использованием, является линейный электрический привод. При этом применение импульсных линейных электрических двигателей представляется особенно предпочтительным, поскольку позволяет обеспечить непосредственное преобразование электрической энергии в механическую работу подвижной части с линейной' траекторией движения. Объединение в одном блоке машины-двигателя и машины-орудия даёт такие известные преимущества, как упрощение и удешевление всего устройства, повышение его энергетических характеристик, надёжности, снижение затрат на обслуживание [122].

Анализ выполненных конструкций машин, использующих линейные электродвигатели разных типов, сопоставление их технических характеристик [39,49,63,69,94,100,110,115,138,182,186,187,194] показывают, что в приводе машин для совершенствования технологий в АПК-целесообразно применить линейные электромагнитные двигатели (ЛЭМД).

ЛЭМД относятся к импульсным электромеханическим преобразовате--• лям и представляют самостоятельный класс специальных электрических машин, обладающих специфическими свойствами [62,93,100,122]. В них сочетаются конструктивная простота и надежность, они наиболее приспособлены к тем приводным устройствам, в которых рабочий орган совершает возвратно-поступательные движения. Применение ЛЭМД в этих изделиях следует считать идеальным, так как вид движения двигателя и рабочего органа машины совпадают [100,122].

Накопленный к, настоящему времени значительный положительный опыт создания и практического применения импульсных машин и устройств различного назначения с линейными электрическими, в том числе, электромагнитными двигателями свидетельствует об интенсивном развитии так называемых силовых электромагнитных импульсных систем (СЭМИС). Предпочтительность их применения при совершенствовании перечисленных и схожих технологий предопределяется лучшей экологичностью, возможностью упрощения кинематических схем и конструкций машин, уменьшения многоступенчатости энергопреобразования, улучшения массогабаритных характеристик изделий и выступает важным направлением энерго- и ресурсосбережения в АПК. Прогнозные оценки показывают, что использование СЭМИС вместо традиционных электроприводов в перечисленных или схожих операциях позволяет сократить энергозатраты на реализацию отдельной операции от двух и более раз и сэкономить за год, в среднем, не менее 1000 кВт-ч электроэнергии на каждую систему.

Оценивая возможности совершенствования технологий агропромышленного комплекса машинами и системами с линейными электромагнитными двигателями, операции и процессы целесообразно разделить на группы, оп- , ределяемые соотношением результирующих перемещений инструмента и якоря двигателя и характером их взаимодействия в каждом цикле при выполнении операции или процесса: группа А - разгон якоря и удар по нагрузке или инструменту, обеспечивающий их малое, в сравнении с ходом якоря, перемещение (сводообру-шение в бункерах, забивание стержневых элементов и др.); группа Б — безударная передача силовых импульсов инструменту или нагрузке совершающим рабочий ход якорем, при которой их перемещения совпадают или близки (прессование кип, кормораздача тросовыми или штанговыми транспортерами и др.); группа В — колебательное движение якоря двигателя с относительно большой частотой и малой амплитудой, обеспечивающее вибрацию рабочего инструмента или среды. Электрические машины и системы для таких технологий лишь упоминаются ввиду ограниченного объема настоящей работы и подробно представлены, например, в [37,60,138].

При этом из [49,53,61,62,69,71,75,82,94,98,100,122 и др.] следует, что главным препятствием в рациональной замене традиционных электроприводов и систем импульсными, электромагнитными являются отсутствие, либо неприспособленность известных машин с ЛЭМД к операциям и процессам сельхозпроизводства, а необходимым условием расширения областей их эффективного применения в технологиях АПК, основанных на использовании ударных (группа технологий А) или силовых дискретных (группа технологий Б) воздействий, является повышение эффективности как электромагнитных двигателей импульсных машин, так и совершенствование систем с их использованием стационарного и мобильного исполнения, в том числе, переносных с автономными источниками.

Поскольку линейный электромагнитный двигатель обоснованно выдвигается главной операциональной «единицей» при анализе таких систем, значительная часть исследований направлена на совершенствование и повышение эффективности именно ЛЭМД. При этом, изучению других важных компонентов системы, определяющих ее практическую пригодность и оказывающих непосредственное влияние на показатели импульсных машин с ЛЭМД - источникам тока, накопителям энергии, электрическим управляющим преобразователям, - при исследовании СЭМИС уделяется значительно меньше внимания.

Недостаточность проработки общесистемных вопросов сдерживает развитие, ограничивает функциональные возможности и особенно отчетливо проявляется при создании мобильных импульсных электромагнитных систем, повышающих эффективность инженерных изысканий при сооружении и реконструкции объектов АПК, технологий выполнения заземляющих устройств в сельских электроустановках или катодной защиты при газификации села, изготовления изгородей при обустройстве пастбищ, малодебитных водяных скважин в фермерских и дачных хозяйствах, других схожих технологий, поскольку здесь становятся важными свойства не только составных частей СЭМИС, но и закономерности функционирования сложного объекта в целом. Появляется совокупность новых задач по определению рациональной структуры системы, организации взаимодействия элементов и подсистем, учету влияния внешней среды, выбору энергетически выгодных режимов действия, оптимальному управлению системой и др.

Преодолеть подобную ограниченность, определить недостаточность прежних условий для постановки и решения новых практических задач, обозначить отличные от существующих структурные и типологические характеристики элементов СЭМИС, позволяет системный подход. Комплексному, с учетом принципов этого подхода, решению проблемы совершенствования и создания, в том числе, мобильных систем с импульсными электромагнитными машинами, повышающими эффективность и экологичность целого ряда операций и процессов в технологиях АПК, посвящена настоящая диссертация.

Основанием для этой работы, представляющейся продолжением комплекса работ по созданию и совершенствованию машин с импульсными линейными электромагнитными двигателями, предназначенных для механизации трудоемких технологических процессов, являются программы:

Научно-координационный план РАН по проблеме 1.11.1 - теория машин и систем машин по теме «Динамика и синтез механизмов для возбуждения силовых воздействий большой интенсивности»;

Направление 1.11.1.8 координационного плана РАН по теме «Динамический анализ и синтез схем и конструкций виброударных и импульсных машин и механизмов по условиям оптимального взаимодействия со средой»;

Основы политики Российской Федерации в области развития науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу (утв. Президентом РФ 30 марта 2002 г. № Пр - 576);

Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002 - 2006 годы.

НИР ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова» «Разработка технического обеспечения аграрных технологий».

Цель работы. Создание и совершенствование силовых электромагнитных импульсных машин и систем, обеспечивающих энергосбережение в технологиях АПК за счет повышения эффективности линейных электромагнитных двигателей и рабочих процессов в системах с их использованием.

Научная проблема заключается в том, что существующие научно обоснованные методы, подходы и технические решения не позволяют создать электромагнитные импульсные машины и системы с существенно новыми свойствами для рациональной замены традиционных электроприводов и систем и энергосбережения в ряде процессов и технологий на предприятиях агропромышленного комплекса.

Рабочая гипотеза основана на том, что в системах с импульсными ЛЭМД циклическая концентрация подводимой электрической и дискретное дозирование передаваемой объекту механической энергии достигаются меньшим, чем в традиционных системах, числом звеньев и стадий энергопреобразования в простых и технологичных двигателях или машинах, что способствует энергосбережению и повышает эффективность ряда операций и процессов в АПК.

Задачи исследований: обосновать целесообразность применения силовых электромагнитных импульсных машин и систем в технологиях и на объектах АПК, сформулировать представление и установить научно-методические основы исследования и создания этих систем, в том числе, мобильных, определяемых совокупностью импульсной машины с ЛЭМД, управляющего преобразователя и источника питания ограниченной мощности; сопоставить наиболее характерные типы магнитных систем ЛЭМД импульсных машин и выявить систему с высокими потенциальными возможностями, наиболее эффективную с точки зрения энергопреобразовательных процессов, отличающуюся конструктивной универсальностью, позволяющую создавать и проектировать импульсные электромагнитные машины различного технологического назначения с использованием ЛЭМД одного типа; наметить пути совершенствования энергопреобразовательного процесса за счет реализации такой совокупности режимов в рабочем цикле двигателя, при которой обеспечивается наиболее эффективное преобразование электрической энергии в механическую работу в ЛЭМД; оценить показатели и потенциальные возможности автономных электроисточников и накопителей энергии при энергопитании ЛЭМД импульсных машин; создать автономный мобильный источник, обеспечивающий требуемые динамические и энергетические характеристики импульсных машин с ЛЭМД; проанализировать принципы построения и разработать принципиальные схемы электрических преобразователей для ЛЭМД импульсных, в том числе, переносных машин, обеспечивающих наиболее эффективное энергопреобразование в рабочем цикле; исследовать рабочие процессы в силовой электромагнитной импульсной системе; выявить сочетание конструктивных и режимных факторов, повышающее динамическую и энергетическую эффективность импульсных, в том числе, мобильных, переносных машин и систем с ЛЭМД; проанализировать основные структурные и функциональные признаки и разработать принципиальные схемы электромагнитных машин, представляемых совокупностью импульсного ЛЭМД и устройства вывода и передачи ударных или силовых импульсов объекту или среде; сопоставить способы и обосновать конструктивные схемы и параметры устройств передачи механической энергии от якоря ЛЭМД к нагрузке; разработать методы расчета основных энергетических параметров и конструктивных размеров ЛЭМД импульсных машин; разработать конструкции функциональных и удобных в эксплуатации импульсных электромагнитных, в том числе, мобильных машин и установок для забивания-выдергивания стержней, электродов, интенсификации разгрузки бункеров, других применений; провести производственные и полевые испытания созданных образцов импульсных машин и систем.

Методы исследований. Все исследования в работе осуществлялись с позиций основополагающих принципов системного подхода. Теоретические исследования проводились с использованием законов электромеханики, теоретических основ электротехники, основных положений теории электрических машин и автоматизированного электропривода, аппарата математического анализа и численных методов решения задач.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях с использованием современной измерительной аппаратуры. Задачи, решаемые в работе, привели к созданию двух стендов для лабораторных исследований физических моделей и опытных образцов электромагнитных импульсных машин.

Научная новизна: развито представление о силовой электромагнитной импульсной системе и сформулировано понятие мобильной электромагнитной импульсной системы как функционального единства ограниченных по массе, габаритам и мощности источника питания, рабочей машины с ЛЭМД и согласующего их взаимодействие импульсного преобразователя, которое повышает эффективность решения целого ряда практических задач в АПК; выдвинут, обоснован и практически подтвержден тезис об универсальности магнитной системы и конструкции броневого цилиндрического двухзазор-ного ЛЭМД, позволяющей сменой способа вывода механической мощности и выбором длины рабочего хода якоря создавать машины и импульсные системы для различных применений в процессах и технологиях АПК; предложен способ передачи механической мощности от якоря двигателя выходному элементу и принципиальные схемы электромагнитных машин со сквозным осевым каналом, обеспечивающие при ограниченном рабочем I ходе якоря любые необходимые линейные перемещения выходного элемента и неторцевую забивку продольно-неустойчивых стержневых элементов произвольной длины; установлена предпочтительность аккумуляторного энергопитания для переносных электромагнитных импульсных машин кратковременного режима и комбинированного, с использованием конденсаторных накопителей, -для машин повторно-кратковременного и продолжительного режимов, определяемая минимальными габаритами, массой и высокими энергетическими показателями системы; обосновано применение низковольтных конденсаторных накопителей фа-радной и многофарадной емкости при передаче энергии источника двигателю, обеспечивающее эффективные энергопреобразовательные процессы ЛЭМД и высокие выходные характеристики переносных импульсных машин при одновременном многократном снижении мощности первичного источника - бензоагрегата или аккумуляторной батареи; выявлена целесообразность секционирования емкостного накопителя для неодновременного, поочередного разряда секций на обмотку машины в рабочем цикле, позволяющего влиять на форму питающего импульса и расширяющего возможности управления выходной энергией; развиты принципы построения тиристорных преобразователей для ЛЭМД переносных машин; разработан преобразователь с переменной коммутационной способностью, обеспечивающий хорошие выходные показатели импульсной машины, питаемой и от аккумуляторной батареи, и от емкостного накопителя; предельные статические режимы ЛЭМД при намагничивающем токе в обмотке, соответствующем рабочему режиму импульсной машины; выявлены и реализованы рабочие циклы ЛЭМД импульсных машин с сочетанием энергопреобразовательных режимов, обеспечивающим увеличение выходных энергетических показателей при одновременном снижении энергопотребления от источника.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертации обоснована: сходимостью результатов теоретического и экспериментального исследований характеристик импульсных ЛЭМД и рабочих процессов ударных машин и комплексов с их использованием; экспериментальными данными, полученными на специально разработанных стендах при испытаниях ЛЭМД и электромагнитных ударных машин; результатами полевых испытаний опытных образцов автономных ударных комплексов с импульсными ЛЭМД, созданных на основе или с учетом результатов проведенных исследований.

На защиту выносится: для технологий групп А, Б кинематическое, на холостом ходе, разделение якоря и элемента вывода механической мощности из ЛЭМД позволяет при создании электромагнитных машин преодолеть противоречия, определяемые ограниченным ходом 5 якоря и существенной нелинейностью силовой характеристики

8), повысить функциональность импульсных электромагнитных машин и расширить области их эффективного применения, в том числе, в АПК; применение сквозного осевого канала в линейном электромагнитном двигателе позволяет создавать машины для ударных и неударных технологий с любыми необходимыми осевыми перемещениями выходного элемента при ограниченном ходе 8 якоря и передаче его механической мощности к элементу в неторцевом произвольном сечении элемента; для технологий группы А в ЛЭМД переносной импульсной машины автоколебания якоря за счет обратной связи по его координате на рабочем и холостом ходе повышают выходные энергетические показатели, в среднем, в 1,3 раза при одновре -менном снижении энергопотребления от источника за счет реализации устойчивого режима динамического индуктивного накопителя энергии при холостом, и предотвращения режима короткого замыкания при рабочем ходе якоря; в электромагнитной ударной машине со сквозным осевым каналом частичная кинематическая развязка корпуса и наковальни за счет их взаимного осевого перемещения на величину 0,1 от хода якоря снижает коэффициент восстановления его скорости при ударе в среднем в два раза и улучшает вибрационно-силовые характеристики и эффективность ударной машины; стартерные аккумуляторы и переносные бензоагрегаты, оснащенные конденсаторными накопителями фарадной-емкости, позволяют создавать импульсные источники с необходимыми показателями для питания электромагнитных машин кратковременного, повторно-кратковременного и продолжительного режима с выходной энергией Ау=0,04.0,8 кДж и частотой*, ходов «=0,2.10 с"1; питаемая от стартерных аккумуляторов переносная1 электромагнитная ударная машина кратковременного режима обеспечивает сопоставимые с пневмо- и гидроударниками выходные,показатели при номинальной емкости батареи Сн на единицу массы < т машины Сн/т= 1,1. 1,5 А-ч/кг и удельном-напряжении на обмотке 0,8. 1,5 В/ виток; батареям электролитических конденсаторов фарадной и более емкости при разряде на обмотку импульсного ЛЭМД с выходной энергией Ау< 0,8 кДж развивает удельную мощность до 0,75 кВт на кг массы машины, и формирует униполярные питающие импульсы с необходимыми параметрами при единичных (п<0,2' с"1; и непрерывных (п< 10 сх) срабатываниях, обеспечивая режим питания» электромагнитной машины, схожий с аккумуляторным при собственных удельных показателях 0,2 кДж/кг и 80 л кДж/м ; неодновременный разряд секций емкостного накопителя на обмотку ЛЭМД в функции координаты совершающего рабочий ход якоря создает предпосылки к улучшению удельных показателей и электромагнитных машин, и импульсных источников с накопителями за счет лучшего согласования разрядного процесса накопителя с динамическими в ЛЭМД; для технологий группы Б в линейных двигателях неударных машин выходные элементы в виде зубчатых или гладких штанг или тросов, перемещаемые на каждом рабочем ходе якорем на величину д, позволяют реализовывать любые результирующие перемещения п-д, п-1, 2,. при неизменном, на всей длине п-д, среднем усилии Рср=сотЬ величина которого тем меньше отличается от начального — конечного усилия двигателя на ходе 8, чем короче рабочий ход дякоря.

Практическое значение работы: обоснованы и предложены принципиальные схемы и конструкции цилиндрических импульсных ЛЭМД, в том числе, со сквозным осевым каналом, позволяющие не только разрабатывать импульсные машины с новыми свойствами и улучшенными характеристиками, но и создавать на базе этих машин автономные переносные электротехнические комплексы для различных применений, оснащая их аккумуляторными, конденсаторными или комбинированными устройствами питания с ограниченными габаритами, массой и мощностью; созданы и испытаны в лабораторных и производственных условиях автономные электрические комплексы с переносными и навесными импульсными машинами с выходной энергией 0,04.0,8 кДж с аккумуляторным и аккумуляторно-конденсаторным питанием.

Реализация результатов работы. Основные методические принципы и положения, разработанные по результатам проведенных исследований, рассмотрены научно-техническим советом министерства сельского хозяйства Саратовской области, техническим советом филиала «ПоволжСЭП» («Сель-энергопроект»), признаны важными и рекомендованы для создания и внедрения электромагнитных систем в операции и процессы на предприятиях и объектах сельскохозяйственной отрасли. Результаты исследований были использованы и другими заинтересованными организациями, в частности, специализированным КБ предприятия п/я Г-4586; филиалом ФГУП «НВНИ-ИГГ» «Саратовская геофизическая экспедиция»,- при разработке и проведения испытаний автономных электротехнических комплексов с электромагнитными машинами для импульсных технологий.

Личный вклад автора заключается в формулировке общей идеи и цели работы, в предложении новых конструкций импульсных электромагнитных машин и автономных электротехнических комплексов с их использованием, проведении экспериментальных и теоретических исследований и обобщении их результатов, разработке методик расчета основных элементов, осуществлении авторского надзора и выполнении полевых испытаний созданных автономных электротехнических комплексов.

В отличие от близких по электромагнитной тематике исследований предшественников, посвященных повышению эффективности собственно линейных электромагнитных двигателей ([39,82,122]), настоящая работа нацелена на создание по результатам исследований на базе однообмоточных броневых цилиндрических ЛЭМД силовых электромагнитных импульсных систем, в том числе, мобильных с автономными источниками, включающих, в общем случае, электромагнитную машину с ЛЭМД, источник питания и согласующий их взаимодействие управляющий преобразователь.

Апробация работы. Результаты исследований и основные материалы диссертационной работы докладывались на VI Всесоюзном совещании «Электрические виброимпульсные системы» (г. Новосибирск, 1987 г.); Всесоюзна конференции по вибрационной технике (г. Кобулети, 1987 г.); Всесоюзной научно-технической конференции «Повышение эффективности использования электропривода в сельскохозяйственном производстве» (г. Челябинск, 1989 г.); объединенных научно-технических семинарах лаборатории силовых электромагнитных импульсных систем, горных и строительных машин ударного действия и систем управления виброимпульсными источниками Института горного дела СО АН СССР (г. Новосибирск, 1987 — 1991 гг.); десятой научно-технической конференции «Электроприводы переменного тока» (г. Екатеринбург, 1995 г.); Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии» (г. Тольятти, 2004 г.); первой, второй, третьей, Всероссийской конференции «Прогрессивные технологии в обучении и производстве» (г. Камышин, 2002,2003,2005 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 50 работ, в том числе, семь - в реферируемых изданиях, указанных в «Перечне.ВАК», одна монография, 8 авторских свидетельств и патентов на изобретения и полезные модели. Общий объем публикаций составляет 29 п.л., из которых 22,1 п.л. принадлежат лично соискателю.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы из 210 наименований и 4 приложений. Материал работы изложен на 433 страницах машинописного текста, включая 137 рисунков и 20 таблиц.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследования, обобщенные в диссертации, направлены на становление, развитие и решение крупной научно-технической проблемы создания и совершенствования импульсных электромагнитных машин и систем на их основе, в том числе, мобильных, с автономным питанием, для процессов и технологий предприятий или объектов агропромышленного комплекса.

Основные научные и практические результаты исследований состоят в следующем:

1. Развито представление о силовой электромагнитной импульсной системе и сформулировано понятие мобильной автономной электромагнитной импульсной системы как функционального единства ограниченных по массе (т<100 кг), габаритам (У<0,5 м ) и мощности (Р<10 кВт) источника питания, рабочей машины с ЛЭМД и согласующего их взаимодействие электрического преобразователя, которое повышает эффективность решения целого ряда практических задач в АПК.

2. Обоснован и практически подтвержден тезис об универсальности магнитной системы и конструкции броневого цилиндрического двухзазорного электромагнитного двигателя, позволяющей сменой способа вывода механической мощности и выбором длины рабочего хода якоря создавать машины и импульсные системы для ударных А (побудители истечения продукта из бункеров, погружение стержневых заземлителей электроустановок и катодной защиты при электрификации и газификации села, устройство малодебитных водяных скважин, техизыскания на воду, реконструкция или возведение сельхозобъектов, малоглубинная сейсморазведка в сельской местности) и неударных Б (отжимание сока, прессование шерсти, приводы штанговых и тросовых транспортеров, подача электродной проволоки в зону наплавки при ремонте сельхозтехники) технологий АПК.

Для технологий группы А

3. Для этапов трогания и срабатывания единичного энергопреобразовательного цикла и совокупности непрерывных последовательных циклов аналитически исследована взаимосвязь характеристик ЛЭМД и эффективности аккумулирования энергии в двигателе и установлено, что ее рекуперация из механической системы машины в магнитную при холостом ходе якоря позволяет в следующем его рабочем ходе увеличить выходные энергетические показатели машины, в среднем, в 1,3 раза.

4. Стартерные аккумуляторы и переносные бензоагрегаты, оснащенные конденсаторными накопителями фарадной емкости, позволяют создавать импульсные источники с необходимыми показателями для питания электромагнитных машин кратковременного, повторно-кратковременного и продолжительного режима с выходной энергией ^=0,05.0,8 кДж и частотой ходов «=0,2.10 с"1.

5. Питаемая от стартерных аккумуляторов переносная электромагнитная ударная машина кратковременного режима обеспечивает сопоставимые с пневмо- и гидроударниками выходные показатели при номинальной емкости батареи С„ на единицу массы т машины С,/т= 1,1. 1,5 А-ч/кг и удельном напряжении на обмотке С/нАу=0,8. .1,5 В/виток.

6. Обосновано применение низковольтных конденсаторных накопителей фарадной и многофарадной емкости при передаче энергии источника двигателю, обеспечивающее эффективные энергопреобразовательные процессы импульсных ЛЭМД и высокие выходные характеристики переносных электромагнитных машин при одновременном многократном снижении мощности первичного источника - бензоагрегата или аккумуляторной батареи.

7. Батарея электролитических конденсаторов фарадной и более емкости при разряде на обмотку импульсного ЛЭМД с выходной энергией Ау<0,8 кДж развивает удельную мощность до 0,75 кВт на кг массы машины и формирует униполярные питающие импульсы с необходимыми параметрами при единичных (и <0,2 с1; и непрерывных (п< 10 с'1) срабатываниях, обеспечивая режим питания электромагнитной машины, схожий с аккумуляторным при собственных удельных показателях 0,2 кДж/кг и 80 ■ кДж/м3.

8. Разработаны, на уровне изобретений, электрические преобразователи, обеспечивающие регулируемые нагружение и искусственную задержку при трогании якоря, позволяющие за счет увеличения уровня аккумулируемой в двигателе магнитной энергии повысить его выходную энергию в 1,3-1,5 раза и эффективность электромагнитных импульсных машин.

9. Выявлены и реализованы рабочие циклы ЛЭМД импульсных машин с сочетанием энергопреобразовательных режимов, обеспечивающим увеличение выходных энергетических показателей при одновременном снижении энергопотребления от источника. Разработан, на уровне изобретений, способ управления электромагнитной машины с автоколебаниями якоря, обеспечивающий, за счёт обратной связи по его координате, на рабочем ходе - предотвращение режима короткого замыкания двигателя, на холостом - устойчивый режим динамического индуктивного накопителя и повышение в цикле механической энергии, ударной мощности и КПД в 1,24; 1,5; 1,2 раза соответственно.

Для технологий групп А, Б

10. Установлено, что предложенные принципиальные схемы и конструкции цилиндрических ЛЭМД, в том числе, со сквозным осевым каналом, позволяют не только разрабатывать импульсные машины с новыми свойствами и улучшенными характеристиками, но и создавать на базе этих машин мобильные, в том числе, переносные электротехнические комплексы для различных применений в АПК, оснащая их аккумуляторными, конденсаторными или комбинированными устройствами питания с ограниченными габаритами, массой и мощностью.

11. Кинематическое разделение якоря и элемента вывода механической мощности из ЛЭМД позволяет при создании электромагнитных машин преодолеть противоречия, определяемые ограниченным ходом 8 якоря и существенной нелинейностью силовой характеристики Рэ(3) и повысить функциональность импульсных электромагнитных машин.

12. Предложен способ передачи механической мощности от якоря двигателя выходному элементу и принципиальные схемы электромагнитных машин со сквозным осевым каналом, применение которого позволяет создавать линейные электромагнитные двигатели машин для ударных и неударных технологий с любыми необходимыми осевыми перемещениями выходного элемента при ограниченном ходе 8 якоря и передаче его механической мощности к элементу в неторцевом произвольном сечении элемента.

13. В линейных двигателях неударных машин выходные элементы в виде зубчатых или гладких штанг или тросов, перемещаемые на каждом рабочем ходе якорем на величину 8, позволяют реализовывать любые результирующие перемещения п-8, п=1, 2,. при неизменном, на всей длине п-8, среднем усилии Рср=сот£ величина которого тем меньше отличается от начального - конечного усилия двигателя на ходе 8, чем короче рабочий ход 8 якоря.

14. Предложены инженерные методы расчета основных энергетических характеристик и конструктивных размеров ЛЭМД; рассмотрены методические принципы определения параметров устройств передачи механической энергии двигателя нагрузке, отличающиеся простотой математического аппарата и сокращающие время на проектирование машин и оборудования для процессов и технологий АПК.

15. На основе выполненных исследований созданы и испытаны в лабораториях, производственных и полевых условиях силовые системы с импульсными электромагнитными машинами с выходной энергией 0,04 - 0,8 кДж.

Применение этих машин в АПК, в частности, для интенсификации выгрузки сыпучих материалов из бункеров, создания неглубоких трубчатых водяных колодцев в фермерских хозяйствах, выполнения заземляющих устройств в сельских электроустановках, изготовления изгородей при обустройстве пастбищ и т.д. повышает эффективность ведения работ за счет электромеханизации ручного труда, обеспечивает экологичность, безопасность и качество выполнения операций. При этом, создание мобильных, в том числе, переносных электромагнитных систем с ЛЭМД оказалось возможным благодаря повышению удельной выходной механической энергии импульсных машин до 5-7 Дж/кг.

Дальнейшее улучшение свойств и реализация потенциальных возможностей систем с линейными электромагнитными двигателями предполагает не только развитие результатов исследований приведенных, в том числе, в настоящей работе, но постановку и решение новых задач, возникающих по мере развития как сельскохозяйственной отрасли, так и технологий агропромышленного комплекса.

1. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В.Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1976.

2. Александров, Е.В. Прикладная теория и расчет ударных систем / Е.В. Александров и др. М.: Недра, 1969. - 201 с.

3. Антонов, А.Н. К определению необходимых значений охлаждающего комплекса / А.Н. Антонов // Импульсные линейные электрические двигатели. Новосибирск, ИГД СО АН СССР, 1991С. 113 - 119.

4. Артамонов, В.М. Светолучевые осциллографы / В.М. Артамонов, Г.П.

5. Лебедев, П.И. Хренков. Л.: Энергоиздат, Ленингр. отд-ние, 1982. -104 с.

6. Архипенко, А.П. Гидравлические ударные машины / А.П. Архипенко,

7. А.И. Федулов. Новосибирск, ИГД СО АН СССР, 1991. - 107с.

8. Асеев, Б.П. Колебательные цепи / Б.П. Асеев. М.: Государственноеиздательство литературы по вопросам связи и радио, 1955. 462 с.

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

10. Багоцкий, B.C. Химические источники тока / B.C. Багоцкий, A.M.

11. Скундин. М.: Энергоиздат, 1981. - 360 с.

12. Белопольский, И.И. Расчёт трансформаторов и дросселей малой мощности / И.И. Белопольский, Е.И. Каретникова, Л.Г. Пикалова. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: «Энергия» 1973. - 400 с.

13. Белопольский, И.И. Расчет трансформаторов и дросселей малой мощности / И.И. Белопольский, Л.Г. Пикалова. М.-Л., Госэнергоиздат, 1963.-272 с.

14. Богинский, В.П. Пневмоударные машины для погружения легких стержневых элементов / В.П. Богинский, Б.Н. Смоляницкий // ФТПРПИ.- 1981.-№2.

15. Богомягких, В.А. Интенсификация разгрузки сельскохозяйственныхбункеров в условиях сводообразования зернистых материалов: дис. . докт. техн. наук / В.А. Богомягких. Зерноград, 1986.

16. Богомягких, В.А. Теория и расчет бункеров для зернистых материалов /

17. В.А. Богомягких. -Изд-во Ростовского университета, 1973 152 с.

18. М.Болотовский, В.И. Эксплуатация, обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов / В.И. Болотовский, З.И. Вайсгант. Л.: Энергоиздат, 1989.-208 с.

19. Большая Советская Энциклопедия. (В 30 томах) / гл. ред. А.М. Прохоров. 3-е изд. - М.: «Советская энциклопедия», 1976 с.

20. Богинский, В.П. О классификации зажимных механизмов / В.П. Богин-ский, Б.Н. Смоляницкий, Ю.Н. Сырямин // Виброударные процессы в строительном производстве. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1983.

21. Буслаев, Т.Н. Оценка конденсаторных устройств запирания тиристоров / Г.Н. Буслаев, Г.К. Шварц // Электричество. 1968. - № 6. - С. 45-50.

22. Бут, Д.А. Накопители энергии / Д.А. Бут, Б.Л. Алиевский, С.Р. Мизю-рин, П.В. Васюкевич. -М.: Энергоатомиздат, 1991. -400с.

23. Бухаров, А.И. Средства заряда аккумуляторов и аккумуляторных батарей. Справочник / А.И. Бухаров, И.А. Емельянов, В.И. Судаков. М.: Энергоиздат, 1988. - 288 с.

24. Варсанофьев, В.Д. Конструкция и параметры зарубежных пневматических вибраторов / В.Д. Варсанофьев, О.В. Кузнецов. М.: Недра, 1969.

25. Варыпаев, В.Н. Химические источники тока / В.Н. Варыпаев, М.А. Да-соян, В.А.Никольский. -М.: Высшая школа, 1990. 240 с.

26. Варыханов, Д.А. Силовая электромагнитная импульсная система для наземной сейсморазведки малых глубин: автореф. дисс. . канд. техн. наук / Варыханов Д.А. Саратов, 2006. - 20 с.

27. Волгин, A.B. Интенсификация разгрузки бункерных устройств за счет сводообрушения импульсными электромагнитными системами: автореф. дисс. . канд. техн. наук / A.B. Волгин- Саратов, ФГОУ ВПО СГАУ им. Вавилова Н.И., 2005. 23 с.

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

29. Гельфанд, Я.С. Выпрямительные блоки питания и зарядные устройства в схемах релейной защиты / Я.С. Гельфанд. М.: Энергоатомиздат, 1983.-192с.

30. Горбунов, В.Ф. Ручные пневматические молотки / В.Ф. Горбунов, В.И. Бабуров и др. М.: Машиностроение, 1967. - 184 с.

31. Горбунов, В.Ф. Импульсный гидропривод горных машин / В.Ф. Горбунов, А.Г. Лазуткин, Л.С. Ушаков. Новосибирск, Наука, 1986. - 198 с.

32. Гордон, A.B. Электромагниты постоянного тока / A.B. Гордон, А.Г. Сливинская. М.: Госэнергоиздат, 1960. - 447 с.

33. Гордон, C.B. Заземляющие устройства в сельских электросетях / C.B. Гордон // Техника в сельском хозяйстве. 1973. - № 3.

34. Гордон, C.B. Монтаж заземляющих устройств / C.B. Гордон. М.: «Колос», 1975.- 160 с.

35. Гордон, C.B. Прогрессивные методы работ при устройстве заземлений в электросетях / C.B. Гордон // Энергетик. 1965. — № 1.

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

37. Гячев, Л.В. Движение сыпучих материалов в трубах и бункерах / Л.В. Гячев. -М.: Машиностроение, 1968.

38. Динамическое зондирование грунтов в условиях БССР / РСН 62-87. -Минск, 1987.

39. Дмитриенко, A.B. Определение сил сопротивления терморезанию различных сталей / A.B. Дмитриенко, Ю.Н. Казаков, Г.Г. Угаров // Безопасность движения на железнодорожном транспорте / Сб. науч. статей Саратов, 2002. - С. 29 - 34.

40. Дубровский, A.A. Вибрационная техника в сельском хозяйстве / A.A. Дубровский. М.: «Машиностроение». — 1968. - 204 с.

41. Емельянов, И.А. Многоагрегатные передвижные электростанции. Справочник. / И.А. Емельянов, И.П. Овчинников. М.: Военное издательство, 1987. - 104 с.

42. Ефимов, И.Г. Теория регулируемых линейных электромагнитных приводов и их применение в системах управления техническими объектами: автореф. дисс. . докт. техн. наук / И.Г. Ефимов Санкт-Петербургский ГТУ, 1995. - 32 с.

43. Забродин, Ю.С. Коммутационные характеристики узлов принудительной коммутации тиристоров / Ю.С. Забродин // Электротехника. — 1971, №9.-С. 6-9.

44. Задерей, Г.П. Многофункциональные магнитные радиокомпоненты (многофункциональные электронно-магнитные трансформаторы) / Г.П. Задерей. М.: Сов. радио, 1980. - 136 с.

45. Казакевич, В.М. Передвижные электроагрегаты / В.М. Казакевич, О.М. Комаров. -М.: ДОСААФ, 1978. 255 с.

46. Казаков, Ю.Н. Формообразование и свойства деталей при дуговых процессах с внешним воздействием: монография / Ю.Н. Казаков, В.В. Хорев, Г.Г. Угаров, A.B. Дмитриенко, A.A. Казинский. Саратов: Са-рат. гос. техн. ун-т, 2007. - 328 с.

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

48. Кононов, Б.В. Классификация и анализ устройств для разрушения сводов кормов в емкостях / Б.В. Кононов, А.Г. Тарасов // Сборник «Механизация работ в животноводстве»; выпуск 43. Саратов, 1975.

49. Костылев, А.Д. Пневмопробойники в строительном производстве / А.Д. Костылев, В.А. Григоращенко, В.А. Козлов. Новосибирск: Наука, 1987.-140 с.

50. Кочинев, Ю.Ю. Техника и планирование эксперимента / Ю.Ю. Кочи-нев, В.А.Серебренников. Л.: ЛПИ, 1986. - 70 с.

51. Коцюбинский А.И. Исследование энергетических особенностей и динамических режимов тяговых электромагнитов при их применении в качестве приводов: дисс. . канд. техн. наук / А.И. Коцюбинский. -Москва, МВТУ им Н.Э. Баумана, 1977. 241 с.

52. Кремниевые управляемые вентили-тиристоры (Технический справочник) / Пер. с англ. М.-Л.: "Энергия", 1964. - 360с.

53. Круг, К.А. Основы электротехники / К.А. Круг. М-Л.: ГЭИ, 1952. -432 с.

54. Кублановский, Я.С. Тиристорные устройства / Я.С. Кублановский. -М.: Радио и связь, 1987. 112 с.

55. Кудряшов, Г.Ф. Передвижные энергетические установки: (Устройство, эксплуатация и техническое обслуживание) / Г.Ф. Кудряшов, Л.И. Старостин. М.: Энергия, 1978. - 288 с.

56. Кулик, Ю.А. Электрические машины / Ю.А. Кулик. М.: Высш. школа, 1971.-456 с.

57. Лабунцов, В.А. Виды коммутации в вентильных преобразователях / В.А. Лабунцов и др.// Электротехника. 1969, №11. - С. 40-44.

58. Луковников, В.И. Электропривод колебательного движения / В.И. Луковников. -М.: Энергоатомиздат, 1984. 152 е., ил.

59. Лысов, Н.Е. Об оптимальных геометрических соотношениях основных размеров электромагнитов постоянного тока / Н.Е. Лысов, A.B. Курносов // Электричество. 1965, №8. - С. 33-35.

60. Львицын, A.B. Разработка и доследование электромагнитных двигателей для прессового оборудования: автореф. дисс. . канд. техн. наук / A.B. Львицын. Саратов, 1982. - 23 с.

61. Львицын, A.B. Электромагнитный пресс с устройством управления / A.B. Львицын, K.M. У санов, Г.Г. Угаров, В.И. Мошкин- Саратов, СИМСХ им. М.И.Калинина, 1988. 5 с. Деп. в Информэлектро, №963-ЭТ,

62. Любчик, М.А. Оптимальное проектирование силовых электромагнитных механизмов / М.А. Любчик. М.: Энергия, 1974. - 392 с.

63. Любчик, М.А. Расчет и проектирование электромагнитов постоянного и переменного тока / М.А. Любчик. М.: Госэнергоиздат, 1959 - 224 с.

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

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

66. Манжосов, В.К. Динамика и синтез электромагнитных генераторов силовых импульсов / В.К. Манжосов, Н.О. Лукутина, Т.О. Невенчанная. Фрунзе: изд-во Илим, 1985.-119 с.

67. Методика выбора и оптимизации контролируемых параметров технологических процессов / Методические указания; РДМУ 109-77. М.: Издательство стандартов, 1978. - 63 с.

68. Миклашевский, Е.П. Вибрационные строительные машины / Е.П. Миклашевский, Н.Ф. Мельгунов. -М.: Профтехиздат, 1960. 117 с.

69. Милях, А.Н. Принцип взаимности и обратимость явлений в электротехнике / А.Н. Милях, А.К. Шидловский. Киев: Наукова думка, 1967. -316с.

70. Мошкин, В.И. Импульсные линейные электромагнитные двигатели с регулируемыми выходными параметрами: дис. . канд. техн. наук / В.И. Мошкин. Новосибирск, 1992. - 189 с.

71. Мошкин, В.И. Анализ элементарных магнитных циклов электромеханических преобразователей электромагнитного типа / В.И. Мошкин, Г.Г. Угаров. -М.: 1986, 16 с. Деп. в Информэлектро, № 416-ЭТ.

72. Мошкин, В.И. Использование принципа взаимности при исследовании и расчете энергетических характеристик линейных электромагнитных двигателей / В.И. Мошкин, Г.Г. Угаров // Задачи динамики электрических машин. Омск: Изд. ОмПИ, 1988. - С. 120-128.

73. Мошкин, В.И. Исследование комбинированных магнитных циклов электромеханических преобразователей электромагнитного типа / В.И. Мошкин, Г.Г. Угаров // Импульсный электромагнитный привод: Сб. науч. тр. Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1988. - С. 3844.

74. Найфельд, М.Р. Заземление, защитные меры безопасности / М.Р. Най-фельд. -М.: «Энергия», 1971.

75. Найфельд, М.Р. О сопротивлении повторных заземлений нулевого провода / М.Р. Найфельд. М.: «Энергетик», 1970, № 8.

76. Нейман, В.Ю. Основы построения и развитие теории импульсных линейных электромагнитных двигателей с повышенными энергетическими показателями: автореф. дисс. . д-ра. техн. наук / В.Ю. Нейман. -НГТУ, 2004.-34 с.

77. Нейман, В.Ю. Линейные электромагнитные двигатели с многократным использованием магнитного потока / В.Ю.Нейман, Г.Г. Угаров //

78. Импульсный электромагнитный привод. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988. С. 100-117.

79. Новожилов, Г.Ф. Бездефектное погружение свай в талых и вечномерз-лых грунтах / Г.Ф. Новожилов. Л.: Стройиздат, Ленинград, отд-ние, 1987.-112 с.

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

81. Павлов, В.Б. Полупроводниковые преобразователи в автономном электроприводе постоянного тока / В.Б. Павлов и др. Киев: Наукова думка, 1987.-284 с.

82. Палагин, В.В. Сейсморазведка малых глубин / В.В. Палагин, А.Я. Попов, П.И. Дик. -М.: Недра, 1989.

83. Перьев, A.A. Обоснование технических характеристик ручных электромагнитных машин с повышенной энергией ударов / A.A. Перьев // Импульсные линейные электрические двигатели. Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1991. - С.71-80.

84. Перьев, A.A. Повышение точности измерения энергии удара электромагнитных машин ударного действия / A.A. Перьев, А.Л. Осокин, И.В. Андреев // Импульсный электромагнитный привод: Сб. науч. тр. Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1971. - С. 57-63.

85. Полупроводниковые преобразователи электрической энергии / Под общ. ред. А.Ф. Крогериса. Рига: Зинатне, 1969.

86. Ряшенцев, Н.П. Электрические силовые импульсные системы / Н.П. Ряшенцев // ФТПРПИ 1973, № 5. - С. 50-57.

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

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

89. Ряшенцев, Н.П. Электромагнитный привод линейных машин / Н.П. Ряшенцев, В.Н. Ряшенцев. Новосибирск: Наука, 1985. - 153 с.

90. Ряшенцев, Н.П. Исследование влияния конструктивных факторов на рабочий процесс электромагнитного молота / Н.П. Ряшенцев, Б.Ф. Симонов, А.И. Кадышев // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. науки; вып.З. 1988.-№ 11.

91. Ряшенцев, Н.П. Об энергопреобразовании в электромагните / Н.П. Ряшенцев, Е.М. Тимошенко // Изв. ТПИ. 1965. - Т. 129.

92. Ряшенцев, Н.П. Теория, расчет и конструирование электромагнитных машин ударного действия / Н.П. Ряшенцев, Е.М. Тимошенко, A.B. Фролов. Новосибирск: Наука, 1970. - 259 с.

93. Ряшенцев, Н.П. Прессовое оборудование с линейными электромагнитными двигателями / Н.П. Ряшенцев, Г.Г. Угаров, A.B. Львицын. // Электромагнитные силовые импульсные системы: Сб. науч. тр. Новосибирск: изд-во ИГД СО АН СССР, 1982. - С. 3-13.

94. Ряшенцев, Н.П. Электромагнитные прессы / Н.П. Ряшенцев, Г.Г. Угаров, A.B. Львицын. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989. - 216 с.

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

96. Сениловов, Г.Н. Расчет и эксплуатация светотехнических импульсных установок и источников питания / Г.Н. Сениловов, JT.B. Родионов, Л.Г. Ширшов. — М.: Энергоатомиздат, 1989. 192 с.

97. Сиденко, В.М. Основы научных исследований / В.М. Сиденко, И.М. Грушко. Харьков: Выш. шк., 1977. - 200 с.

98. Сидоров, И.Н. Малогабаритные трансформаторы и дроссели: Справочник / И.Н. Сидоров, В.В. Мукосеев, A.A. Христинин. М.: Радио и связь, 1985.-416 с.

99. Сили, С.А. Электромеханическое преобразование энергии: Пер. с нем. / Сили, С.А. -М.: Энергия, 1968. 376 с.

100. Симонов, Б.Ф, Создание электромагнитных молотов для строительства морских стационарных платформ: автореферат дис. . д-ра техн. наук / Б.Ф. Симонов. Новосибирск, ИГД СО АН СССР, 1990. - 33 с.

101. Симонов, Б.Ф. Исследование системы охлаждения электромагнитных молотов // Импульсные линейные электрические машины: Сб. науч. тр. / Б.Ф. Симонов, А.И. Кадышев Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1991.-С. 120-130.

102. Системы электропитания потребителей импульсной мощности. Сб. ст. под общ. ред. П.В. Голубева. - М.: Энергия, 1976. - 255с.

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

104. Смоляницкий, Б.Н. Создание кольцевых пневмоударных машин для забивания в грунт стержней и бурения геологоразведочных скважин: автореферат дис. . д-ра техн. наук / Б.Н. Смоляницкий. Новосибирск, ИГД СО АН СССР, 1988. - 42 с.

105. Советский энциклопедический словарь / Гл. ред. A.M. Прохоров. 3-е изд. -М., «Советская энциклопедия», 1984. 1600 с.

106. Сотская, Х.Н. Обработка результатов лабораторных измерений / Х.Н. Сотская A.C. Кузнецов. Минск: Выш. шк., 1971. - 40 с.

107. Справочная книга для электротехников: В 6-и т. / Под общ. ред. М.А. Шателена, В.Ф. Миткевича, В.А. Толвинского, т.5. JL: КУБУЧ, 1934. - 790 с.

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

109. Тарг, С.М. Краткий курс теоретической механики / С.М. Тарг. М.: Высшая школа, 1995. - 415 с.

110. Тиристоры (технический справочник) / Пер. с англ. М.: Энергия, 1971.-560 с.

111. Трахтенберг, P.M. Расчет параметров релейного электропривода постоянного тока / P.M. Трахтенберг, М.А. Меркурьев // Изв. вузов. Энергетика. М.: 1971,-С. 46-51.

112. Туровский, П.С. Расчет, конструирование и создание электромагнитных генераторов силовых импульсов / П.С. Туровский, А.В.Фролов. — Фрунзе: Изд-во АН Кирг.ССР, 1984. 129 с.

113. Турчанинова, Т.А. Предотвращение сводообразования в силосах / Т.А. Турчанинова, А.И. Либкин // Хлебопродукты, № 9, 2001.

114. Тютькин, В.А. Магнитно-импульсный способ разрушения сводов и очистки налипшего оборудования от налипших материалов / В.А. Тютькин // Электротехника, №11, 2002.

115. Угаров, Г.Г. Импульсные линейные электромагнитные двигатели с повышенными силовыми и энергетическими показателями: автореферат дис. . д ра техн. наук / Г.Г. Угаров. - Новосибирск, 1992. - 45 с.

116. Угаров, Г.Г. Принципы повышения удельных силовых и энергетических показателей импульсных линейных электромагнитных двигателей / Г.Г. Угаров // Сб. науч. тр. / Под общ. ред. Ряшенцева Н.П. Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1991. - С. 43-50.

117. Угаров, Г.Г. Схемы питания и управления линейными электромагнитными двигателями / Г.Г. Угаров, A.B. Львицын, Г.А. Витмаер // Повышение эффективности использования электрического оборудования в сельском хозяйстве. Саратов: СХИ, 1985. - С. 154-162.

118. Угаров, Г.Г. Режимы работы линейных электромагнитных двигателей / Г.Г. Угаров, A.B. Львицын, В.И. Мошкин // Вопросы теории и проектирования электрических машин. Оптимизация параметров и характеристик. -Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1985. Вып.5.

119. Угаров, Г.Г. Пресс усилием 30 кН с линейным электромагнитным приводом / Г.Г. Угаров, A.B. Львицын, В.Н. Федонин // Информ. листок. Саратовский ЦНТИ, 1984. - серия 55.29.31, № 41-84.

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

121. Угаров, Г.Г. Режимы форсированного накопления магнитной энергии в импульсных линейных электромагнитных двигателях / Г.Г. Угаров,

122. В.И. Мошкин, K.M. Усанов // Доклады 10-й научно-технической конференции «Электроприводы переменного тока». — Екатеринбург, 1995.

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

124. Угаров, Г.Г. К оценке режимов работы электромагнитных ударных машин / Г.Г. Угаров, В.Ю. Нейман // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. 1996. - С. 72-80.

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

126. Угаров, Г.Г. Переносной электромагнитный ударный привод / Г.Г. Угаров, В.Ю. Нейман, K.M. Усанов И Совершенствование технических средств электрического транспорта. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001.-С. 164-170.

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

128. Усаковский, В.М. Инерционные насосы / Усаковский В.М. М.: Машиностроение, 1973. - 200 с.

129. Усанов, K.M. Переносной электромагнитный привод для погружения металлических стержней в грунт: дис. . канд. техн. наук / K.M. Усанов. Новосибирск, 1993. - 237 с.

130. Усанов, K.M. Линейный импульсный электромагнитный привод машин с автономным питанием / K.M. Усанов, Г.Г. Угаров, В.И. Мошкин / Монография. Курган: Изд-во Курганского гос.университета, 2006. -284 с.

131. Усанов, K.M. Силовая электромагнитная импульсная система для погружения стержневых элементов в грунт / Усанов K.M., Каргин В.А. // Вестник СГАУ. 2005. - № 3. - С.59-61.

132. Усанов, K.M. Тиристорный преобразователь для управления линейным импульсным электрическим двигателем с электромагнитным узлом статического нагружения якоря / K.M. Усанов, A.B. Волгин, В.И. Мошкин // Вестник СГАУ. 2005. - № 4. - С.51-54.

133. Усанов, K.M. Преобразователь сигналов датчика предударной скорости бойка импульсной ударной машины / K.M. Усанов, В.А. Каргин // Вестник СГАУ. 2007. - № 2. - С. 56-57.

134. Усанов, K.M. Линейный шаговый электромагнитный двигатель в приводе машин для прессования материалов / K.M. Усанов, A.B. Львицын,

135. A.B. Волгин // Вестник СГАУ. 2007. - № 3. - С. 61-62.

136. Усанов, K.M. Оценка продолжительности погружения стержневых элементов в грунт электромагнитной ударной машиной / K.M. Усанов,

137. B.А. Каргин, A.B. Волгин // Вестник СГАУ. 2008. - № 3. - С.70 - 72.

138. Усанов, K.M. Оценка эффективности энергопреобразований в электромагнитной ударной машине с упругим возвратным элементом // K.M. Усанов, В.А. Каргин, A.B. Волгин / Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2008. - № 1. - С. 86-87.

139. Усанов, K.M. Электромагнитные машины с осевым каналом в процессах и технологиях АПК / K.M. Усанов, А.П. Моисеев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2008. — №5. - С. 31-33.

140. Усанов, K.M. Результаты исследования динамики электромагнитных вибровозбудителей гибридного типа / Г.Г. Угаров, В.Н. Федонин / Тезисы Всесоюзной конф. по вибрационной технике. Тбилиси: «Мец-ниереба», 1987. С. 45.

141. Усанов, K.M. Выбор электрического автономного источника питания для переносных электромагнитных молотов / K.M. Усанов, A.B. Львицын // Импульсные линейные электрические двигатели. Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1991. - С. 148-153.

142. Усанов, K.M. Выбор возвратной пружины для переносных электромагнитных молотов / K.M. Усанов, A.B. Львицын / В сб. «Повышение эффективности использования электрического оборудования в АПК». Сарат. с.х. ин-т им. Н.И. Вавилова. Саратов, 1991. - С. 69-74.

143. У санов, K.M. Исследование динамики переносных электромагнитных молотов / K.M. У санов, A.B. Львицын // Импульсные линейные электрические двигатели. Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1991. - С. 109-112.

144. Усанов, K.M. Принципы повышения эффективности импульсных электромагнитных сейсмоисточников малой мощности для исследования глубин / K.M. Усанов, Г.Г. Угаров, В.А. Селезнев, В.А. Живодров / Приборы и системы разведочной геофизики. № 1 2003 - С. 28-29.

145. Усанов, K.M. Импульсная электромагнитная система для интенсификации разгрузки бункеров / K.M. Усанов, A.B. Волгин // Материалы

146. Международн. научн-практ. конференции, посвящ. 70-летию со дня рожд. профессора А.Г. Рыбалко, 4.IV, ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» 2006. С. 81-85.

147. Усанов, K.M. Оптимизация режима конденсаторного питания линейного электромагнитного двигателя в приводе ударных машин / K.M. Усанов, Д.А. Варыханов, A.A. Егоров, Г.Г. Угаров / Ж. Вестник СГТУ, №3 (15) вып.2, 2006. С. 78-84.

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

149. Федулов, А.И. Анализ показателей гидроударных устройств / А.И. Федулов, А.П. Архипенко // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых, 1986, №4 С. 58 - 69.

150. Финни, Д.В. Введение в теорию планирования экспериментов / Д.В. Финни М.: Наука, 1970. - 297 с.

151. Фридман, Б.Э. Переходные процессы при программируемом разряде ёмкостного накопителя энергии / Б.Э. Фридман // Электричество, 1989, №12.-С. 36-41.

152. Фридман, Б.Э. Формирование импульса тока при программируемом разряде ёмкостного накопителя энергии / Б.Э.Фридман // Электричество, 1999, №6. С. 42-48.

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

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

155. Шопен, Л.В. Бесконтактные электрические аппараты автоматики: Учебник для вузов / Шопен, Л.В. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 586 с.

156. Щелочные аккумуляторы и батареи. Справочник технических характеристик и нормативно-технической документации химических источников тока. Часть 1,2. ВНИИСТАНДАРТЭЛЕКТРО. М.: 1989. -562 с.

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

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

159. Электроустановки ЭУ131-8-Т/230, ЭУ131-8-Т/400, Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

160. A.c. 1309249 СССР, МКИ Н02Р 7/62. Устройство для управления электромагнитным двигателем / A.B. Львицын, В.И. Мошкин, Г.Г. Угаров и K.M. Усанов (СССР) Опубл. 07.05.87. Бюл. №17. с.235.

161. A.c. 1488951 СССР, МКИ Н02Р 7/62. Устройство для управления электромагнитным двигателем / Э.Ф. Маер, В.И. Мошкин, A.B. Льви-цын, Г.Г. Угаров и K.M. Усанов (СССР) Опубл. 23.06,89. Бюл. №23. с.263.

162. A.c. 1292046 СССР, МКИ H01F 7/18. Устройство для управления электромагнитом / A.B. Львицын, В.И. Мошкин, Г.Г. Угаров и K.M. Усанов (СССР) Опубл. 23.02.87. Бюл. №7. с.231.

163. A.c. 1435708 СССР, МКИ Е 21 С 3/16. Электромагнитный молот / Н.П. Ряшенцев, Г.Г. Угаров и М.А. Теребенин (СССР). Опубл. 07.11.88. Бюл. №41. с. 100.

164. A.c. 821018 СССР, МКИ В 21 J 7/30. Электромагнитный пресс / A.B. Львицын, Г.Г. Угаров, Г.А. Витмаер и В.Н. Федонин (СССР) Опубл. 15.04.81. Бюл. №14. с. 206.

165. A.c. №1588842 (СССР) Е02Д 7/06. Электромагнитный молот / М.А. Теребенин, Г.Г. Угаров, И.А. Кудряш Опубл. в БИ 1990, №32.

166. Патент № 2127017 РФ МКИ 6 Н 02 К 33/02. Способ управления одно-обмоточным линейным электромагнитным двигателем ударного действия / Г.Г. Угаров, В.Ю. Нейман, K.M. Усанов № 95119633/09; За-явл. 21.11.95; Опубл 27.02.99, Бюл № 6. - 4 е.: ил.

167. Патент на полезную модель №40331 РФ МПК 7 E02D 7/02 Устройство ударного действия для забивания в грунт стержневых элементов / Г.Г. Угаров, K.M. Усанов, A.B. Волгин, В.А. Каргин № 2004115210; Заявл. 24.05.2004; Опубл. 10.09.2004, Бюл. №25. - 2 е.: ил.

168. Патент на полезную модель RU46893U1, МПК Н02Р 7/62 Устройство для управления однообмоточным электромагнитным двигателем ударного действия / K.M. Усанов, В.И. Мошкин, A.B. Волгин Опубл. 27.07.2005, Бюл. №21.

169. Патент на полезную модель RU59342U1, МПК Н02К 33/02 Линейный электромагнитный двигатель с удержанием якоря / В.И. Мошкин,

170. K.M. Усанов, A.B. Волгин, В.А. Каргин Опубл. 10.12.2006, Бюл. № 34.