автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Вентильно-индукторный двигатель для привода механизмов собственных нужд электростанций

на правах рукописи

КУЗЬМИЧЕВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ

ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ ПРИВОДА МЕХАНИЗМОВ СОБСТВЕННЫХ НУЖД ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Специальность 05.09.01 -'Электромеханика и электрические аппараты"'

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена на кафедре электромеханики Московского энергетического института (Технического университета).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

КУЗНЕЦОВ Вячеслав Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук

кандидат технических наук, доцент

ГЕЧА

Владимир Яковлевич

НАГАЙЦЕВ Валерий Иванович

Ведущая организация - Филиал ОАО «Инженерный центр ЕЭС» -

Фирма «ОРГРЭС», г. Москва.

Защита диссертации состоится "28" мая 2004 г. на заседании диссертационного совета Д 212.157.15 при Московском энергетическом институте (Техническом университете) в аудитории Е-205 в 13. час. 00 мин. по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 13.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ(ТУ).

Автореферат разослан 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.157.15. к.т.н., доцент

СОКОЛОВА Е.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одним из основных направлений развития Единой энергетической системы России (ЕЭС России) на ближайшие 10-15 лет является техническое перевооружение около 50% существующих электростанций с заменой основного и вспомогательного оборудования на новое с улучшенными технико-экономическими показателями. Главная цель этой работы состоит в повышении надежности и эффективности выработки электроэнергии, которые во многом определяются надежностью и эффективностью функционирования механизмов собственных нужд (СН) электростанций. Программа энергосбережения в отрасли "Электроэнергетика" на 1999-2000г.г. и на перспективу до 2005 и 2010г. предусматривает внедрение в них энергоресурсосберегающих частотно-регулируемых электроприводов (ЧРП). По оценкам специалистов АО «ВНИИЭ» использование таких приводов на энергоблоках мощностью 150-250 МВт может дать экономию электроэнергии на уровне 5 млрд. кВт-ч в год.

Большая часть ЧРП, внедряемых на энергообъектах ЮС России, выполняется на базе асинхронных двигателей. Положительный опыт в этом направлении накоплен специалистами АО «ВНИИЭ» и ОАО «Мосэнерго». Вместе с тем, специалисты указывают на то, что одним из перспективных типов электромеханического преобразователя энергии для регулируемого электропривода является вентильно-индукторный двигатель (ВИД).

Несмотря на относительно малый срок своего существования и наличие проблем теоретического характера, ВИД уже нашли достаточно широкое применение во многих областях промышленности и транспорта, а также бытовой и военной техники. В последнее время все чаще появляется информация о разработках ВИД большой мощности, которые, в частности, могут быть использованы в металлургии и энергетике.

Секция электротехнического оборудования НТС РАО «ЕЭС России» на своем заседании 29 марта 2002 г. рассмотрела вопрос о принципиальной возможности применения ВИД в механизмах СН электростанций и приняла решение о целесообразности разработки предложений по созданию опытных образцов ВИД большой мощности для нужд энергетики и промышленности.

Таким образом, проблема разработки ВИД большой мощности для механизмов СН электростанций является актуальной научно-технической задачей.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ. Грант А03-3.14-303 по теме «Разработка методики проектирования вентильно-индукторных двигателей».

Цель и задачи работы. Целью данной диссертации является разработка ВИД для наиболее перспективных с точки зрения применения ЧРП, механизмов СН электростанций. Для достижения поставленной цели в ходе выполнения работы потребовалось решить следующие задачи:

- анализ состава СН электростанций и выбор в них механизмов, использование ЧРП в которых является наиболее эффективным;

- анализ и систематизация сведений по различным вопросам теории и

практики ВИД;

РОС, НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

«

- разработка методики проектирования индукторных машин для ВИД различных мощностей;

- разработка математических моделей разной степени сложности для расчета электромагнитных процессов в ВИД;

- разработка методики расчета магнитной составляющей шума и вибрации

ВИД;

-экспериментальное исследование характеристик ВИД.

Методы исследования. При выполнении работы были использованы аналитические и численные методы моделирования процессов в ВИД. Расчет магнитного поля проводился с использованием метода конечных элементов, для совместно решения уравнений электрической и магнитной цепи применялся метод Ньютона-Рафсона. Модели разрабатывались на основе теории магнитного поля, электромеханического преобразования энергии и теории колебаний. При их реализации были применены как стандартные программные пакеты (MathCAD, MS Excel, Flux2D), так и созданные при выполнении диссертации в среде программирования MS Visual C++ 6.0. Экспериментальные исследования проводились на четырех опытных образцах ВИД, для одного из которых методом ударного импульсного возбуждения были определены резонансные частоты колебаний статора.

Научная новизна работы заключается в разработке:

- методики проектирования индукторных машин (ИМ) для ВИД широкого диапазона мощностей, которая помимо выбора главных и внутренних размеров электрической машины, а также определения обмоточных данных включает в себя анализ виброакустических явлений;

- математических моделей различной степени сложности для расчета статических характеристик и характеристик рабочих режимов ВИД, в основу которых положены как аналитические аппроксимации зависимостей потокосцепления фазы от углового положения ротора и принцип линеаризации характеристик нелинейной магнитной системы для расчета по ним зависимостей статического момента, так и численные методы интегрирования уравнений магнитного поля и совместного решения уравнений электрической и магнитной цепи ВИД;

- методики расчета магнитной составляющей шума и вибраций ВИД.

Практическую ценность представляют:

- рекомендации по выбору размеров и обмоточных данных ИМ для ВИД, полученные на основе анализа имеющегося опыта проектирования и исследований с использованием разработанных математических моделей влияния геометрических размеров на различные характеристики двигателя;

- программный комплекс Everest для проектирования и расчета характеристик ВИД;

- результаты проектирования ВИД большой мощности для привода дутьевого вентилятора, дымососа и питательного насоса энергоблока мощностью 110 МВт ТЭЦ-26 ОАО «Мосэнерго».

Достоверность полученных результатов подтверждается результатами эксперимигтального исследования четырех опытных образцов ВИД, конфигураций 8/612/8,16/12.

Реализация результатов работы. Разработанные в рамках диссертационной работы математические модели ВИД и методика их проектирования, а также программа Everest используются на кафедре электромеханики МЭИ(ТУ) при выполнении госбюджетных и хоздоговорных работ в данной области. В частности, они оказались полезными при реализации проекта по расчету вентильно-индукторного стартер-генератора, осуществляемого по заданию ОАО «КБ электроприбор» (г.Саратов) и выполнении работ по гранту Министерства образования и науки РФ по теме «Научное обоснование технико-экономическое параметров применения вентильно-индукторных двигателей в механизмах собственных нужд энергообъектов России».

По материалам работы было подготовлено и издано учебно-методическое пособие по курсу «Специальные электрические машины» «Вентильно-индукторные двигатели», которое используется в учебном процессе кафедры электромеханики МЭИ(ТУ). Электронный его вариант, оформленный в виде электронного учебника в формате pdf, по соответствующим запросам был передан в МАДИ(ГТУ), Электростальский политехнический институт, Смоленский филиал МЭИ(ТУ), Дальневосточный государственный технический университет, ВНИПТИЭМ и ряд других организаций.

Отдельные результаты работы используются на Государственном предприятии «Харьковское агрегатное конструкторское бюро».

Апробация работы. Основные положения работы неоднократно докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры электромеханики МЭИ(ТУ) в 2001-2004 гг. Кроме того, результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах, симпозиумах:

- Ш-ий Симпозиум "Элмаш-2000". 'Перспективные направления развития в электрической промышленности. Научно-технические достижения в создании и производстве электрических машин", Москва, Россия, октябрь. 2000 г.;

- IV-ая Международная конференция по физико-техническим проблемам электротехнических материалов и компонентов. (МКЭЭ-2000), Клязьма, Россия, 24-27 сентября. 2001 г.;

- VI-ая - X -ая Международные конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика". Москва. Россия, март 2000 -2004гг.;

- Н-я Международная конференция "Состояние разработки и перспективы применения вентильно-индукторных приводов в промышленности и на транспорте". Москва. Россия. 14-15 июня 2001г.;

- Summer Seminars on Nordic Network for Multi Disciplinary Optimised Electric Drives. Koldkasr Feriecenter. Denmark. 12-14 August 2001; Taipalsaari, Finland 15-17 June 2002; Zergrze. Poland. 21-23 June 2003;

- Electric Conversion in Sustainable Energy Seminar, Trondheim, Norway, 6 November 2002;

- 10th European Conference on Power Electronics and Applications. Toulouse. France. 2-4 September 2003,

- И-я Научно-техническая конференция молодых специалистов электроэнергетики. Москва. Россия. 15-19 сентября 2003 г.;

- 5-я Международная конференция «Электротехника, электромеханика и электроматериаловедение». Крым. Алушта. 22-27 сентября 2003 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 28 печатных работ.

Структура и состав диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников из 109 наименований и приложений. Основная часть работы изложена на 163 страницах, включает 79 рисунков и 15 таблиц.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Методика проектирования ИМ для ВИД большой мощности, включая рекомендации по выбору геометрических размеров и обмоточных данных.

2. Математическая модель для расчета статических характеристик ВИД, базирующаяся на FroЫich-аппроксимация кривых потокосцепления фазы в функции углового положения ротора и принципе линеаризации характеристик нелинейной магнитной системы.

3. Математическая модель для расчета электромагнитных процессов в ВИД, основанная на численном моделировании магнитного поля в ИМ и совместном решении уравнений электрической и магнитной цепи.

4. Математическая модель для определения виброакустических характеристик ВИД и методика расчета магнитной составляющей шума и вибраций в них.

5. Результаты проектирования ВИД для привода дутьевого вентилятора, дымососа и питательного насоса энергоблока мощностью ПО МВт ТЭЦ-26 ОАО «Мосэнерго».

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цели и задачи, намечаются методы исследования, дается общая характеристика работы.

В первой главе проведен выбор механизмов СН электростанций, использование регулируемого электропривода в которых является наиболее целесообразным.

В структуре генерирующих мощностей ЮС России преобладают тепловые электростанции (ТЭС), на долю которых приходится примерно 68% установленной мощности энергосистемы. Структура и состав их СН зависит от типа станции и вида используемого топлива. Большая часть приводов механизмов СН ТЭС имеет вентиляторный характер нагрузки. В настоящее время ТЭС активно привлекаются к регулированию частоты и мощности ЮС России, в силу чего значительную часть времени они работают в маневренных режимах, при которых нагрузка приводов СН может изменяться в широких пределах. Существенная часть электроэнергии (до 70%), расходуемой на СН ТЭС, приходится на приводы дутьевых вентиляторов, дымососов и питательных насосов. Внедрение в этих механизмах регулируемых приводов дает возможность экономить до 32% электроэнергии. Программа энергосбережения в электроэнергетике предполагает оснащение регулируемыми приводами этих механизхмов на 60 ТЭС. Прогнозируе-

мая прямая экономия электроэнергии ожидается на уровне 2 млрд. 810 млн. 564 тыс. кВгч/год. Затраты на внедрение приводов ориентировочно составят 294 млн. 208,2 тысдол. США. На первом этапе будут внедряться асинхронные частотно-регулируемые электроприводы. За рубежом ведутся разработки нетрадиционных типов приводов для энергетики. Так, например, концерн ASIRobicon ведет работы по созданию ВИД мощностью 8 МВт для нужд энергетики и металлургии. В данной работе выполнялся расчет ВИД для приводов дымососа, дутьевого вентилятора и питательного насоса энергоблока мощностью 110 МВт ТЭЦ-26 ОАО «Мосэнерго».

Во второй главе проведена систематизация сведений по ВИД.

Вентильно-индукторный двигатель - это относительно новый тип электромеханического преобразователя энергии, который сочетает в себе свойства и электрической машины, и интегрированной системы регулируемого электропривода. В его состав входят: индукторная машина (ИМ), преобразователь частоты, система управления и датчик положения ротора (ДПР).

Датчик

Ток Момент положения -► -* ротора

Система управления — Преобразователь частоты ИМ 44- Нагрузка 1,

к Обратная связь

Рис. 1. Структурная схема ВИД.

• Индукторная машина, входящая в состав ВИД, не является самодостаточной. Она принципиально неспособна работать без преобразователя частоты и системы управления. Ее конструкция имеет следующие особенности:

- Сердечники статора и ротора имеют явнополюсную структуру.

- Число полюсов относительно невелико. При этом, чаще всего, число полюсов статора больше числа полюсов ротора.

- Сердечники статора и ротора выполняются шихтованными.

- Обмотка статора - сосредоточенная катушечная. Она может быть одно-или многофазной.

- Фаза ИМ, как правило, состоит из двух катушек, расположенных на диаметрально противоположных полюсах статора. Возможно исполнение ИМ с удвоенным числом полюсов статора и ротора ИМ (число повторений базовой конфигурации магнитной системы Ып/> = 2). Фаза такой ИМ состоит из двух пар

катушек, которые располагаются на полюсах статора таким образом, что их оси ортогональны.

- Катушки фазы могут быть соединены в электрическом отношении параллельно или последовательно; в магнитном - согласно или встречно.

- Обмотка на роторе ИМ отсутствует.

а) иАЬ

I

• \1 У

• Ь 5у

У

б)

ис

г— .

\1 ГП и 'т 1—.

1 "т

-1 и У

и и у

в) УЛ.

ил

и.¡Ап

л

Рис. 2. Последовательность возбуждения фаз 4-фазнош ВИД с ИМ конфигурации 8/6 при различных алгоритмах коммутации:

а) симметричная одиночная коммутация; б) симметричная парная коммутация; в) несимметричная коммутация, у- угол поворота ротора.

Фазы ИМ питаются импульсами напряжения в соответствии с определенным алгоритмом коммутации. Основными алгоритмами являются симметричная одиночная и парная коммутация, несимметричная коммутация (рис. 2). В ИМ поле вращается быстрее ротора. Коэффициент электромагнитной редукции ВИД ¿эр, равный отношению частот вращения поля и ротора, определяется числом полюсов ротора и алгоритмом коммутации

Аэр=ЬЛГк, 0)

где к- коэффициент алгоритма, который для случаев симметричной одиночной и

парной, несимметричной коммутации, соответственно, равен

Принцип действия ВИД основан на свойстве ферромагнитных тел ориентироваться во внешнем магнитном поле таким образом, чтобы сцепленный с ними магнитный поток принимал максимальное значение. Токи и магнитные потоки ВИД имеют резко несинусоидальный, а момент - пульсирующий характер. Исходя из принципа действия и особенностей конструкции ИМ поле в ВИД не может быть ни круговым, ни эллиптическим, ни даже пульсирующим в обычном понимании. Оно имеет сложный характер и в пределе стремится к дискретно-пульсирующему (рис. 3).

/ъ

Рис. 3. Годограф вектора МДС в 4-фазной ИМ при реальной симметричной одиночной коммутации.

Основные достоинства ВИД (надежность, технологичность и т.п.) обусловлены простотой конструкции ИМ, а недостатки (пониженная электросовместимость с сетью) - наличием в его структуре преобразователя частоты.

Третья глава затрагивает вопрос электромеханического преобразования энергии в ВИД. В ней последовательно выведены уравнения баланса мощностей и энергий этого процесса, на основе которых показано, что в каждый момент времени электрическая энергия, поступающая из источника в ИМ, расходуется на электрические потери, приращение энергии магнитного поля и совершение механической работы.

Рис. 4. Энергетические диаграммы дифференциального (а) и интегрального (б) типа.

угловое положение сердечников, соответствующее максимальному значению индуктивности фазы, - согласованное положение;

угловое положение сердечников, соответствующее минимальному значению индуктивности фазы, - рассогласованное положение.

Электромеханическое преобразование энергии в ВИД удобно описывать с использованием энергетических диаграмм разного типа. Энергетическая диаграмма дифференциального типа представляет собой кривую намагничивания фазы при определенном положении сердечников, заданном углом поворота ротора 7] (рис. 4, а). Она определяет энергетическое состояние системы при данном положение ротора и токе фазы. Энергия магнитного поля (■Гщп, на ней пропор-

а)

б)

'оСГ

г

циональна площади криволинеиного треугольника над кривои намагничивания, соответствующей этому положению, а коэнергия - площади криволинейного треугольника под ней

Диаграмма интегрального типа (рис. 4, б) определяет средние величины энергий на интервале коммутации, по которым можно определить средние момент и мощность, коэффициент эффективности электромеханического преобразования энергии и величину аналогичную коэффициенту мощности асинхронного двигателя.

Четвертая глава охватывает широкий круг вопросов, возникающих при проектировании ИМ для ВИД.

Определение главных размеров ИМ на этапе предварительного проектирования может быть проведено при совместном использовании модифицированного выражения машинной постоянной и накопленного опыта проектирования.

Машинная постоянная для ИМ, работающих в ВИД может быть записана следующим образом

где Dg, /s - диаметр ротора и длина сердечника И М1» - базовая частота вращения ротора; Pima— максимальная (базовая) механическая мощнос Щ, -удельный электромагнитный момент.

Использование опыта проектирования необходимо для задания удельного момента и выбора соотношений между главными размерами. В главе даны практические рекомендации по определению этих величин для двигателей различных мощностей и областей применения. При этом показано, что удельный момент определяется электромагнитными нагрузками, которые в ВИД несколько выше, чем в асинхронном двигателе.

В главе проведен анализ влияние числа фаз и конфигурации магнитной системы на характеристики ВИД и сделан вывод о том, что их выбор целесообразно проводить для каждого случая отдельно, учитывая при этом следующее:

- увеличение числа фаз приводит к увеличению количества тактов коммутации на один оборот ротора (интервалов времени, в пределах которых работает одна фаза или их комбинация и не происходит включение другой фазы или их комбинации) и стоимости инвертора;

- увеличение числа полюсов ротора при прочих равных условиях приводит к уменьшению тактового угла (угла поворота ротора за один такт коммутации), что способствует снижению пульсаций момента и повышению стабильности частоты вращения, но приводит к снижению отношения индуктивностей согласованного и рассогласованного положения и, как следствие этого, к снижению удельного момента и повышению мощности преобразователя частоты;

- при неизменном значении напряжения звена постоянного тока инвертора увеличение числа повторений базовой конфигурации в магнитной системе двигателя приводит к увеличению момента только в случае, если ширина полюсов превышает 50% ширины полюсов двигателя с базовой конфигурацией;

- рост числа повторений базовой конфигурации уменьшает интервал нарастания потокосцепления и увеличивает противо ЭДС, что при неизменном значении напряжения звена постоянного тока инвертора требует снижения числа витков в фазе.

- в двигателе с числом повторений N =2 оптимальное электромеханическое преобразование энергии достигается при ширине полюсов статора и ротора равной 70% от ширины полюсов для двигателя с N = 1.

Рекомендации по выбору внутренних размеров ИМ также даны с учетом оценки их влияния на различные характеристики ВИД. Они были получены на основе следующих фактов:

- При прочих равных условиях уменьшение воздушного зазора приводит к росту индуктивности согласованного положения и коэффициента отношения максимальной и минимальной индуктивности фазы, что способствует повышению степени эффективности электромеханического преобразования энергии в ВИД. Зазор следует выбирать минимально возможным.

- Ширина полюсов статора и ротора определяют коэффициент перекрытия кривых индуктивности соседних фаз, увеличение которого снижает пульсации момента и, начиная с некоторого значения, отрицательно влияет на эффективность электромеханического преобразования энергии.

- Высота полюсов ротора в значительной степени определяет индуктивность рассогласованного положения фазы и, как следствие этого, эффективность преобразования энергии; при достижении определенного значения дальнейшее ее увеличение не сопровождается уменьшением индуктивности рассогласованного положения.

- Высоты полюса и ярма статора оказывают влияние на его резонансные частоты колебаний. С целью улучшения виброакустических характеристик следует стремиться к снижению высоты полюса и увеличению высоты ярма. Наилучшие результаты при этом получаются при выполнении определенных соотношений между высотой полюсов статора и ротора и высотой ярма статора и ширины его полюса, соответственно.

- Определяющим фактором при выборе высоты ярма ротора является минимизация потерь в стали, в силу чего ее выбирают таким образом, чтобы гарантированно обеспечить линейность магнитных характеристик ярма во всех режимах работы.

В главе приведено описание теплового и механического расчета ВИД. При этом показано, что его тепловая схема замещения отличается от аналогичных схем других электрических машин только отсутствием источника электрических потерь в роторе, и может быть рассчитана традиционными методами. Определение мощности потерь в стали ввиду резко несинусоидального характера изменения магнитного потока в ИМ следует выполнять либо по специальным аналитическим методикам, либо на основе численного расчета магнитного поля.

В конце главы приведена информация о программе расчета ВИД Everest и результатах проектирования ВИД для привода дутьевого вентилятора (^н^бЗО кВт, Л2„=750 об/мин, У,.-3300 В), дымососа (Р2н=630 кВт, и2а=750 об/мин, £/i„=3300 В) и питательного насоса (Р2я=4 МВт, л2и=3000 об/мин, £/i„=6000 В)

энергоблока ПО МВт ТЭЦ-26 ОАО «Мосэнерго».

В пятой главе проведен анализ известных математических моделей для расчета электромагнитных процессов в ВИД, показавший, что общепринятой математической модели этого электромеханического преобразователя энергии нет, а все существующие можно разделить на две группы. К первой следует отнести модели, основанные на различных видах аналитической аппроксимации кривых намагничивания и индуктивности фазы. Они характеризуются относительной простотой реализации и, как правило, требуют малых затрат времени на подготовку и проведение расчетов. Точность получаемых с их использованием результатов позволяет применять такие модели только на этапе предварительного проектирования. Более высокую точность обеспечивают модели, в основу которых положен конечно-элементный анализ магнитного поля в машине. Основная трудность при их применении состоит в больших затратах времени, необходимых как на подготовку исходных данных, выполнение расчета, так и на обработку результатов. Определение характеристик ВИД с использованием конечно-элементного анализа магнитного поля в ИМ обычно осуществляют на заключительном этапе проектирования. Модели первой группы можно назвать быстрыми, второй - точными.

Основными задачами расчета электромагнитных процессов в ВИД являются определение статических характеристик и характеристик рабочих режимов. Решение первой задачи сводится к нахождению магнитного поля в машине, второй - к совместному расчету уравнений магнитной и электрической цепи одним из численных методов, из чего следует, что модели для расчета статических характеристик являются составной частью моделей для расчета характеристик ра' бочих режимов.

■ ••«• Условие Дирихле • • ♦ • Антисимметричные условия

Рис. 5. Магнитная (а) и электрическая (б) цепи точной математической

модели ВИД:

А, В, С - фазы ВИД; SA, SB, SC - полупроводниковые ключи; DA, DB, DC -диоды.

В главе приведено детальное описании быстрой модели для расчета статических характеристик ВИД, основанной на использовании РгоЫКсЫ-аппроксимации зависимостей потокосцепления фазы от углового положения ротора и принципа линеаризации характеристик нелинейной магнитной системы для расчета по ним зависимостей статического момента. Кроме того, описана точная математическая модель для расчета статических характеристик и характеристик рабочих режимов ВИД, реализованная в пакете конечно-элементного анализа ИихЗБ (рис. 5). В ней осуществляется совместный расчет уравнений магнитной и электрической цепи.

С использованием этих моделей было проведено расчетно-экспериментальное исследования характеристик четырех опытных образов ВИД, результаты которого доказали их адекватность. На рис. 6-10 для примера приведены результаты расчета различных характеристик опытного образца ВИД конфигурации 12/8, полученные с использованием различных моделей, а также их сравнение с экспериментальными зависимостями. За начало отсчета на рис. 6, 7 принято рассогласованное положение.

Рис. 6. Кривые изменения индуктивности фазы в функции углового положения ротора для опытного образца ВИД конфигурации 12/8, полученные с использованием точной модели и экспериментально при токе фазы 1=5 А.

Рис. 7. Кривые статического момента опытного образца ВИД конфигурации 12/8 при токе фазы 1=5 А, полученные с использованием точной математической модели и экспериментально.

Рис. 8. Семейства кривых намагничивания фазы опытного образца ВИД конфигурации 12/8, полученные с использованием быстрой (а) и точной (б) математической модели.

Рис. 9. Кривая мгновенного момента на периоде коммутации опытного образца ВИД конфигурации 12/8 при частоте вращения «=3000 об/мин и средней мощности на валу Р^=5.5 кВт, полученная с использованием точной модели.

0,5 1,0 1,5 2,0 2.5 3.0 3,5 «.мс

Рис. 10. Расчетная (точная математическая модель) и экспериментальная зависимости мгновенного тока опытного образца ВИД конфигурации 12/8 при напряжении источника питания 200 В и частоте вращения 2000 об/мин.

При выполнении диссертации с использованием этих моделей были проведены поверочные расчеты двигателей большой мощности для механизмов СН ТЭЦ-26 ОАО «Мосэнерго», спроектированных по методике, изложенной в главе

4. Они подтвердили приемлемую для этапа предварительного проектирования точность предложенной методики.

В тестой главе описана модель и методика расчета магнитной составляющей шума и вибрации ВИД.

По структуре источников шума и вибраций ВИД ничем не отличаются от других типов электрических машин, обмотки которых получают питание от преобразователя частоты. Механические и аэродинамические шумы могут быть рассчитаны по общепринятым методикам и не требуют дополнительного изучения, в то время как определение магнитных - в настоящее время вызывает некоторые трудности.

Предложенная в диссертации динамическая модель статора основана на положениях прикладной механики материалов и конструкций и теории колебаний. При выводе уравнений модели сердечник статора рассматривался как колебательная система с распределенными параметрами и многими степенями свободы, совершающая вынужденные азимутальные и радиальные колебания под действием внешних возмущающих факторов, которыми являются азимутальная и радиальная составляющая электромагнитной силы и момент , действующие на полюс статора. Характерный элемент этой системы приведен на рис. 11.

Рис. И. Элемент колебательной системы статора угловой величины ¿<р:

М- изгибающий момент, Ы- азимутальная сила, 0 - поперечная сила.

Такая колебательная система может быть представлена в виде совокупности пар азимутальных и радиальных гармонических осцилляторов, каждый из которых имеет свои параметры, зависящие от порядка возбуждаемой гармониками электромагнитной силы собственной формы деформации сердечника статора, а сам виброакустический расчет сводится к расчету их колебаний.

В главе приведены основные результаты расчетно-экспериментального исследования виброакустических характеристик опытного образца ВИД конфигурации 12/8. Резонансные частоты сердечника статора, найденные с использованием предложенной модели отличаются от экспериментальных на (5...7) %, что

номер гармоники

Рис. 12. Спектр уровня составляющих звукового давления (¿^ магнитной составляющей шума на расстоянии 1 м от корпуса ВИД конфигурации 12/8, работающего с частотой вращения 7^=3000 об/мин и мощностью на валу ij=l кВт.

Корректированный общий уровень звука магнитной составляющей шума ВИД на расстоянии 1 м от его корпуса в рассмотренном случае на 5 дБ превышает аналогичных показатель для асинхронного двигателя общепромышленного применения. Спектр магнитного шума приведен на рис. 12. Первой гармонике на нем соответствует частота 400 Гц.

С использованием описанной методики виброакустического расчета были получены рекомендации по выбору отдельных размеров ИМ для ВИД, приведенные в главе 4.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В ходе выполнения работы получены следующие результаты:

1. Разработана методика расчета индукторной машины для вентильно-индукторного двигателя, которая может быть использована на начальном этапе проектирования двигателей этого типа различной мощности. Она включает в себя рекомендации по выбору оптимальных соотношений геометрических размеров индукторной машины, полученных на основе анализа влияния геометрии на ее характеристики; механический расчет конструкции ротора и элементы теплового расчета.

2. Создана математическая модель для расчета статических характеристик ВИД, основанная на РгбЫкп-аппроксимации кривых потокосцепления фазы в функции углового положения ротора и принципе линеаризации характеристик нелинейной магнитной системы. Модель реализована в созданном программном комплексе Everest, представляющем собой стандартное windows-приложение, написанное в среде объектно-ориентированного программирования MS Visual C-t-н 6.0. Помимо быстрой математической модели Everest включает в себя методику расчета индукторной машины и может быть эффективно использован на этапе предварительного проектирования вентильно-индукторных двигателей широкого диапазона мощностей.

3. Разработана модель для расчета электромагнитных процессов в вен-

тильно-индукторных двигателях, основанная на численном моделировании магнитного поля в индукторной машине и совместном решении уравнений электрической и магнитной цепи. Модель реализована в пакете конечно-элементного анализа Иих2Б. Ее использование целесообразно на заключительных этапах проектирования вентильно-индукторных двигателей.

4. Предложена динамическая модель статора индукторной машины для расчета виброакустических характеристик вентильно-индукторного двигателя. На ее основе разработана методика расчета магнитной составляющей шума и вибрации электрических машин данного типа, приемлемая точность которой подтверждена результатами экспериментов.

5. Выполнены расчеты вентильно-индукторных двигателей для приводов дутьевого вентилятора, дымососа и питательного насоса энергоблока мощностью ПО МВт ТЭЦ-26 ОАО «Мосэнерго», показавшие перспективность проведения дальнейших исследований в направлении изучения возможности применения вентильно-индукторных двигателей в механизмах собственных нужд электростанций.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях

1. Вякин СВ., Кузьмичев В .А Разработка вентильно-индукторного двигателя для привода дутьевого вентилятора энергоблока 110 МВт ТЭЦ-26 ОАО «Мосэнерго» // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. десятой межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. В 3-х т. 2-3 марта 2004г. - М.: Изд-во МЭИ, 2004. - Т.2. - С.7-8.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Расчет и моделирование ВИД с использованием точной математической модели.

2. Киселев С.Е., Кузьмичев В.А. Исследование магнитной составляющей шума и вибрации вентильно-индукторных двигателей // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. десятой межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. В 3-х т. 2-3 марта 2004г. - М.: Изд-во МЭИ, 2004. -Т.2.-С.14-15.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Разработка математической модели и методики виброакустического расчета ВИД; экспериментальное исследование виброакустических характеристик опытного образца ВИД.

3. Киселев С.Е., Кузьмичев В.А Характеристики трехфазного вен-тильно-индукторного двигателя с нерегулярной зубцовой зоной ротора

// Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. девятой межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. В 3-х т. 4-5 марта 2003г. -М.: Изд-во МЭИ, 2003. - Т.2. - С.13-14.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Моделирование статических характеристик и характеристик номинального режима ВИД с симметричной магнитной системой, аналогичного исследуемому ВИД с несимметричной магнитной системой.

4. Кузнецов В.А., Кузьмичев В.А, Киселев СЕ. Проектирование вен-тильно-индукторного двигателя для электропривода питательного насоса энергоблока ПО МВт ТЭЦ-26 ОАО "Мосэнерго" // Электромеханика, электротехнологии и электроматериаловедение: Сб. тр. пятой межд. конф. В 2-х т. 22-27 сентября 2003г. - Алушта, 2003. - Т.1. - С484.

Личный вклад Кузьмичева В.А: Расчет и моделирование ВИД с ис-

пользованием точной математической модели.

5. Кузнецов В.А., Кузьмичев В.А., Балабанов Н.А. Сравнение различных схем соединения катушек фазы вентильно-индукторного двигателя // Тр. первого летнего многодисциплинарного семинара молодых ученых скандинавских стран по электрическим приводам. 12-14 августа 2001г. -Хальс, Дания, 2001. - С.25-27. - На англ. яз.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Моделирование характеристик ВИД при различных схемах соединения фазных катушек с использованием точной математической модели.

6. Кузнецов В.А., Кузьмичев В.А. Вентильно-индукторные двигаие-ли. - М: Изд-во МЭИ, 2003. - 72 с, ил.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Главы 1, 2, 3, введение, заключение, приложения.

7. Кузнецов В.А., Кузьмичев В .А Оптимизация конструкции вентиль-но-индукторного двигателя // Физико-технические проблемы электротехнических материалов и компонентов: Сб. тр. четвертой межд. конф. 24-27 октября 2001г. - Клязьма, 2001. - С.230.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Рекомендации по выбору оптимальных внутренних размеров двигателя.

8. Кузнецов В.А., Кузьмичев В.А., Балабанов Н.А. Выбор оптимальной схемы соединения катушек фазы в трехфазном вентильно-индукторном двигателе с удвоенным числом полюсов // Вестник Украинского национального унта, 2001, № 3. - С.203-207.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Разработка точной модели для проведения электромагнитного расчета ВИД при различных схемах соединения фазных катушек.

9. Кузнецов В.А., Кузьмичев В.А., Киселев СЕ. Анализ характеристик трехфазного вентильно-индукторного двигателя конфигурации 12/4 с несимметричной магнитной системой // Тр. второго летнего многодисциплинарного семинара молодых ученых скандинавских стран по электрическим приводам. 15-17 августа 2001г. - Таипалсаари, Финляндия, 2002. -С.28-31. -На англ. яз.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Моделирование статических характеристик и характеристик номинального режима ВИД с симметричной магнитной системой, аналогичного исследуемому ВИД с несимметричной магнитной системой.

10 Кузнецов В.А., Кузьмичев В.А., Киселев СЕ. Оценка характеристик трехфазного вентильно-индукторного двигателя с нетрадиционной конструкцией ротора // Сб. тр. Луганского отделения Межд. академии информатизации. - 2003, № 1.-СЗЗ-39.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Обзор литературы по ВИД с нетрадиционными конструкциями. Оценка электромагнитных характеристик ВИД с нетрадиционной конструкцией ротора.

11. Кузнецов В.А., Кузьмичев В.А., Матвеев А.В. Вентильно-индукторный двигатель для привода дутьевого вентилятора электростанции// Тр. третьего летнего многодисциплинарного семинара молодых ученых скандинавских стран по электрическим приводам. 21-23 июня 2003г. -Серше, Польша, 2003. - С55-59. - На англ. яз.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Проектирование двигателя.

12. Кузнецов В.А., Матвеев А.В., Кузьмичев В.А. Основные направления улучшения характеристик трехфазных и четырехфазных вентильно-индукторных двигателей // Состояние разработки и перспективы применения вентильно-индукторных приводов в промышленности и на транспорте: Тр. второй межд. конф. 14-15 июня 2001г. - М.: Интерэлектро, 2001. - С.22-25.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Обзор литературы по ВИД.

13. Кузнецов В.А., Матвеев А.В., Кузьмичев В.А. Применение генетических алгоритмов в процессе оптимизации вентильно-индукторных двигателей // Состояние разработки и перспективы применения вентильно-индукторных приводов в промышленности и на транспорте: Тр. второй межд. конф. 14-15 июня 2001г. - М.: Интерэлектро, 2001. - С.26-31.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Разработка алгоритмов селекции и мутации.

14. Кузнецов В.А., Матвеев А.В., Кузьмичев В.А. Предпосылки и концепция разработки первой Российской серии вентильно-индукторных двигателей интегрального исполнения // Состояние разработки и перспективы применения вентильно-индукторных приводов в промышленности и на транспорте: Тр. второй межд. конф. 14-15 июня 2001г. - М.: Интерэлектро, 2001. -С.22-25.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Обзор литературы по ВИД.

15. Кузнецов В.А., Садовский Л.А., Кузьмичев В.А., Темирев А.П. Вен-тильно-индукторный двигатель с улучшенными характеристиками // Сб. тр. Пермского ГТУ. - Пермь, 2003. - С.7-11.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Расчеты магнитных полей и статических характеристик.

16. Кузнецов В.А., Садовский Л.А., Кузьмичев В.А., Темирев А.П. Трехфазный индукторный двигатель конфигурации 12/8 для вентильного электропривода // Перспективные направления развития в электрической промышленности. Научно-технические достижения в создании и производстве электрических машин: Тез. докл. и реф. третьего симпозиума "Элмаш-2000". 4-5 октября 2000г. - М.: Интерэлектро, 2000. - С. 122-126.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Расчеты магнитных полей и статических характеристик.

17. Кузнецов В.А., Фисенко В.Г., Кузьмичев В.А., Эль-Оста СМ. Определение вращающего момента вентильно-индукторного двигателя // Электротехника, электромеханика и электротехнологии: Сб. тр. четвертой межд. конф. 18-22 сентября 2000г. - Клязьма, 2000. - С.338-339.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Расчеты магнитных полей, разработка алгоритма расчета статического момента на основе метода линеаризации магнитной системы.

18. Кузьмичев В.А. Методология проектирования вентильно-индукторных двигателей // Электромеханика, электротехнологии и электроматериаловедение: Сб. тр. пятой межд. конф. В 2-х т. 22-27 сентября 2003г. -Алушта, 2003. - Т.1. - С.416-417. - На англ. яз.

19. Кузьмичев В.А. К вопросу определения вращающего момента в вен-тильно-индукторном двигателе // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. восьмой межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. В 3-х т. 28 февраля-1 марта 2002г. - М.: Изд-во МЭИ, 2002. - Т.2. - С.9-10.

20. Кузьмичев В.А. Перспективы применения вентильно-индукторных

двигателей в механизмах собственных нужд электростанций // Сб. докл. второй научн.-техн. конф. молодых специалистов электроэнергетики - 2003. -М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. - С.37-40.

21. Кузьмичев В.А. Пондеромоторные силы взаимодействия зубцов в вентильно-индукторном двигателе // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. шестой межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. В 3-х т. 1-2 марта 2000г. - М.: Изд-во МЭИ, 2000. - Т.2. - С.17-18.

22. Кузьмичев В.А. Статистика повреждаемости электродвигателей механизмов собственных нужд электростанций РАО «ЕЭС России» за период с 1995 по 2000 год». // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. восьмой межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. В 3-х т. 28 февраля-1 марта 2002г. -М.: Изд-во МЭИ, 2002. - Т.2. -С.10-11.

23. Кузьмичев В. А. Трехфазные и четырехфазные вентильно-индукторные двигатели // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. седьмой межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. В 3-х т. 27-28 марта 2001г. - М.: Изд-во МЭИ, 2001. - Т.2. - С. 16-17.

24. Кузьмичев В.А. Учебно-методический комплекс по курсу "Специальные электрические машины". Раздел. "Вентильно-индукторные двигатели // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. девятой межд. на-уч.-техн. конф. студентов и аспирантов. В 3-х т. 4-5 марта 2003г. - М.: Изд-во МЭИ, 2003. - Т.2. - С.19.

25. Лебедев А.В., Кузьмичев В.А. Уточнение дискретных схем замещения магнитных цепей электрических машин // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. восьмой межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. В 3-х т. 28 февраля-1 марта 2002г. - М.: Изд-во МЭИ, 2002. -Т.2.-С.12.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Расчеты магнитных полей.

26. Матвеев А., Кузьмичев В., Ломонова Е. Новый метод для оценки индуктивности лобовых частей обмотки вентильно-индукторного двигателя // Электрические машины: Тр. межд. конф. 25-27 августа 2002г. - Брюгге, Бельгия, 2002. - 6 с- На англ. яз.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Расчеты магнитных полей в трехмерном пространстве.

27. Матвеев А., Кузьмичев В., Нилльсен Р, Унделанд Т. Два подхода к моделированию вентильно-индукторных приводов // Силовая • электроника: Тр.'десятой межд. конф. 2-4 сентября 2003г. - Тулуза, Франция, 2003. - 10 с. - На англ. яз.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Разработка и описание точной математической модели ВИД.

28. Николаев В.В., Кузьмичев В.А. Разработка вентильно-индукторного стартер-генератора // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. десятой межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов] В 3-х т. 2-3 марта 2004г. - М.: Изд-во МЭИ, 2004. - Т.2. - С.26.

Личный вклад Кузьмичева В.А.: Предварительный расчет стартер-генератора, расчеты магнитного поля, консультации по разработке быстрой математической модели.

Печл. ¡ХЬ Тираж -1С0_Заказ

Типография МЭИ, Красноказарменная, 13.

Введение.

Глава 1. Состояние и перспективы применения регулируемого электропривода в механизмах собственных нужд электростанций.

1.1. Единая энергетическая система России.

1.2. Механизмы собственных нужд электростанций.

1.3. Традиционные электроприводы механизмов СН.

1.4. Частотно-регулируемых электропривод в механизмах СН.

1.5. Вентильно-индукторных электропривод для механизмов СН.

Выводы по главе.

Глава 2. Вентильно-индукторный двигатель. Общие сведения.

2.1. Структурная схема вентильно-индукторного двигателя.

2.2. Особенности конструкции индукторной машины.

2.3. Конструктивные исполнения ВИД.

2.4. Принцип действия ВИД.

2.5. Алгоритмы коммутации фаз ИМ для ВИД.

2.6. Связь между частотой возбуждения фаз ИМ /и частотой вращения ротора п.

2.7. Коэффициент электромагнитной редукции ВИД.

2.8. Кривые тока фаз ИМ.

2.9. Магнитное поле в ИМ.

2.10. Кривая изменения мгновенного момента фазы ВИД.

2.11. Достоинства и недостатки ВИД.

2.12. Области применения ВИД.

Выводы по главе.

Глава 3. Электромеханическое преобразование энергии в ИМ для ВИД.

3.1. Формула баланса энергий и мощностей в ИМ.

3.2. Графическая интерпретация энергии магнитного поля и коэнергии.

3.3. Семейство кривых намагничивания фазы ИМ.

3.4. Мгновенный момент ИМ.

3.5. Мгновенный момент для линейной магнитной системы.

3.6. Индуктивность фазы ИМ в зависимости от углового положения ротора.

3.7. Кривые изменения мгновенного тока и момента фазы в функции углового положения ротора при линейной магнитной системе.

3.8. Энергетическая диаграмма интегрального типа.

Выводы по главе.

Глава 4. Методика проектирования ИМ для ВИД.

4.1. Выбор главных размеров.

4.2. Выбор электромагнитных нагрузок.

4.3. Выбор числа фаз и конфигурации магнитной системы.

4.4. Выбор воздушного зазора.

4.5. Выбор ширины полюсов статора и ротора.

4.6. Выбор высоты полюсов статора и ротора.

4.7. Выбор высоты ярма статора и внешнего диаметра ИМ.

4.8. Выбор высоты ярма ротора и диаметра вала.

4.9. Проектирование обмотки.

4.10. Тепловой расчет.

4.11. Механический расчет ротора ИМ.

4.12. ВИД для механизмов СН электростанций.

Выводы по главе.

Глава 5. Математические модели для анализа электромагнитных процессов в ВИД.

5.1. Некоторые замечания.

5.2. Быстрая математическая модель.

5.2.1. Общие положения.

5.2.2. Быстрая математическая модель для расчета статических характеристик ИМ для ВИД.

5.2.2.1. Кривая намагничивания в согласованном положении.

5.2.2.2. Кривая намагничивания в рассогласованном положении.

5.2.2.3. Методика расчета характеристик = ^(у)|<= ,.

5.2.2.4. Методика расчета кривых намагничивания при произвольном угловом положении сердечников статора и ротора.

5.2.2.5. Алгоритм расчета статического момента энергетическим методом с использованием метода линеаризации характеристик нелинейной магнитной системы.

5.3. Точная математическая модель.

5.3.1. Основные допущения и метод расчета.

5.3.2. Реализация точной математической модели в специализированных программах конечно-элементного анализа.

5.3.2.1. Некоторые замечания.

5.3.2.2. Описание модели для расчета магнитного поля.

5.3.2.3. Описание свойств материалов.

5.3.2.4. Описание модели электрической цепи.

5.3.2.5. Связь электрической и магнитной цепей, определение параметров расчета.

5.3.2.6. Результаты расчета характеристик ВИД, полученные с использованием точной математической модели.

5.4. Результаты моделирования ВИД для механизмов собственных нужд электростанций.

Выводы по главе.

Глава 6. Виброакустические характеристики ВИД.

6.1. Общие замечания.

6.2. Источники шума и вибраций в ИМ для ВИД.

6.3. Магнитный шум и вибрации ИМ для ВИД.

6.4. Динамическая модель статора ИМ.

6.5. Расчет магнитной составляющей шума и вибраций ИМ для ВИД.

6.6. Расчетно-экспериментальное исследование виброакустических характеристик ВИД.

6.6.1. Общие замечания.

6.6.2. Внешние силовые факторы, действующие на полюсы ИМ.

6.6.3. Резонансные частоты и собственные формы деформации сердечника статора ИМ.

6.6.4. Виброакустические характеристики ВИД.

Выводы по главе.

Актуальность работы. Одним из основных направлений развития Единой энергетической системы России (ЕЭС России) на ближайшие 10-15 лет является техническое перевооружение около 50% существующих электростанций с заменой основного и вспомогательного оборудования на новое с улучшенными технико-экономическими показателями. Главная цель этой работы состоит в повышении надежности и эффективности выработки электроэнергии. Возможным направлением деятельности здесь является внедрение в механизмах собственных нужд (СН) электростанций энергоресурсосберегающих частотно-регулируемых электроприводов (ЧРП), что является составной частью Программы энергосбережения в отрасли "Электроэнергетика" на 1999-2000г.г. и на перспективу до 2005 и 2010г. По оценкам специалистов АО «ВНИИЭ» использование таких приводов на энергоблоках 150-250 МВт может дать экономию электроэнергии на уровне 5 млрд. кВт-ч в год [3].

Большая часть ЧРП, внедряемых на энергообъектах ЕЭС России, выполняется на базе асинхронных двигателей. Положительный опыт в этом направлении накоплен специалистами АО «ВНИИЭ» и ОАО «Мосэнерго» [19, 20]. Вместе с тем, отечественные [2, 6, 8, 11, 23] и зарубежные специалисты [83, 88, 89, 97, 99] указывают на то, что одним из наиболее перспективных типов электромеханического преобразователя энергии для регулируемого электропривода является вентильно-индукторный двигатель (ВИД).

Несмотря на относительно малый срок своего существования и наличие проблем теоретического характера, ВИД уже нашли достаточно широкое применение во многих областях промышленности и транспорта, а также бытовой и военной техники [9, 27, 56, 61, 64 ]. В последнее время все чаще появляется информация о разработках ВИД большой мощности, которые, в частности, могут быть использованы в металлургии и энергетике [87, 95, 97].

Секция электротехнического оборудования НТС РАО «ЕЭС России» на своем заседании 29 марта 2002 г. рассмотрела вопрос о принципиальной возможности применения ВИД в механизмах СН электростанций и приняла решение о целесообразности разработки предложений по созданию опытных образцов ВИД большой мощности для нужд энергетики и промышленности.

Таким образом, проблема разработки ВИД большой мощности для механизмов СН электростанций является актуальной научно-технической задачей.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ. Грант АОЗ-3.14-303 по теме «Разработка методики проектирования вен-тильно-индукторных двигателей».

Цель и задачи работы. Целью данной диссертации является разработка ВИД для наиболее перспективных с точки зрения применения ЧРП, механизмов СН электростанций. Для достижения поставленной цели в ходе выполнения работы потребовалось решить следующие задачи:

- анализ состава СН электростанций и выбор в них механизмов, использование ЧРП в которых является наиболее эффективным;

- анализ и систематизация сведений по различным вопросам теории и практики ВИД;

- разработка методики проектирования индукторных машин для ВИД различных мощностей;

- разработка математических моделей разной степени сложности для расчета электромагнитных процессов в ВИД;

- разработка методики расчета магнитной составляющей шума и вибрации ВИД;

- экспериментальное исследование характеристик ВИД.

Методы исследования. При выполнении работы были, использованы аналитические и численные методы моделирования процессов в ВИД. Расчет магнитного поля проводился с использованием метода конечных элементов, для совместно решения уравнений электрической и магнитной цепи применялся метод Ньютона-Рафсона. Модели разрабатывались на основе теории магнитного поля, электромеханического преобразования энергии, колебаний. При их реализации были применены как стандартные программные пакеты (MathCAD, MS Excel, Flux2D), так и созданные при выполнении диссертации в среде программирования MS Visual С++ 6.0. Экспериментальные исследования проводились на двух опытных образцах ВИД, для одного из которых методом ударного импульсного воздействия были определены резонансные частоты колебаний статора.

Научная новизна работы заключается в разработке:

- методики проектирования индукторных машин (ИМ) для ВИД широкого диапазона мощностей, которая помимо выбора главных и внутренних размеров электрической машины, а также определения обмоточных данных включает в себя анализ виброакустических явлений;

- математических моделей различной степени сложности для расчета статических характеристик и характеристик рабочих режимов ВИД, в основу которых положены как аналитические аппроксимации зависимостей потокос-цепления фазы от углового положения ротора и принцип линеаризации характеристик нелинейной магнитной системы для расчета по ним зависимостей статического момента, так и численные методы интегрирования уравнений магнитного поля и совместного решения уравнений электрической и магнитной цепи ВИД.

- методики расчета магнитной составляющей шума и вибраций ВИД.

Практическую ценность представляют:

- рекомендации по выбору размеров и обмоточных данных ИМ для ВИД, полученные на основе анализа имеющегося опыта проектирования и исследований с использованием разработанных математических моделей влияния геометрических размеров на различные характеристики двигателя;

- программный комплекс Everest для проектирования и расчета характеристик ВИД;

- результаты проектирования ВИД большой мощности для привода дутьевого вентилятора, дымососа и питательного насоса энергоблока мощностью 110 МВт ТЭЦ-26 ОАО «Мосэнерго».

Достоверность полученных результатов подтверждается результатами экспериментального исследования опытных образцов ВИД.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Методика проектирования ИМ для ВИД большой мощности, включая рекомендации по выбору геометрических размеров и обмоточных данных.

2. Математическая модель для расчета статических характеристик ВИД, базирующаяся на Frohlich-аппроксимация кривых потокосцепления фазы в функции углового положения ротора и принципе линеаризации характеристик нелинейной магнитной системы.

3. Математическая модель для расчета электромагнитных процессов в ВИД, основанная на численном моделировании магнитного поля в ИМ и совместном решении уравнений электрической и магнитной цепи.

4. Математическая модель для определения виброакустических характеристик ВИД и методика расчета магнитной составляющей шума и вибраций в них.

5. Результаты проектирования ВИД для привода дутьевого вентилятора, дымососа и питательного насоса энергоблока мощностью 110 МВт ТЭЦ-26 ОАО «Мосэнерго».

Реализация результатов работы. Разработанные в рамках диссертационной работы математические модели ВИД и методика их проектирования, а также программа Everest используются на кафедре электромеханики МЭИ(ТУ) при выполнении госбюджетных и хоздоговорных работ в данной области. В частности, они оказались полезными при реализации проекта по расчету вентиль-но-индукторного стартер-генератора, осуществляемого по заданию ОАО «КБ электроприбор» (г.Саратов) и выполнении работ по гранту Министерства образования РФ по теме «Научное обоснование технико-экономических параметров применения вентильно-индукторных двигателей в механизмах собственных нужд энергообъектов России».

По материалам работы, было подготовлено и издано учебно-методическое пособие по курсу «Специальные электрические машины» «Вен-тильно-индукторные двигатели», которое используется в учебном процессе кафедры электромеханики МЭИ(ТУ). Электронный его вариант, оформленный в виде электронного учебника в формате pdf, по соответствующим запросам был передан в МАДИ(ГТУ), Электростальский политехнический институт, Смоленский филиал МЭИ(ТУ), Дальневосточный госудатрственный технический университет, ВНИПТИЭМ и ряд других организаций.

Отдельные результаты работы используются на Государственном предприятии «Харьковское агрегатное конструкторское бюро».

Апробация работы. Основные положения работы неоднократно докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры электромеханики МЭИ(ТУ) в 2001-2004 гг. Кроме того, результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах, симпозиумах:

- III-ий Симпозиум "Элмаш-2000". "Перспективные направления развития в электрической промышленности. Научно-технические достижения в создании и производстве электрических машин", Москва, Россия, октябрь. 2000 г.;

- IV-ая Международная конференция по физико-техническим проблемам электротехнических материалов и компонентов. (МКЭЭ-2000), Клязьма, Россия, 24-27 сентября. 2001 г.;

- VT-ая - X -ая Международные конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика". Москва. Россия, март 2000 -2004гг.;

- П-я Международная конференции "Состояние разработки и перспективы применения вентильно-индукторных приводов в промышленности и на транспорте". Москва. Россия. 14-15 июня 2001г.;

- Summer Seminars on Nordic Network for Multi Disciplinary Optimised Electric Drives. КокИавг Feriecenter. Denmark. 12-14 August 2001; Taipalsaari,

Finland 15-17 June 2002; Zergrze. Poland. 21-23 June 2003;

- Electric Conversion in Sustainable Energy Seminar, Trondheim, Norway, 6 November 2002;

- 10th European Conference on Power Electronics and Applications. Toulouse. France. 2-4 September 2003,

- II-я Научно-техническая конференция молодых специалистов электроэнергетики. Москва. Россия. 15-19 сентября 2003 г.;

- 5-я Международная конференция «Электротехника, электромеханика и электроматериаловедение». Крым. Алушта. 22-27 сентября 2003 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 28 печатных работ.

Структура и состав диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников из 109 наименований и приложений. Основная часть работы изложена на 163 страницах, включает 79 рисунков и 15 таблиц.

Выводы по главе

1. По природе источников шума и вибрации ВИД ничем не отличается от других типов электрических машин, фазы которых питаются от преобразователя частоты.

2. Принципиальное отличие ВИД по виброакустических характеристикам от других типов электрических машин, работающих в системах регулируемого электропривода, может быть обусловлено только магнитной составляющей шума и вибраций.

3. В симметричном режиме работы в ВИД могут возбуждаться собственные формы деформации сердечника статора только нулевого и четных порядков. При этом собственная форма деформации нулевого порядка возбуждается только в двигателях с числом пар полюсов 2 • р > 4.

4. Динамическая модель статора ИМ для ВИД может быть представлена в виде бесконечного множества пар гармонических осцилляторов со своими параметрами.

5. Электромагнитные силы, действующие на полюса ИМ, имеют резко несинусоидальный во времени характер. При этом радиальная сила существенно превосходит азимутальную и последней в первом приближении при виброакустиком расчете иногда можно пренебречь.

6. В ИМ для ВИД и радиальная, и азимутальная составляющая деформации, начиная с некоторого порядка силовой волны, обусловлена только радиальной силой.

7. Виброакустический расчет ВИД следует выполнять для нескольких частот вращения, учитывая при этом возможность возникновения резонанса на частотах гармоник достаточно высоких порядков.

8. ВИД по своим акустическим характеристикам сопоставим с асинхронным двигателем:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения работы получены следующие результаты:

1. Разработана методика расчета индукторной машины для вентильно-индукторного двигателя, которая может быть использована на начальном этапе проектирования двигателей этого типа различной мощности. Она включает в себя рекомендации по выбору оптимальных соотношений геометрических размеров индукторной машины, полученных на основе анализа влияния геометрии на ее характеристики; механический расчет конструкции ротора и элементы теплового расчета.

2. Создана математическая модель для расчета статических характеристик ВИД, основанная на Frohlich-аппроксимации кривых потокосцепления фазы в функции углового положения ротора и принципе линеаризации характеристик нелинейной магнитной системы. Модель реализована в созданном про грамм ном * комплексе Everest, представляющем собой стандартное windows-приложение, написанное в среде объектно-ориентированного программирования MS Visual* С++ 6.0. Помимо быстрой математической модели Everest включает в себя методику расчета индукторной машины и может быть эффективно использован на этапе предварительного проектирования вентильно-индукторных двигателей широкого диапазона мощностей.

3. Разработана модель для расчета электромагнитных процессов в вентильно-индукторных двигателях, основанная на численном моделировании магнитного поля в индукторной машине и совместном решении уравнений электрической и магнитной цепи. Модель реализована в пакете конечно-элементного анализа Flux2D. Ее использование целесообразно на; заключительных этапах проектирования вентильно-индукторных двигателей.

4. Предложена динамическая модель статора индукторной машины для расчета виброакустических характеристик вентильно-индукторного двигателя. На ее основе разработана методика расчета магнитной составляющей шума и вибрации электрических машин данного типа, приемлемая точность которой подтверждена результатами экспериментов.

5'. Выполнены расчеты вентильно-индукторных двигателей для приводов дутьевого вентилятора, дымососа и питательного насоса энергоблока мощностью 110 МВт ТЭЦ-26 ОАО «Мосэнерго», показавшие перспективность проведения дальнейших исследований в направлении изучения возможности применения вентильно-индукторных двигателей в механизмах собственных нужд электростанций.

1. Абрамов А.И., Иванов-Смоленский! А.В. Проектирование гидрогенераторов и синхронных компенсаторов / 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2001.-389с., ил.

2. Бидерман ВЛ. Прикладная теория механических колебаний. М.: Машиностроение, 1970. - 162с., ил.

3. Бут Д.А. Модификации вентильно-индукторных двигателей и особенностей их расчетных моделей // Электричество, 2000, №7. С.34-44.

4. Бут Д.А. Электромеханика сегодня и завтра // Электричество, 1995, №1. С.2-10.

5. Бут Д1Л., Чернова* E.Hi Линейные вентильно-индукторные двигатели // Электричество, 1999-2000, №12-1 С.32-41, 39-42.

6. Бычков iVHF. Основы теории, управления и проектирования вентиль-но-индукторного привода: Дисс. . д-ра. техн. наук. М.: МЭИ, 1999. - 372 с.

7. Бычков M.F., Дроздов П.А. Экспериментальное исследование характеристик вентильно-индукторного электропривода малых транспортных средств // Труды МЭИ. Электропривод и системы, управления. 2000, Вып. 676. С.47-57.

8. Бычков MiF., Кисельникова* А.В., Семенчук В.А. Экспериментальное исследование шума и вибраций в вентильно-индукторном электроприводе // Электричество, 1997, №12. С.41-46.

9. Бычков M.F., Миронов Л.М., Козаченко В.Ф. и др. Новые направления развития регулируемых электроприводов // Приводная техника, 1997, №5. С.5-9.

10. FaiiHueB Ю:В. Еще раз о вентильно-индукторном электроприводе // Электротехника, 1998, №6. С.25-27.

11. Геча В.Я. Колебания статоров машин постоянного тока в поле заданных электромагнитных сил//Труды ВНИИЭМ, 1980, т. 65. С.79-83.

12. Геча В.Я; Магнитоупругие колебания в электрических машинах: Дисс. . докт. техн. наук. М.: ВНИИЭМ, 1997. - 270 с.

13. Геча В.Я. Расчетно-экспериментальное исследование колебаний круговых шихтованных сердечников под действием электромагнитных сил:. Дисс . канд. техн. наук. М.: МЭИ, 1981. - 191 с.

14. Глухенький Т.Г. Разработка и исследование бездатчиковых систем управления вентильно-индукторными электродвигателями: Дисс. . канд. техн. наук. Чебоксары: Чувашский гос. ун-тет, 2004. - 137с.

15. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах. -М.: Высш. шк., 1989. 312с.

16. Извеков В.И., Кузнецов В.А. Вентильные электрические двигатели. М: Изд-во МЭИ, 1998. - 60 е., ил.

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

18. Коломейцев Л.Ф., Пахомин С.А. О влиянии чисел зубцов статора и ротора на характеристики трехфазного реактивного индукторного двигателя // Изв. вузов. Электромеханика, 1998, №2-3.1. С.34-39.

19. Кузнецов В.Л. Универсальный метод расчета полей и процессов электрических машин с дискретно распределенными обмотками: Диссдокт. техн. наук. М: МЭИ, 1990 - 317 с.

20. Кузнецов В1А., Кузьмичев В.А. Вентильно-индукторные двигатели. М: Изд-во МЭИ, 2003. - 72 е., ил.

21. Кузнецов. В.А., Кузьмичев В.А. Оптимизация конструкции вентильно-индукторного двигателя // Физико-технические проблемы электротехнических материалов и компонентов: Сб. тр. четвертой межд. конф. 24-27 октября 2001г. Клязьма, 2001. - С.230.

22. Кузнецов В.А., Кузьмичев В1А. Разработка общей теории анализа и синтеза современных типов электромеханических // Отчет по НИР №01200103916. М: МЭИ, 2003. - 53 е., ил.

23. Кузнецов В.А., Кузьмичев В.А., Балабанов Н.А. Выбор оптимальной схемы соединения катушек фазы в трехфазном вентильно-индукторном двигателе с удвоенным числом полюсов // Вюник Схщноукрашського нацю-нального ушверситету, 2001, № 3. С.203-207.

24. Кузнецов В.А., Кузьмичев В.А., Киселев С.Е. Оценка характеристик трехфазного вентильно-индукторного двигателя с нетрадиционной конструкцией ротора // Праш Луганьского вщдшення М1жнародно1 академи шфор-матизацй. 2003, № 1.-C.33-39.

25. Кузнецов В.А., Матвеев А.В. К вопросу определения числа витков обмотки фазы вентильного индукторного двигателя // Электротехника, 2000, №3. С. 10-15.

26. Кузнецов В.А., Матвеев А; В., Дискретная математическая модель вентильно-индукторного двигателя // Электричество, 2000, №8: С.22-27.

27. Кузнецов В.Л., Садовский JI.А., Виноградов В.JI. и др.

28. Особенности расчета индукторных двигателей для вентильного электропривода // Электротехника, 1998, №6. С.35-42.

29. Кузнецов В.А., Садовский JI.A., Кузьмичев В.А. и др. Вентильно-индукторный двигатель с улучшенными характеристиками // Сб. тр. Пермского ГТУ. Пермь, 2003. - С.7-11.

30. Кузнецов В.А., Фисенко В.Г., Кузьмичев В.А. и др. Определение вращающего момента вентильно-индукторного двигателя // Электротехника, электромеханика и электротехнологии: Сб. тр. четвертой межд. конф. 18-22 сентября 2000г. Клязьма, 2000. - С.338-339.

31. Кузьмичев В.А. Перспективы применения вентильно-индукторных двигателей в механизмах собственных нужд электростанций // Сб. докл. второй научн.-техн. конф. молодых специалистов электроэнергетики 2003. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. - С.37-40.

32. Максимов А.А. Разработка и исследование микропроцессорных систем управления электроприводами собственных нужд с индукторными двигателями: Дисс. . канд. техн. наук. М.: МЭИ, 2000. - 171с.

33. Матвеев А.В., Кузьмичев В.А. Разработка программного обеспечения для синтеза систем вентильного-индукторного электропривода на основе анализа пондеромоторных и электродвижущих сил // Отчет по НИР №01200102637. М: МЭИ, 2001. - 72 е., ил.

34. Медведев В.Т., Юргенсон Т.С., Полухин В.Ф. Виброакустика электрических машин и окружающая среда// Электротехника, 2000, №8 С.6-12.

35. Методы проектирования малошумных электрических машин / В.А.Воронкин, В.Я.Геча, В.В.Евланов и др.; Под ред. В.Я.Гечи. М: ВНИИЭМ, 2001.-254с.

36. Пахомин С.А. Влияние геометрии зубцового слоя и параметров питания на показатели вентильного реактивного индукторного двигателя // Изв. вузов. Электромеханика, 2000, №1. С.30-36.

37. Постников С.Г. Разработка и исследование электропривода на базе индукторного двигателя с независимым возбуждением: Дисс. . канд. техн. наук. М: МЭИ, 2002. - 211с.

38. Проектирование электрических машин: Учебн. для вузов / И.П. Копылов, Б.К.Клоков, В.П.Морозкин, Б.Ф.Токарев; Под ред. И.П.Копылова. 3-е изд., испр. и доп. - М.: Высш. шк., 2002. - 757с., ил.

39. РАО «ЕЭС России». Годовой отчет 2002: интернет-документ. http://vvvvvv.rao-ees.ru.

40. Смирнов Ю.В. Линейные вентильно-индукторные двигатели // Электричество, 2002, №1. С.37-43.

41. Собственные нужды тепловых электростанций / Э.М. Аб-басова, Ю.М.Голоднова, В.А.Зибельман, А.Г.Мурзаков; Под ред. Ю.МХолоднова. -М.: Энергоатомиздат, 1991. 272с., ил.

42. Уайт Д., Вудсон Г. Электромеханическое преобразование энергии / Пер. с англ. М.: Энергия, 1964. - 527с.

43. Хронин Д.В. Теория и расчет колебаний в двигателях летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1970. -412с., ил.

44. Цзе Ф.С., Морзе И.Е., Хинкл Р.Т. Механические колебания / Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1966. - 508с.

45. Шубов И.Г. Шум и вибрация электрических машин. 2-е изд., пере-раб. и дон. -Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 208с., ил.

46. Anwar МлМ., Husain L. Radial Force Calculation and Acoustic Noise Prediction in Switched Reluctance Machines // IEEE Trans, on Ind! Appb, vol. 36, NO. 6, November/December 2000. P. 1589-1597.

47. Anwar M.N., Husain L, Radun A.V. A Comprehensive Design Methodology for Switched Reluctance Machines // IEEE Trans, on lnd. Appl., vol. 37, NO: 6, November/December 2001. P. 1684-1692.

48. Baoming G., Xiangheng W., Pengsheng SM Jingping J. Nonlinear Internal-Model Control for Svvithed Reluctance Drives // EEEE Trans, on Power Electronics, vol. 17, NO. 3, May 2002. P.379-388.

49. Benhama A., Williamson A.C., Reece A.B. Virtual Work Approach to the Computation of Magnetic Force Distribution from Finite Element Field Solutions // IEE Proc. Electr. Power Appl., vol. 147, No. 6, November 2000. P.437-442.

50. Cai W., Pillay P., Tang Z. Impact of Stator Windings and End-Bells on Resonant Frequencies and Mode Shapes of Switched Reluctance Motors // IEEE Trans, on Ind. Appl., vol. 38, NO. 4, July/August 2002. P. 1027-1036.

51. Chapman P.L., Sudhoff S.D. Design and Precise Realization of Optimized Current Waveforms for an 8/6 Switched Reluctance Drive // IEEE Trans, on Power Electronics, vol. 17, NO. 1, January 2002. P.76-83.

52. De Silva, Clarence W. Vibration: Fundamentals and Practices. Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 2000. - 954 p.

53. Dufour S., Vinsard G., Laporte B. 2-D Adaptive Mesh with Movement // IEEE Trans, on Magnetics, vol. 37, NO. 5, September 2001. P.3482-3485.

54. Galverley S.D., Jewell G.W., Saunders R.J. Aerodynamic Losses in Switched Reluctance Machines // IEE Proc. Electr. Power Appl., vol. 147, No. 6, November 2000. P.443-449.

55. Ha K.Hi, Hong J.P. Dynamic Rotor Eccentricity Analysis by Coupling Electromagnetic and Structural Time Stepping FEM // IEEE Trans, on Magnetics, vol. 37, No.5, September 2001. P.3452-3455.

56. Hall E.M., Ramamurthy S.S., Balda J.C. Analysis, Dimensions Sizing and Comparison of Switched Reluctance Motors Operating Under Multiphase Excitation // IEEE Trans, on Energy Conversion, vol. 17, NO. 3, September 2002. P.325-331.

57. Hong J.-P., На K.-H, Lee J. Stator Pole and Yoke Design for Vibration Reduction of Switched Reluctance Motor // IEEE Trans, on Magnetics, vol. 38, NO. 2, March 2002. P.929-932.

58. Husain I. Minimization of Torque Ripple in SRM Drives // IEEE Trans, on Ind. Appl., vol. 49, NO. 1, February 2002. PP.28-39.

59. Ichinokura L, Suyama S., Watanabe Т., Guo H.J. A New Calculation Model of Switched Reluctance Motor for Use on Spice // IEEE Trans, on Magnetics, vol. 37, NO. 4, July 2001. P.2834-2836.

60. Krishnan R. Switched Reluctance Motor Drives: Modeling, Simulation, Analysis, Design and Application. Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 2001. - 450 P

61. Kuzmichev V. Design Methodology for Switched Reluctance Motors // Proceedings of the V International Conference on Electromechanics, Electrotecnol-ogy and Electromaterial. 22-27 September 2003. Crimia, 2003. - P.416-417.

62. Lawrenson P.J: Л Brief Status Review of Switched Reluctance Drives // Proc. EPE-1992, Vol. 2, No. 3, P. 133-144.

63. Lawrenson P.J., Stephenson J.M., Blenkinsop P.Т., Corda J., Fulton N.N. Variable-Speed Switched Reluctance Motors // Proc. Inst. Elect. Eng., pt. B, Vol. 127. NO. 4, July 1980. P.253-265.

64. Lee A., Arkadan A. A Methodology for Characterizing Fault Tolerant Switched Reluctance Motors Using Neurogenetically Derive Models // IEEE Trans, on Energy Conversion, vol. 17, NO. 3, September 2002. P.380-384.

65. Lee J.H., Lee Y.HM Kim i D.H., Lee K.S., Park I;H. Dynamic Vibration Analysis of Switched Reluctance Motor Using Magnetic Charge Force Density and Mechanical Analysis // IEEE Trans, on Applied Superconductivity, vol. 12, NO. 1, March 2002.-P.1511-1514.

66. Lovatt H.C., Stephenson J.Mi Influence of Number of Poles per Phase in Switched Reluctance Motors// IEE Proceedings-B, vol. 139, NO. 4, July 1992. -P.307-314.

67. Matveev A., Kuzmichev V., Loinonova E. New Comprehensive Approach to Estimation of End-Effects in Switched Reluctance Motors // Proceedings of International Conference on Electrical Machines. 25-27 August 2002. Bruges. Belgium., 2002. - 6 p.

68. Matveev A., Kuzmichev V., Nillsen R., Undelaiul T. Two Approaches to Modelling of Switched Reluctance Drives // 10th European Conference on Power Electronics and Applications. 2-4 September 2003. Toulouse. France, 2003. -10 p.

69. Miles A.R. Design of a 5 MW, 9000 V Switched Reluctance Motor// IEEE Trans, on Energy Conv., Vol. 6, 1991. PP.484-491.

70. Miller T.J.E. A., McGilp Mi Nonlinear Theory of the Switched Reluctance Motor for Rapid Computer-aided Design // IEEE Proc, vol. 137, Pt. B, NO. 6, November 1990. P.337-347.

71. Miller. T.JiE. Optimal Design of Switched Reluctance Motor // IEEE Trans, on Industrial Electronics., Vol. 49, NO.l, February 2002.- P.15-27.

72. Miller T.J.E. Switched Reluctance Motors and Their Control: Oxford: Magna Physics Publishing and Clarendon Press, 1993. - 205 p.

73. Neves C.G.C., Carlson R., Sadowski N., Baston J.P.A., Soeiro N.S., Gerges S.N.Y. Calculation of Electromagnetic-Mechanic-Acoustic Behavior of a Switched Reluctance Motor// IEEE Trans, on Magnetics, vol. 36; NO; 4, July 2000.- P.1364-1367.

74. Radun.A.V. Analytical Calculating the SRM's Unaligned Inductance // IEEE Trans, on Magnetics, vol. 35, November/December 1999. P.4473-4481.

75. Radun A.V. Analytical Computing the Flux Linked by a Switched Reluctance Motor Phase when the Stator and Rotor Poles Overlap // IEEE Trans, on Magnetics, vol. 36, July 2000. P. 1996-2003.

76. RadunA.V. Design Consideration for the Switched Reluctance Motor// IEEE Trans, on Ind. Appl., vol. 31, September/October 1995. P. 1079-1087.

77. Ramamurthy S.S., Balda J.C. Sizing a Switched Reluctance Motor for Electric Vehicles // IEEE Trans, on Ind. AppJ., vol. 37, NO. 5, September/October 2001. P.1256-1264.

78. Roux C., Morcos M. A Simple Model for Switched Reluctance Motors // IEEE Power Engineering Review, October 2000. P.49-52.

79. Roux C., Morcos M. On the Use a Simple Model for Switched Reluctance Motors // IEEE Trans, on Energy Conversion, vol. 17, NO. 3, September 2002. P.400-405.

80. Soares F., Costa Branco P.J. Simulation of a 6/4 Switched Reluctance Motor Based on Matlab/Simulink Environmental // IEEE Trans, on Aerospace and Electronic Systems, vol. 37, NO. 3, July 2001. P.989-1009.

81. Sofiane Y., Tounzi A., Piriou F., Liese M. Study of Head Winding Effects in Switched Reluctance Machine // IEEE Trans, on Magnetics, vol. 38, No.2, March 2002. P.989-992.

82. Wallance R.S., Taylor D.G. Three-phase Switched Reluctance Motor Design to Reduce Torque Ripple // Proc. 1999 Int. Conf. Electrical Machines, Cambridge, MA, August 1999, P.783-787.

83. Zaun M.E., Dakhouche K., Bounekhla M. Design for Torque Ripple Reduction of a Switched-Reluctance Machine // IEEE Trans, on Magnetics, vol. 38, NO. 2, March 2002. P. 1189-1192.