автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Вентильно-индукторный электропривод с автогенераторным управлением

На правах рукописи

ВАСИЛЬЕВ АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ

ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С АВТОГЕНЕРАТОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Специальность 05.09.03 - электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

I

Казань - 2005

Работа выполнена на кафедре электропривода и электротехники Казанского государственного технологического университета.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Миляшов Николай Федорови'Г|

Научный консультант:

кандидат технических наук, доцент Кропачев Георгий Федорович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Бычков Михаил Григорьевич

кандидат технических наук, доцент Мухаметгалеев Танир Хами гович

Ведущая организация: ОАО «Красногорский завод Электродвигатель»

Защита состоится «24» ноября 2005 г. в 15-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.079.06 в Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева по адресу: г. Казань, ул. Толстого, 15 (3-е учебное здание КГТУ), ауд. 317.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГТУ им. А.Н. Туполева.

Ваши отзывы, заверенные печатью, в двух экземплярах просим высылать по адресу: 420111, Республика Татарстан, г. Казань, ул. К. Маркса, 10.

Автореферат разослан октября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, д.т.н., профессор

А.Ю. Афанасьев

*М6ЧЧЧ/(

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время более половины всей производимой энергии потребляется электроприводом. Наилучшими техническими и эксплуатационными характеристиками обладает электропривод переменного тока. Удельный вес данного вида электропривода в общем объеме выпуска непрерывно увеличивается. Суммарная потребляемая им мощность возрастает. Наряду с классическим электроприводом переменного тока на основе асинхронных и синхронных двигателей получили развитие также системы привода, использующие двигатели реактивного типа, такие как синхронно-реактивные и индукторные.

Современная элементная база силовой преобразовательной и микропроцессорной техники позволяет уже сегодня создавать вентильно-индукторные электропривода с достаточно высокими техническими характеристиками и потребительскими свойствами. Большой интерес к ВИП, проявляемый многими специалистами ведущих фирм мира в области электромеханики, объясняется целым рядом их преимуществ по сравнению с другими типами электропривода, таких как: простота и надежность конструкции, низкие стоимость и эксплуатационные затраты, широкий диапазон регулирования частоты вращения, достаточно высокий КПД и простота управления. Все это делает ВИП весьма перспективными для широкого применения в различных отраслях современной техники, что привело к стабильному росту их выпуска во всех промыш-ленно развитых странах.

ВИП наиболее интенсивно исследовались, и развивались последние 15 лет. В зарубежной литературе данный тип привода получил название -Switched Reluctance Drive (SRD). По данной тематике на сегодняшний день существует достаточно большое число публикаций. Среди крупных зарубежных трудов, посвященных ВИД, следует отметить работы проф. П. Лоуренсона и проф. Т. Миллера, а среди работ отечественных авторов - проф. М.Г. Бычкова.

Современные ВИП различаются как по конструкции двигателей, так и по схеме блока управления. Практически все схемы ВИП содержат в себе измеритель углового положения ротора того или иного типа. Это усложняет конструкцию двигателя, интерфейс между системой управления и двигателем, снижает надежность работы в условиях электромагнитных помех и в агрессивных средах, а в конечном счете увеличивает стоимость электропривода и затраты на его обслуживание.

Блок управления ВИП реализуется на основе микропроцессорной

системы управления, что усложняет и удорожает конструкцию привода, делает ее более чувствительной к параметрам внешней окружающей среды. Блок управления ВИД не всегда рассматривается как единое электромеханическое устройство, что затрудняет создание систем привода с рациональными характеристиками.

В ряде конкретных случаев применения ВИП, когда технические требования к электроприводу невысоки, целесообразно и допустимо использование аналоговых систем управления ВИД, построенных, например, по автогенераторному принципу. Использование принципа автогенераторного управления ВИД позволяет выполнить систему управления инвертора на магнитной системе и обмотках индукторного электродвигателя. Это исключает микропроцессор из схемы ВИП, сохраняя возможность регулирования привода, что упрощает и удешевляет конструкцию в целом, делая ВИП доступным для широкого применения (насосы, вентиляторы, бытовая техника, электроинструмент и т.д.).

В связи с изложенным, разработка и исследование вентильно-индукторного электропривода с автогенераторным управлением широкого применения являются весьма своевременными и актуальными.

Цель работы: Повышение потребительских характеристик ВИП малой и средней мощности за счет перехода к простой и надежной автогенераторной системе управления.

Задача научного исследования: Разработка и исследование схемы и конструкции ВИП с автогенераторным управлением. Для решения данной задачи были исследованы следующие вопросы:

1. Проведен анализ известных схем ВИП с различными схемами управления.

2. Разработана принципиально новая схема ВИП с автогенераторной системой управления, отличающаяся простотой схемы, дешевизной и надежностью в работе.

3. Разработана математическая модель ВИП, которая реализована в фазной системе координат и позволяет исследовать электромеханические процессы в электрической схеме привода с наименьшими допущениями и адекватная физическим процессам в системе.

4. Разработаны макетные образцы электропривода различной мощности.

5. Проведены их компьютерное и экспериментальное моделирование, дана оценка их технического уровня

6. Анализ электромагнитных процессов в автогенераторной схеме управления электроприводом.

Методы исследования: Комплексное исследование ВИН включает в себя качественный анализ е помощью аналитических методов, количест-

венный анализ с помощью численных методов расчета на ЭВМ и эксперимент. Аналитические исследования базировались на методах мгновенных значений, теории обыкновенных дифференциальных уравнений и матричной алгебре. Численные исследования, проведенные на ЭВМ, базировались на известных численных методах вычислительной математики. Оценка точности численной модели осуществлялась с помощью экспериментальных исследований, в ходе которых проводилось осцилло-графирование токов и напряжений и были определены рабочие и механические характеристики ВИП.

Научная новизна:

1. Разработана схема ВИП с принципиально новой автогенераторной системой управления, позволяющая реализовать все элементы системы управления на магнитной системе и обмотках электродвигателя.

2. Разработана новая математическая модель силовой части ВИП во временной области и фазной системе координат, учитывающая как процессы в электродвигателе, так и процессы в блоке управления и питания привода и позволяющая исследовать электромеханические процессы в электроприводе адекватно с наименьшими допущениями.

3. Разработана схема и исследованы электромагнитные процессы в автогенераторной системе управления ВИП, что позволило создать ВИП с оптимальными потребительскими свойствами.

4 Разработана методика исследования электромеханических процессов в силовой схеме ВИП, учитывающая особенности схемы и выбора параметров автогенераторной системы и позволяющая рассчитать мгновенные значения параметров и интегральные характеристики привода.

5. Дана оценка научной новизны ВИП в сравнении с известными моделями.

Обоснованность и достоверность полученных результатов и вытекающих из них выводов обеспечена в рамках принятых математических моделей использованием современных численных методов, а также экспериментальной проверкой расчетных результатов. Математическое моделирование основано на общепринятых уравнениях электротехники, электромеханики, электроники, численных методах, методах программирования на алгоритмических языках высокого уровня.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. Разработаны схема и конструкция ВИП с принципиально новой автогенераторной системой управления, обладающая относительно низкой стоимостью и простотой конструкции, предназначенная для использования в электроприводах широкого применения: насосы и вентиляторы, бытовая техника и электроинструмент, автомобильная техника и т.д.

2. Разработана методика компьютерного исследования в среде

1 j

программирования Delphi, учитывающая особенности силовой схемы ВИГ1 с самовозбуждением и предназначенная для расчета статических и динамических характеристик.

3. Создана методика анализа электромагнитных процессов в автогенераторной системе управления ВИП, что позволило осуществить рациональный выбор параметров элементов схемы управления.

4. Разработан и исследован ряд макетных образцов ВИД с различными номинальными параметрами, исследованы их регулировочные, механические и рабочие характеристики, что дало возможность провести анализ технического уровня данной разработанной системы электропривода в определенном диапазоне.

Реализация результатов работы: Основные результаты диссертационной работы использованы в ОАО "Красногорский завод Электродвигатель", п. Красногорский, Республика Марий Эл, в ОАО «Казанский электротехнический завод», ООО «Казань Электропривод» при разработке и изготовлении бытовых электроприводов малой мощности.

На защиту выносятся:

1. Схема ВИП с принципиально новой автогенераторной системой управления, позволяющая реализовать все элементы системы управления на магнитной системе и обмотках электродвигателя, отличается оригинальностью и простотой, что подтверждено патентом РФ.

2. Математическая модель ВИП, реализованная в фазной системе координат позволяет достаточно точно исследовать электромеханические процессы в электроприводе с учетом параметров цепей питания и управления.

3. Методика компьютерного исследования математической модели в среде программирования Delphi, учитывающая особенности силовой схемы ВИП с самовозбуждением и позволяющая рассчитать мгновенные значения параметров и интегральные характеристики привода, дает возможность сконструировать систему привода с рациональными характеристиками.

4. Анализ технического уровня разработанной системы электропривода подтверждает его высокие потребительские свойства при использовании его в качестве электропривода широкого применения (насосы и вентиляторы, бытовая техника и электроинструмент, автомобильная техника и т.д.).

Апробация работы: Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на XIV и XVI всероссийских межвузовских научно-технических конференциях "Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология" (г. Казань: КФВАУ, 2002 и 2004 гг.), на UI международной конференции

молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» (г. Самара, 2002 гг.), на научно-технических и учебно-методических конференциях и семинарах (г. Казань: КГТУ (КХТИ), 2001 и 2003 гг.), в I и II республиканской школе студентов и аспирантов «Жить в XXI веке» (г. Казань: КГТУ, 2002 и 2003 гг.).

Публикации: По работе опубликовано 8 печатных работ, получен патент РФ №2237341 от 27 сентября 2004 года.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 144 наименований и приложения. Общий объем диссертации 164 е., в том числе 138 с. машинописного текста, 72 рисунка, 13 с. списка литературы, 13 с. приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы исследования, определена цель, научная проблема и задачи исследования, изложены основные научные результаты, выносимые на защиту, практическая ценность работы, апробация и реализация результатов, определены ее структура, объем и содержание.

В первой главе диссертации «Современный уровень практической разработки и теоретического исследования ВИП» проведен анализ схем силовых преобразователей и разработок в области бездатчикового управления ВИД. Отмечено, что известные схемные решения ВИП с бездатчи-ковым управлением сложны и в большинстве случаев требуют микропроцессорного управления, что значительно удорожает ВИП и усложняет его широкое использование. Одним из перспективных направлений является автогенераторное управление ВИД, для которого не нужен ни датчик положения ротора, ни микропроцессорное управление. На основе анализа силовых схем и схем автогенератогного управления сделан вывод о необходимости создания принципиально новой автогенераторной схемы управления, выполненной на магнитной системе и обмотках ВИД и обеспечивающую подачу однополярных импульсов на фазы двигателя.

Исследование современного состояния уровня теоретического исследования ВИП показал, что имеются значительные достижения в разработке различных по сложности и поставленным задачам исследования математических моделей ВИД с полупроводниковыми цепями управления и питания. Разработан ряд эффостивных аналитических, численных и комбинированных методов исследования математических моделей, позволяющих учесть специфические условия работы ВИД. В то же время, существующие математические модели не учитывают особенности ав^-о-

генераторного управления электродвигателем, а методики исследования схем автогенераторов не учитывают возможности выполнения их на фазных обмотках и магнитной системе вращающегося электромеханического преобразователя (такого как ВИД).

Вторая глава диссертации «Разработка и математическое моделирование ВИЛ с автогенераторным управлением» посвящена разработке схемы вентильно-индукторного электропривода с автогенераторной системой управления, а также особенностям математической модели силовой части подобного электропривода.

Разработана принципиально новая автогенераторная схема управления п-фазным вентильным индукторным двигателем, на которую получен патент РФ. Подробно описан принцип действия ВИП, приведена схема расположения силовых и управляющих обмоток на магнитной системе двигателя, дана оценка достоинств и недостатков схемы. Разработанная схема ВИП дополнена конденсатором в цепи сброса энергии и схемой с С-сбросом. Итогом разработки стала схема управления ВИД на основе несимметричного полумоста с автогенераторным управлением.

На рис. 1 приведена принципиальная схема расположения фазных и базовых обмоток ВИД, а на рис. 2 электрическая схема ВИД на основе несимметричного полумоста с автогенераторным управлением.

Рис. 1. Принципиальная схема расположения фазных и базовых

обмоток ВИД

Рис. 2. Электрическая схема ВИД на основе несимметричного полумоста с автогенераторным управлением

Разработанная схема состоит из трех одинаковых несимметричных полумостов, индуктивно связанных друг с другом. Особенностью схемы является выполнение базовых обмоток автогенератора непосредственно на полюсах явнополюсного статора индукторного двигателя и использование магнитопроводов статора и ротора в качестве сердечников переключающих трансформаторов автогенератора, что приводит к упрощению конструкции электропривода в целом.

К достоинствам схемы на рис. 2 следует отнести отсутствие датчика положения ротора и возможность работы без микропроцессорных средств управления. Фазы электропривода работают независимо, а плавное регулирование частоты вращения двигателя осуществляется достаточно просто только изменением значения питающего напряжения. В схеме имеется возможность реверса направления вращения двигателя. Реализован алгоритм быстрого спада тока в отключаемой фазе для предотвращения появления тормозного момента, а также возврат запасенной энергии из отключаемой фазы двигателя в звено постоянного тока, что определяет достаточно высокий КПД. Недостатками схемы являются удвоенное число транзисторов и диодов на фазу, необходимость принудительного запуска, невозможность регулирования углов включения и отключения фазы.

Следует отметить, что схема ВИП с автогенераторной системой управления обладает патентной чистотой и отличается простотой и низкой стоимость, что гарантирует достаточно высокие потребительские свойства привода, особенно в случае применения его в устройствах сложной бытовой электротехники.

В главе рассмотрены вопросы моделирования отдельных звеньев силовой части и всей схемы электропривода, определена методика расчета мгновенных и интегральных характеристик ВИП с учетом особенностей его работы.

Математическая модель электропривода построена в естественной системе координат, т. е. при исследовании электромеханических процессов в ней использованы реальные токи и напряжения ветвей схемы замещения ВИД. Структурная схема силовой части электропривода состоит из ряда последовательно соединенных звеньев: источника питания, управляемого выпрямителя, фильтра, трехфазного преобразователя частоты, трехфазного индукторного двигателя и исполнительного механизма.

Проведено предварительное аналитическое исследование цепей питания электропривода, что позволило упростить его схему и снизить количество дифференциальных уравнений в математической модели при-

вода без изменения точности модели. При моделировании полупроводниковых элементов в схеме электропривода использованы статические модели, в которых вентили представлены двумя основными параметрами: переключающими функциями и сопротивлениями в открытом состоянии. Звено преобразователя частоты описано с помощью токозави-симых переключающих функций, которые однозначно определяют его работу в различных режимах работы привода, и являются удобными при компьютерном моделировании. Уравнения, описывающие работу преобразователя частоты, записываются следующим образом:

МО-"(О'ЬА{г А, 1В, /с), ив(0 = ы(0• Ив(1А,¡в,¡с),

где

ИС(0 = И(0-ЛС('Л>'1».'С) 1

(1)

1 +

1

1+

к!» 1; Л = 0.01.

Математическая модель ВИД включает в себя три дифференциальных уравнений равновесия напряжений на обмотках двигателя для каждого интервала времени постоянства структуры цепи, которые в матричной форме имеют вид:

и -Ш + р\\1 = Ш + р[Ь ■ 1} = Ш + 1р'1 + (рЬ)1, (2)

где р = с1 /«?/ - оператор дифференцирования, ми/- матрицы-столбцы фазных напряжений и токов, Л - диагональная матрица активных сопротивлений обмоток статора, Ь - диагональная матрица собственных ин-дуктивностей обмоток.

Каждая фаза ВИД занимает две одинаковые фазные зоны и образована согласным включением катушек. Собственные индуктивности ЬА, 1Н и Ь( статорных обмоток являются периодическими функциями угла 9,

определяющего положение ротора в пространстве. Известные из научно-технической литературы результаты цифрового моделирования полей и данные эксперимента показывают, что при автономной работе фаз взаимными индуктивностями ВИД вследствие их малости можно пренебречь. Для записи закона изменения индуктивностей фаз от угла положения ротора использовалось разложение в ряд Фурье. В общем виде диагональные матрицы активных сопротивлений и собственных индуктивностей в данном случае примут вид:

Л = diag

(3)

(4)

Диагональная матрица рЬ после применения преобразований для улучшения сходимости рядов имеет вид:

рЬ = diag

4 со?.к 1

к к N

(вк -Вк+1)^,^тх-(Ак - Ак+1)Xбштх

т=1 т= I

4 а>Ы(вк

_к=1 V т= 1 да=1

АаЩ [в"к - ) X сое тх - {лк

*=1 V

91ПШ

т=1 у

(5),

где А0, А0, А0, Ак, Ак, Ак, Вк, Вк, Вк - коэффициенты ряда Фурье, несущие в себе информацию об экстремальных значениях индуктивностей и взаимном расположении фаз в пространстве.

Математическая модель ВИД содержит также уравнение электромагнитного момента (6), уравнение движения (7) и уравнения цепи эквивалентного источника (8,9).

. . ^'p(.2dLл .2 dLa .2 dLc 4 МЦА,1н,1с,в)= ^ \ ГА —± +11 —я +/£

Я. С. 2\А ав в dв С dв

¿гв dt

+ + ^ (О = «„(/),

ся

(6)

(7)

¿„(о^анс---

(9)

где в =\codt.

Математическая модель ВИП включает в себя также расчетные формулы для определения основных мгновенных и интегральных характеристик работы системы.

В третьей главе диссертации «Компьютерное моделирование ВИП» обоснован выбор стратегии, метода и средств численного моделирования мгновенных характеристик процесса электромеханического преобразования энергии. В качестве основного выбран перспективный метод компьютерного моделирования в среде программирования Delphi, которая обладает всеми качествами системы моделирования высокого уровня.

Разработана компьютерная модель электропривода и определены способы задания параметров отдельных элементов схемы его замещения и законов их изменения. Всего можно задать 14 основных электромеханических характеристик электропривода. Пользователем также задаются зависимости индуктивности фазы и тока насыщения магнитопровода от угла поворота ротора ВИД (см. рис. 3) Остальные величины, необходимые для моделирования, рассчитываются программой самостоятельно.

цйштнашт) «и»тт »п ■'

i / \ ■■ *

i i \ \ -

/ \

/ V V

t ... —

Ф, '

4

/ *\

/ >

i \

/ \'

/ ■ f I

/ A

r r ^

Рис. 3. Панель задания зависимостей индуктивности фазы и тока насыщения магнитопровода от угла поворота ротора ВИД

Панель ввода исходных данных расчета разбита на 7 основных

блоков, четыре из них соответствуют количеству укрупненных звеньев математической модели электропривода, разработанной во 2 главе диссертации. Эквивалентный источник питания имеет три варианта исполнения: в виде трехфазного источника переменного тока и на основе однофазного или трехфазного источников переменного тока с выпрямителем.

На панели задания исходных данных можно определить начальные условия расчета. Параметры численного интегрирования дифференциальных уравнений движения электропривода включают в себя шаг, начальное и конечное время процесса.

Проведено компьютерное исследование электромагнитных и электромеханических процессов в схеме электропривода, получены рабочие характеристики ВИП мощностью 400 Вт (см. рис. 4), дана оценка результатов моделирования в сравнении с известными. Сделан вывод о точности разработанной имитационной модели и адекватности результатов расчета физическим процессам в реальных ВИП.

Я 1 "ЯГ 1\,Л Л

1000 ' ! ; ( 10 : ' 10 ■ ' 2000 ' [ "

2700 09 09 • 9 1R00

V У

2400 . 01 ■ 0* • 1600 / X '

2100 1S0C 1200 ■ cos? s /

0 6 . 0* fi n

1900 . 03 0 5 • S ■ IOOO

1200 0-1 • 0А ■ • 4 ■ too

900 0J . 0J ■ J • 600

600 . 0.2 ■ 02 ■ 2 • 400

too 01 ■ 01 1 200 •

0 0 02 06 10 14 II 22 26 3.0 34 5 6 Л/;. Ни

Mkqv

Рис.4. Рабочие характеристики ВИП мощностью 400 Вт

Четвертая глава диссертации «Практическая реализация и экспериментальное исследование ВИП» посвящена разработке макетных образцов ВИП и проверке достоверности теоретических результатов диссертации путем экспериментального исследования.

При создании экспериментальной установки электропривода было изготовлено три макетных образца ВИД конструкции 6/4 мощностями 120, 180, 400 Вт в габаритах серийного асинхронного конденсаторного двигателя КД-180 с изменением геометрии статора и ротора, причем каждый из приводов отличался лишь обмоточными данными статора.

Полная электрическая схема установки показана на рис. 5.

Рис. 5. Полная электрическая схема установки

Экспериментальные испытания ВИП проводились на специальном исследовательском стенде. С помощью электромагнитного моментомера были исследованы различные статические и динамические режимы работы ВИП: холостой ход, работа под нагрузкой, пусковой режим. При этом измерялась частоты вращения ВИД, потребляемая мощность, мгновенные и действующие значения напряжений и токов.

Для подтверждения результатов анализа работы автогенераторной системы управления были исследованы мгновенные характеристики токов и напряжений на различных участках силовой схемы привода. На рис. 6 и рис. 7 показаны осциллограммы напряжения на фазной обмотке двигателя иф и фазного тока 1ф ВИД. На рис. 8 представлены результаты численного хаРактеРистик

..........т

Рис. 6. Осциллограмма напряжения Рис. 7. Осциллограмма фазного тока на фазной обмотке Ыф ВИД (мае- ВИД (масштаб х: 1 кл - 2 мс, у: штаб: х: 1 кл - 2 мс,у: 165 В) 1 кл - 2 А)

!

1

Рис. 7. Результаты численного моделирования ВИП мощностью 400 Вт

Сравнение осциллограмм фазного тока и напряжения двигателя в сравнении с данными компьютерного моделирования свидетельствует о достаточно высокой степени их физического и численного соответствия друг другу. Это подтверждает правильность разработанной компьютерной системы исследований, а также приемлемую для практики разработки ВИП точность примененных математических моделей.

На рис. 8 приведены результаты эксперимента и моделирования

об/мнн

3000

[

2700 2400 2100 1800 1500 1200 №0 600 300

0

| V- 1 00"/. 1 ■"Ч

Л'

1 1-4(1 / /

ч и. 1 / / /

< > / 4

1 / У У / / /

7 / / у /

/ ✓ г /

/ 1 -V! / У

04 08 12 16 2 24 28 32 3438 42 4 6 М Нм

Рис.8. Механические характеристики ВИП при различных Vпит (штрихлунктирная линия - модель, непрерывная линия - эксперимент)

механических характеристик при различных значениях напряжения питания.

При 50% напряжения питания на фазах двигателя результаты моделирования и эксперимента практически совпадают друг с другом. Можно предположить, что некоторое увеличение экспериментальных значений момента связано с локальным насыщением зубцовой зоны, которое, которое при моделировании не учитывалось. Расхождения между моделированием и экспериментом, появляющиеся при U- 100%, связаны с тем, что при моделировании не учитывались потоки рассеяния, а также взаимные влияния фаз в процессе коммутации, что соответствует известным данным аналогичного исследования.

По внешнему виду механические характеристики разработанного ВИП близки к характеристикам АД с КЗ ротором с регулированием частоты вращения ротора изменением питающего напряжения, но отличаются от них меньшей жесткостью на участке устойчивой работы. Это связано с тем, что ВИП работает по пропорциональному закону управления Е /„ = const, так как частота работы автогенератора /„ определяется магнитным потоком в сердечнике электродвигателя или эквивалентной ему величиной ЭДС Е на фазной обмотке статора. При увеличении тока фазы статора возрастает падение напряжения на предвключенных двигателю цепях, что ведет к уменьшению ЭДС Е и, соответственно, частоты автогенератора /„. п,

об/мин 3000

2700

2400

2100

1800

1500

1200

900

600

300

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 V, В

Рис. 8. Регулировочная характеристика ВИП

К - 1 Им

Были исследованы регулировочные характеристики вентильно-индукторного привода (см. рис. 8).

В преобразователях частоты с автогенераторным управлением реализация закона пропорционального регулирования осуществлялась путем изменения только величины напряжения звена постоянного тока с помощью управляемого выпрямителя. Регулирование частоты вращения в макетном образце ВИД при использовании в схеме трехфазного несимметричного полумостового преобразователя биполярных транзисторов имеет практически линейный характер и для данных макетных образцов ограничивается диапазоном регулирования 1:2.5. (см. рис. 8).

Значение коэффициента мощности при любых обмоточных данных и нагрузках привода сохраняется практически неизменным и колеблется в пределах 0.72 - 0.78о.е. Экспериментальные зависимости общего КПД электропривода от нагрузки свидетельствуют о достаточно хороших энергетических показателях ВИП в классе двигателей малой мощности в достаточно широком диапазоне изменения напряжения и нагрузки.

Несмотря на некоторые различия между расчетными и экспериментальными характеристиками, можно утверждать, что полученные расчетные соотношения при моделировании могут применяться для расчета характеристик ВИП, как при теоретическом анализе, так и на начальном этапе проектирования. Предложенная математическая модель и методика численного моделирования позволяют с необходимой на практике точностью рассчитать значения мгновенных и интегральных характеристик ВИП.

В главе также приведены особенности конструктивного расчета ВИД, учитывающие особенности авюгенераторной схемы управления.

Для оценки технического уровня разработанного ВИП проведено сравнение его технических характеристик с параметрами современных регулируемых электроприводов, применяемых в бытовой технике, которое показывает достаточно высокие потребительские свойства разработанного в диссертации электропривода.

В заключении подведены итоги диссертационной работы. В соответствии с целью и задачами работы проведены теоретические и экспериментальные исследования вентильно-индукторного привода с автогенераторным управлением. Основными результатами научных исследований, выполненных автором, являются:

1. Разработаны схема и конструкция ВИП с принципиально-новой автогенераторной системой управления, позволяющая реализовать все элементы системы управления на магнитной системе и обмотках электродвигателя, обладающая относительно низкой стоимостью и простотой конструкции и предназначенная для использования в электроприводах

широкого применения.

2. Разработана математическая модель ВИП, которая реализована во временной области и в фазной системе координат, адекватна физическим процессам в силовой части привода и позволяет достаточно точно исследовать электромеханические процессы в электроприводе с учетом параметров цепей питания и управления. Определены формулы, позволяющие рассчитать как параметры схемы замещения ВИП, так и закон их изменения во времени.

3. Методика компьютерного исследования математической модели в среде программирования Delphi, учитывающая особенности силовой схемы ВИП с самовозбуждением и позволяющая рассчитать его основные статические и динамические характеристики, дает возможность относительно быстро сконструировать систему привода с рациональными характеристикам и.

4. Автогенераторная система управления ВИП отличается оригинальностью и простотой, что подтверждено патентом РФ № 2237341. Методика анализа электромагнитных процессов в автогенераторной системе управления ВИП позволила осуществить рациональный выбор параметров и элементов её схемы. Приведены особенности конструктивного расчета ВИД, которые учитывают особенности автогенераторной схемы управления.

5. Результаты экспериментального исследования ВИП имеют достаточную надежность. Так при создании экспериментальной установки электропривода были изготовлены три макетных образца ВИД конструкции 6/4 в габаритах серийного асинхронного конденсаторного двигателя КД-180 с изменением геометрии статора и ротора. Конструкция и схема ВИП позволили при изменении обмоточных данных статора реализовать в одних и тех же габаритах целый ряд стандартных типономиналов электропривода с различными частотами вращения и провести их детальное исследование.

6. Механические характеристики ВИП близки к характеристикам АД с короткозамкнутым ротором, но отличаются от них меньшей жесткостью на участке устойчивой работы. Значение коэффициента мощности при любых обмоточных данных и нагрузках привода сохраняется практически неизменным и колеблется в пределах 0.72 - 0.78 o.e. Зависимость КПД электропривода от нагрузки свидетельствует о достаточно хороших энергетических показателях ВИП в классе двигателей малой мощности. Регулирование частоты вращения в макетном образце ВИП имеет практически линейный характер и ограничивается диапазоном регулирования 1:2.5.

Анализ технического уровня разработанной системы электропри-

вода подтвердил его высокие потребительские свойства при использовании его в качестве электропривода широкого применения (насосы и вентиляторы, бытовая техника и электроинструмент и т.д.).

В Приложении диссертации даны сведения о внедрении результатов работы, приведены конструктивный расчет и чертеж статора и ротора вентильно-индукторного двигателя.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Васильев A.B. Автогенераторная система управления для ВИЭП / А В. Васильев, А.Н.Миляшов, Р.Ф.Сабитов: 3-я международная конференция молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» [Электронный ресурс]. - Режим доступа

v http, //provman. sstu .edu.ru

2. Васильев A.B. Вентильно-индукторный электропривод / A.B. Васильев, А.Н.Миляшов, Р.Ф.Сабитов: XIV всероссийская межвузовская научно-техническая конференция «Внутрикамерные процессы в энергетических установках» // сб.науч.тр. КФВАУ - Казань, 2002. - С. 127-129.

3. Васильев A.B. Особенности работы автогенераторного вентильно-индукторного электропривода/ А.В.Васильев, Р.Ф.Сабитов: 1-ая респ. конференция «Жить в XXI веке» // сб.науч.тр. КГТУ - Казань, 2002. - С. 41-42.

4. Васильев A.B. Разработка и исследование схемы управления вентильно-индукторным двигателем: 2-ая респ. конференция «Жить в XXI веке» // сб.науч.тр. КГТУ - Казань, 2003. - С. 20-21.

5. Васильев A.B. Вентильно-индукторный электропривод с автогенераторным управлением: XVI всероссийская межвузовская научно-техническая конференция «Внутрикамерные процессы в энергетических установках» // сб.науч.тр. КФВАУ - Казань 2004. - С. 145.

6. Васильев A.B. Разработка схемы управления вентильно-индукторным двигателем / А.В Васильев, А.Н Миляшов, Д.Д Михайлов, Р.Ф.Сабитов: Материали первой мижнародной науково-практичной кон-

• ференции «Науковий потенцил свиту 2004» Т.61. Технични науки. -Днепропетровск: Наука и освита, 2004. - С. 3-4.

7. Васильев A.B. Практическая оптимизация электромеханотрон-

* ных систем с заданной геометрией статора / А.В.Васильев, А.Н.Миляшов, Д.Д.Михайлов, Р.Ф.Сабитов, И.Г.Цвенгер: Материали первой мижнародной науково-практичной конференции «Науковий потенцил свиту 2004» Т.61. Технични науки. - Днепропетровск: Наука и освита, 2004. - С. 4-7.

8. Пат № 2237341 РФ, МПК7 II 02 К 29/03 29/00. Вентильный электродвигатель / Н.Ф.Миляшов, А.В.Васильев, А.Н.Миляшов, Р.Ф.Сабитов; заявитель и патентообладатель Н.Ф.Миляшов. - № 2003106045; заявл. 27.02.2003; опубл. 27.09.2004.

»20212

РНБ Русский фонд

2006-4 18935

Заказ ______Тираж 80 экз.

Офсетная лаборатория Казанского государственного технологического университета 420015, г.Казань, ул. К. Маркса,68

Введение.

1. Современный уровень практической разработки и теоретического исследования ВИЛ.

1.1. Современное состояние практической разработки ВИЛ.

1.2. Анализ современных схем и конструкций ВИЛ.

1.3. Автогенераторная система управления электроприводом.

1.4. Анализ уровня теоретического исследования ВИЛ.

Выводы.

2. Разработка и математическое моделирование ВЛП с автогенераторным управлением.

2.1. Схема ВЛП с автогенераторным управлением.

2.2. Особенности математической модели ВИЛ. Блок схема силовой части ВИЛ.

2.3. Математическая модель и схема замещения преобразователя частоты для ВИЛ с автогенераторным управлением.

2.4. Математическая модель ВИД.

2.5. Расчет активных и индуктивных параметров ВИЛ.

Выводы.

3. Компьютерное моделирование ВИЛ.

3.1. Выбор метода и средств численного моделирования.

3.2. Компьютерная модель ВИЛ в среде Delphi.

3.3. Результаты моделирования установившихся и переходных процессов ВИЛ.

Выводы.

4. Практическая реализация и экспериментальное исследование ВИЛ.

4.1. Описание конструкции макетного образца ВИЛ и результаты его экспериментального исследования.

4.2. Сравнительный анализ результатов экспериментального и теоретического исследования.

4.3. Особенности конструктивного расчета ВИД.

4.4. Оценка технического уровня ВИЛ.

1 Выводы.

Актуальность проблемы. В настоящее более половины всей производимой энергии потребляется электроприводом. Наилучшими техническими и эксплуатационными характеристиками обладает электропривод переменного тока. Удельный вес данного вида привода в общем объеме выпуска непрерывно увеличивается. Суммарная потребляемая им мощность возрастает. Наряду с классическим электроприводом переменного тока на основе асинхронных и синхронных двигателей получили развитие также системы привода, с двигателями реактивного типа, такие как синхронно-реактивные и индукторные.

Современная элементная база силовой преобразовательной и микропроцессорной техники позволяет уже сегодня создавать вентильно-индукторные электропривода (ВИЛ) с достаточно высокими техническими характеристиками и потребительскими свойствами. Большой интерес к ВИЛ, проявляемый многими специалистами ведущих фирм мира в области электромеханики, объясняется целым рядом их преимуществ по сравнению с другими типами электропривода, таких как: простота и надежность конструкции, низкие стоимость и эксплуатационные затраты, широкий диапазон регулирования частоты вращения, достаточно высокий КПД и простота управления. Все это делает ВИЛ весьма перспективными для широкого применения в различных отраслях современной техники, что привело к стабильному росту их выпуска во всех про-мышленно развитых странах.

ВИЛ наиболее интенсивно исследовались и развивались последние 15 лет. В зарубежной литературе данный тип привода получил название -Switched Reluctance Drive (SRD). По данной тематике на сегодняшний день существует достаточно большое число публикаций. Среди крупных зарубежных трудов, посвященных ВИД, следует отметить работы проф. П. Лоуренсона и проф. Т. Миллера, а среди работ отечественных авторов - проф. М.Г. Бычкова.

Современные ВИП различаются как по конструкции двигателей, так и по схеме блока управления. Практически все схемы ВИП содержат в себе измеритель углового положения ротора того или иного типа. Это усложняет конструкцию двигателя, интерфейс между системой управления и двигателем, снижает надежность работы в условиях электромагнитных помех и в агрессивных средах, а в конечном счете увеличивает стоимость электропривода и затраты на его обслуживание.

Блок управления ВИД реализуется на основе микропроцессорной системы управления, что усложняет и удорожает конструкцию привода, делают ее более чувствительной к параметрам внешней окружающей среды. Блок управления не всегда рассматривается как единое электромеханическое устройство, что затрудняет создание систем привода с рациональными характеристиками.

В ряде конкретных случаев применения ВИЛ, когда технические требования к электроприводу невысоки, целесообразно и допустимо использование аналоговых систем управления ВИД, построенных, например, по автогенераторному принципу. Использование принципа автогенераторного управления ВИД позволяет выполнить систему управления инвертора на магнитной системе и обмотках индукторного электродвигателя. Это исключает микропроцессор из схемы ВИЛ, сохраняя возможность регулирования привода, что упрощает и удешевляет конструкцию в целом, делая ВИЛ доступным для широкого применения (насосы и вентиляторы, бытовая техника и электроинструмент, автомобильная техника и т.д.).

В связи с изложенным, разработка и исследование вентильно-индукторного электропривода с автогенераторным управлением широкого применения является весьма своевременной и актуальной.

Цель работы. Повышение потребительских характеристик ВИЛ малой и средней мощности, за счет перехода к простой и надежной автогенераторной системе управления.

Задача научного исследования. Разработка и исследование схемы и конструкции ВИП с автогенераторным управлением. Для решения данной задачи были исследованы следующие вопросы:

1. Проведен анализ известных схем ВИП с различными схемами управления.

2. Разработана принципиально-новая схема ВИП с автогенераторной системой управления, отличающаяся простотой схемы, дешевизной и надежностью в работе.

3. Разработана математическая модель ВИП, которая реализована в фазной системе координат и позволяет исследовать электромеханические процессы в электрической схеме привода с наименьшими допущениями и адекватная физическим процессам в системе.

4. Разработаны макетные образцы электропривода различной мощности.

5. Проведены их компьютерное и экспериментальное моделирование, дана оценка их технического уровня

6. Анализ электромагнитных процессов в автогенераторной схеме управления электроприводом.

Методы исследования: Комплексное исследование ВИП включает в себя качественный анализ с помощью аналитических методов, количественный анализ с помощью численных методов расчета на ЭВМ и эксперимент. Аналитические исследования базировались на методах мгновенных значений, теории обыкновенных дифференциальных уравнений и матричной алгебре. Численные исследования, проведенные на ЭВМ, базировались на известных численных методах вычислительной математики. Оценка точности численной модели осуществлялась с помощью экспериментальных исследований, в ходе которых проводилось осциллографирование токов и напряжений и были определены рабочие и механические характеристики ВИП.

Научная новизна:

1. Разработана схема ВИП с принципиально новой автогенераторной системой управления, позволяющая реализовать все элементы системы управления на магнитной системе и обмотках электродвигателя.

2. Разработана новая математическая модель силовой части ВИП во временной области и фазной системе координат, учитывающая как процессы в электродвигателе, так и процессы в блоке управления и питания привода и позволяющая исследовать электромеханические процессы в электроприводе адекватно с наименьшими допущениями.

3. Разработана схема и исследованы электромагнитные процессы в автогенераторной системе управления ВИЛ, что позволило создать ВИЛ с оптимальными потребительскими свойствами.

4. Разработана методика исследования электромеханических процессов в силовой схеме ВИЛ, учитывающая особенности схемы и выбора параметров автогенераторной системы и позволяющая рассчитать мгновенные значения параметров и интегральные характеристики привода.

5. Дана оценка научной новизны ВИЛ в сравнении с известными моделями приводов.

Обоснованность и достоверность полученных результатов и вытекающих из них выводов обеспечена в рамках принятых математических моделей использованием современных численных методов, а также экспериментальной проверкой расчетных результатов. Математическое моделирование основано на общепринятых уравнениях электротехники, электромеханики, электроники, численных методах, методах программирования на алгоритмических языках высокого уровня.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. Разработаны схема и конструкция ВИЛ с принципиально-новой автогенераторной системой управления, обладающая относительно низкой стоимостью и простотой конструкции, предназначенная для использования в электроприводах широкого применения: насосы и вентиляторы, бытовая техника и электроинструмент, автомобильная техника и т.д.

2. Разработана методика компьютерного исследования в среде программирования Delphi, учитывающая особенности силовой схемы ВИЛ с самовозбуждением и предназначенная для расчета статических и динамических характеристик.

3. Создана методика анализа электромагнитных процессов в автогенераторной системе управления ВИП, что позволило осуществить рациональный выбор параметров элементов схемы управления.

4. Разработан и исследован ряд макетных образцов ВИД с различными номинальными параметрами, исследованы их регулировочные, механические и рабочие характеристики, что дало возможность провести анализ технического уровня данной разработанной системы электропривода в определенном диапазоне.

Реализация результатов работы: Основные результаты диссертационной работы использованы в ОАО "Красногорский завод Электродвигатель" (п. Красногорский, Республика Марий Эл), ОАО «Казанский электротехнический завод», ООО «Казань Электропривод» при разработке и изготовлении бытовых электроприводов малой мощности.

Апробация работы: Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на XIV и XVI всероссийских межвузовских научно-технических конференциях "Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология" (г. Казань: КФВАУ, 2002 и 2004 гг.), на III международной конференции молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» (г. Самара, 2002 гг.), на научно-технических и учебно-методических конференциях и семинарах (г. Казань: КГТУ (КХТИ), 2001 и 2003 гг.), в I и II республиканской школе студентов и аспирантов «Жить в XXI веке» (г. Казань, КГТУ, 2002 и 2003 гг.).

Публикации: По работе опубликовано 8 печатных работ, получен патент РФ №2237341 от 27 сентября 2004 года.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 144 наименований и приложений. Общий объем диссертации 164 е., в том числе 138 с. машинописного текста, 72 рисунка, 13 с. списка литературы, 13 с. приложений.

Выводы

1. Результаты экспериментального исследования ВИП имеют достаточную надежность. Так при испытании экспериментальной установки электропривода были изготовлены три макетных образца ВИД конструкции 6/4 в габаритах серийного асинхронного конденсаторного двигателя КД-180 с изменением геометрии статора и ротора. Конструкция и схема ВИП позволили при изменении обмоточных данных статора реализовать в одних и тех же габаритах целый ряд стандартных типономиналов электропривода с различными частотами вращения и провести их детальное исследование.

2. Проведено исследование экспериментальных характеристик разработанного ВИП в различных режимах работы. Механические характеристики исследуемого ВИП близки к характеристикам АД с короткозамкнутым ротором с регулированием частоты вращения изменением питающего напряжения, но отличаются от них меньшей жесткостью на участке устойчивой работы. Значение коэффициента мощности при любых обмоточных данных и нагрузках привода сохраняется практически неизменным и колеблется в пределах 0.72 - 0.78 o.e. Экспериментальные зависимости КПД электропривода от нагрузки свидетельствуют о достаточно хороших энергетических показателях ВИП в классе двигателей малой мощности в достаточно широком диапазоне изменения напряжения и нагрузки. Регулирование частоты вращения в макетном образце ВИД при использовании в схеме трехфазного несимметричного полумостового преобразователя биполярных транзисторов имеет практически линейный характер и ограничивается диапазоном регулирования 1:2.5.

3. Проведен сравнительный анализ расчетных и экспериментальных характеристик ВИД. Сравнение свидетельствует о высокой степени их физического и численного соответствия друг другу, что подтверждает правильность разработанной методики компьютерного исследования, а также приемлемую точность математических моделей. Несмотря на некоторые различия между расчетными и экспериментальными характеристиками, можно утверждать, что полученные расчетные соотношения при моделировании могут применяться для расчета характеристик ВИП, как при теоретическом анализе, так и на начальном этапе проектирования. Предложенная математическая модель и методика численного моделирования позволяют с необходимой точностью рассчитать значения мгновенных и интегральных характеристик ВИП.

4. Приведены особенности конструктивного расчета ВИД, которые учитывают особенности автогенераторной схемы управления.

5. Дана оценка технического уровня разработанного ВИП. Для этого проведено сравнение его технических характеристик с параметрами современных регулируемых электроприводов, применяемых в бытовой технике, которое показывает высокие потребительские свойства разработанного в диссертации электропривода.

137 Заключение

В соответствии с целью и задачами диссертационной работы проведены теоретические и экспериментальные исследования вентильно-индукторного электропривода с автогенераторным управлением. Основными результатами научных исследований, выполненных автором, являются:

1. Разработаны схема и конструкция вентильно-индукторного привода с принципиально-новой автогенераторной системой управления, позволяющая реализовать все элементы системы управления на магнитной системе и обмот ках электродвигателя, обладающая относительно низкой стоимостью и простотой конструкции и предназначенная для использования в электроприводах широкого применения.

2. Разработана математическая модель вентильно-индукторного привода, которая реализована во временной области и в фазной системе координат, адекватна физическим процессам в силовой части привода и позволяет достаточно точно исследовать электромеханические процессы в электроприводе с учетом параметров цепей питания и управления. Определены формулы, позволяющие рассчитать как параметры схемы замещения вентильно-индукторного привода, так и закон их изменения во времени.

3. Методика компьютерного исследования математической модели в среде программирования Delphi, учитывающая особенности силовой схемы вен-тильно-индукторного привода с самовозбуждением и позволяющая рассчитать его основные статические и динамические характеристики, дает возможность относительно быстро сконструировать систему привода с рациональными характеристиками.

4. Автогенераторная система управления вентильно-индукторного привода отличается оригинальностью и простотой, что подтверждено патентом РФ № 2237341. Методика анализа электромагнитных процессов в автогенераторной системе управления вентильно-индукторного привода позволила осуществить рациональный выбор параметров и элементов её схемы. Приведены особенности конструктивного расчета ВИД, которые учитывают особенности автогенераторной схемы управления.

5. Результаты экспериментального исследования вентильно-индукторного привода имеют достаточную надежность. Так при испытании экспериментальной установки электропривода были изготовлены три макетных образца ВИД конструкции 6/4 в габаритах серийного асинхронного конденсаторного двигателя КД-180 с изменением геометрии статора и ротора. Конструкция и схема вентильно-индукторного привода позволили при изменении обмоточных данных статора реализовать в одних и тех же габаритах целый ряд стандартных типономиналов электропривода с различными частотами вращения и провести их детальное исследование.

6. Механические характеристики вентильно-индукторного привода близки к характеристикам АД с короткозамкнутым ротором но отличаются от них меньшей жесткостью на участке устойчивой работы. Значение коэффициента мощности при любых обмоточных данных и нагрузках привода сохраняется практически неизменным и колеблется в пределах 0.72 - 0.78 o.e. Зависимость КПД электропривода от нагрузки свидетельствует о достаточно хороших энергетических показателях вентильно-индукторного привода в классе двигателей малой мощности. Регулирование частоты вращения в макетном образце вентильно-индукторного привода имеет практически линейный характер и ограничивается диапазоном регулирования 1:2.5.

7. Анализ технического уровня разработанной системы электропривода подтвердил его высокие потребительские свойства при использовании его в качестве электропривода широкого применения (насосы и вентиляторы, бытовая техника и электроинструмент, автомобильная техника и т.д.).

Автор признателен коллегам по научной работе: Цвенгеру И.Г., Шаряпо-ву A.M., Соколову Ю.Г. за помощь в работе и участие в обсуждении ее результатов.

1. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями / Б.А. Ивоботенко и др.. М.: Энергия, 1971.-624 с.

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

3. Курбасов A.C. Опыт создания индукторных реактивных электрических двигателей / A.C. Курбасов // Электричество. 1997. - № 7. - С. 46-49.

4. Смирнов Ю.В. Электромагнитный вентильно-индукторный двигатель / Ю.В. Смирнов // Электротехника. 2000. - № 3. С. 20-22.

5. Lawrenson P.J. Brief Status Review of Switched Reluctance Drives / P.J. Lawrenson // EPE Journal. 1992. - Vol. 2. - N 3. Oct. - P. 133-144.

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

7. Ильинский Н.Ф. Перспективы применения вентильно-индукторного электропривода в современных технологиях / Н.Ф. Ильинский // Электротехника. 1997. - №2. - С. 1-12.

8. Вентильно-индукторные двигатели: учеб. пособие / сост. В.А. Кузнецов, В.А. Кузьмичев; МЭИ. Москва, 2002. - 50с.

9. Петрушин А.Д. Вентильно-индукторный привод: Опыт разработки и внедрения / А.Д. Петрушин // Приводная техника. 1998. - № 2. - С. 12-13.

10. Ильинский Н. Ф. Вентильно-индукторный электропривод перед выходом на широкий рынок / Н. Ф. Ильинский // Приводная техника. 1998. - № 3. -С. 2-5.

11. Сусси Риах Самир. Разработка инженерной методики проектирования вентильно-индукторных машин: автореф. дис. . канд.техн.наук / Риах Самир Сусси.-М., 1999.-20 с.

12. Ильинский Н.Ф. Вентильно-индукторный привод для легких электрических транспортных средств / М. Г. Бычков, Н.Ф. Ильинский // Электротехника. 2000.-№ 2. - С. 28-31.

13. Уткин С.Ю. Разработка электронных коммутаторов вентильно-индукторных электроприводов широкого применения: автореф. дис. . канд.техн.наук / С.Ю. Уткин. М., 2000. - 20 с.

14. The rise of VSR motors by the American Society of Mechanical Engineers Электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.motionnet.com, свободный.

15. Бычков М.Г. Основы теории, управление и проектирование вентиль-но-индукторного электропривода: дис. . докт.техн.наук / М.Г. Бычков М., 1999.-283 с.

16. Бычков. М.Г. Экспериментальные исследования шума и вибраций в вентильно-индукторном электроприводе / М.Г. Бычков, А.В. Кисельникова,

17. B.А. Семенчук // Электричество. 1997. - № 2. - С. 41-46.

18. Кузнецов В.А. Особенности расчета индукторных двигателей для вентильного электропривода / B.A. Кузнецов, JI.A. Садовский, B.JI. Виноградов, В.В. Лопатин // ВНИИЭМ. МЭИ.

19. Новые направления развития регулируемых ЭП. / М.Г. Бычков и др. // Приводная техника. 1997. - № 5. - 41-46.

20. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями. / Под ред. М.Г. Чиликина. М.: Энергия, 1971. - 624 с.

21. Miller Е. SRM and Their Control / Е. Miller // Oxford University Press.1993.

22. Hopper E. The developement of SRM Applications / E. Hopper // PCIM Europe. Sept/Oct 1995. - P. 236-241.

23. Pollock C. Power converor for SRM with minimum number of switches /

24. C. Pollock, B. Wiliams // IEEE Proc. 1990. - Vol.137. - № 6. - P. 294-373.

25. Michallides A. Design and Performance of High Effec. 5 ph SI® / A. Michallides, C. Pollock//Proc . EPE. 1995. - Vol.3. - P. 3.143-3.148.

26. Ивоботенко Б.А. Проектирование шагового электропривода. / Б.А. Ивоботенко, В.Ф. Козаченко. М.: МЭИ, 1985.

27. Development of a Unipolar Converter for Variable Reluctance Motor Drives / E. Mehrdad and others. // IEEE transactions on industry applications. May/June 1987. - Vol.IA-23. - No.3.

28. Miller T. Switched Reluctance Motors and Their Control / T. Miller // MagnaPhysics Publishing and Clarendon Press, Oxford, 1993. -200 c.

29. Hoang Le-Huy. A Novel Unipolar Converter for Switched Reluctance Motor / Le-Huy Hoang, Viarouge Philippe // IEEE transactions on power electronics. October 1990. Vol. 5. - №4.

30. Остриров B.H. Сравнительный анализ схем силовых преобразователей для вентильно-индукторного электропривода массового применения / В.Н. Остриров, С.Ю. Уткин // Приводная техника. 2000. - № 4. С. 44-50.

31. A New Indirect Rotor Position Detection Method for Switched Reluctance Drives / P.C. Kjaer and others. // ICEM'94, Paris, 1994. - Vol. 2. - P. 555 - 560.

32. Gallegos-Lopez G. A New Sensorless Low-cost Methods for Switched Reluctance Motor Drives / G. Gallegos-Lopez // University of Glasgow SPEED Laboratory. - August 30, 1997

33. Bass J.T. Robust Torque Control of Switched-Reluctance Motor Without a Shaft-Position Sensor / J.T. Bass, M. Ehsani, T J.E. Miller // IEEE Transaction IE. -August 1986. Vol. IE-33. - No. 3. - PP. 212-216.

34. Patent 4611157 USA. Switched Reluctance Motor Drive Operating Without a Shaft Position Sensor / T.J.E. Miller, J.T. Bass; General Electric Company. -09.09.1989.

35. Patent 5440218 USA. Reversible Switched Reluctance Motor Operating Without a Shaft Position Sensor / J.L. Oldenkamp; General Electric Company. -08.08.1995.

36. Acarnley P.P. Detection of rotor position in stepping and switched reluctance motors by monitoring of current waveform. / P.P. Acarnley, R.J. Hill, C.W. Hooper // IEEE Transaction IE. 1985. - Vol. 32, №3. - P. 215-222.

37. Patent 4520302 USA. Stepping motors and drive circuits therefor / P.P. Acarnley; National Research Development Corporation, London, England. 28 May 1985.

38. Patent 4772839 USA. Rotor position estimator for switched reluctance motor / S.R. MacMinn, P.B. Roemer; General Electric Company. 20 Sept. 1988.

39. Application of sensor integration techniques to switched reluctance motor drives. / S.R. MacMinn and others. // Proc. IEEE-IAS'88. 1988. - P. 584-588.

40. Patent 5525887 USA. Switched reluctance motor providing rotor position detection at low speeds without a separate rotor shaft position sensor / T.G. Van Sistine; A.O. Smith Corporation. -11 June 1996.

41. Patent 5043643 USA. Energizing system for a variable reluctance motor / G.Hedlund, H.Lundberg; EMS Electronic Motor System AB. 27 Aug. 1991.

42. Patent 5072166 USA. Position sensor elimination technique for the switched reluctance motor drive / M. Ehsani; The Texas A&M University System. -10 Dec. 1991.

43. Ehsani M. Elimination of discrete position sensor and current sensor in switched reluctance motor drives / M. Ehsani, I. Husain, A.B. Kulkarni // IEEE Transaction I A. -1992.-Vol. 28,№ l.-P. 128-135.

44. Patent 5196775 USA. Switched reluctance motor position by resonant signal injection / W.A. Harris, R. Goetz, K.J.Stalsberg; Honeywell Inc. 23 March 1993.

45. Laurent P. Sensorless rotor position analysis using resonant method for switched reluctance motor / P. Laurent, M. Gabsi, M. Multon // Proc. IEEE-IAS'93. -1993. P. 687-694.

46. Patent 5537019 USA. Switched reluctance motor providing rotor position detection at high speeds without a separate rotor shaft position sensor / T.O. Van Sistine, R.P. Bartos, W.L. Mehlhorn, T.H. Houle; A.O. Smith Corporation. 16 July 1996.

47. Patent 5180960 USA. Circuit arrangement for commutating a reluctance motor/R. Austermann; Philips Corporation U.S. 19 Jan. 1993.

48. Husain I. Rotor position sensing in switched reluctance motor drives by measuring mutually induced voltages / I.Husain, M.Ehsani // IEEE Transaction I A -1994. Vol. 30, No. 3. - P. 665- 672.

49. Patent 5256923 USA. Switched reluctance motor with sensorless position detection / R.P. Bartos, Т.Н. Houle, J.H. Johnson; A.O. Smith Corporation. 26 Oct. 1993.

50. Patent 5420492 USA. Method and apparatus of operating a dynamoelectric machine using dc bus current profile / P.K. Sood, J.L. Skinner, D.M. Petty; Emerson Electric Co. 30 May 1995.

51. European Patent Application 95630049.5. Improved sensorless commutation controller for a poly-phase dynamoelectric machine /J.G. Marcinkiewicz, J.S. Thorn, J.L. Skinner; Emerson Electric Co. -29 Nov. 1995.

52. Patent application C.7566 2306 USA. Switched reluctance electric motor with regeneration current commutation / J.G. Reichard, D.B. Weber; A.O. Smith Corporation. - 23 May 1989.

53. Lumsdaine A.H. State observers for variable-reluctance motors / A.H. Lumsdaine, J.H. Lang // IEEE Transaction IA. 1990. - Vol. 37, No. 2. - P. 133-142.

54. Смехнов A.M. Энергосберегающий вентильно-индукторный электро- ' привод: дис. . канд.техн.наук / A.M. Смехнов. Новоуральск, 2000. - 98 с.

55. Application report: SPRA420. Developing an SRM Drive System using the TMS320F24 / Publ. Texas Instruments. 1998.

56. Ильинский Н.Ф. Транзисторные магнитные преобразователи непрерывного сигнала в последовательность импульсов / Н.Ф. Ильинский, В.В. Михайлов. M.-JL: Энергия, 1966. - 186 с.

57. Ловушкин В.Н. Транзисторные преобразователи постоянного напряжения / В.Н. Ловушкин. М.: Энергия, 1967. - 112 с.

58. Хасаев О.И. Транзисторные преобразователи напряжения и частоты / О.И. Хасаев. М.: Наука, 1968.- 176 с.

59. Константинов В.Г. Многофазные преобразователи на транзисторах / В.Г. Константинов. М: Энергия, 1972. - 96 с.

60. Апаров А.Б. Транзисторные преобразователи для низковольтных источников энергии / А.Б. Апаров, В.Г. Еременко, И.Б. Негневицкий. М.: Энергия, 1978. - 93 с.

61. Коссов O.A. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений / O.A. Коссов. М.: Энергия, 1971. - 432 с.

62. Моин B.C. Стабилизированные транзисторные преобразователи / B.C. Моин. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 376 с.

63. Источники вторичного питания / Под ред. Ю.И. Конева. М.: Радио и связь, 1983. - 280 с.

64. Глебов Б.А. Магнито-транзисторные преобразователи напряжения для питания РЭА / Б.А. Глебов. М.: Радио и связь, 1981. - 96 с.

65. Зорин С.М. О некоторых схемах двухфазных статических преобразователях напряжения для питания микродвигателей / С.М. Зорин // Казань: Труды КАИ. 1970. - Вып. 137. - С. 31 - 39.

66. A.C. 400963 СССР. Многофазный тиристорный инвертор / H.H. Буданов. № 40; опубл. Б. И., 1974.

67. A.C. 425586 СССР. Трехфазный тиристорный инвертор / В.Н. Ловуш-кин, Э.А. Фадеев. № 15; опубл. Б. И., 1974.

68. A.C. 464946 СССР. Трехфазный самовозбуждающийся инвертор / С. Н.Плеханов. № 1; опубл. Б. И., 1975.

69. A.C. 546072 СССР. Трехфазный мостовой инвертор на транзисторах / Г. С. Мыцык. № 5; опубл. Б. И., 1977.

70. A.C. 562908 СССР. Трехфазный самовозбуждающийся инвертор / В. И. Загрядицкий, Н.И. Кобыляцкий, А.И. Крамаренко, И.И. Долшин. № 23; опубл. Б. И. 1977.

71. Пат 1638586 ФРГ. Установка для питания многофазных двигателей.

72. Пат 3775663 США. Инвертор с искусственной нейтральной точкой.

73. Грумбина А.Б. Электрические машины и источники питания радиоэлектронных устройств. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 368 с.

74. Артамонов Б.И. Источники электропитания радиоустройств / Б.И. Артамонов, A.A. Бокуняев. М.: Энергоатомиздат, 1982. - 296 с.

75. Миляшов Н.Ф. Электромеханотронная система с асинхронным двигателем и автогенераторным управлением: дис. . докт.техн.наук / Н.Ф. Миля-шов. Казань, 2000. - 406 с.

76. Белопольский И.И. Расчет трансформаторов и дросселей малой мощности / И.И. Белопольский, Е.И. Каратникова, Л.Г. Пикалова. М.: Энергия, 1973.-400 с.

77. Лутидзе Ш.И. Основы теории электрических машин с управляемым полупроводниковым коммутатором / Ш.И. Лутидзе. М.: Наука, 1968. - 212 с.

78. Плахтына Е.Г. Математическое моделирование электромашинно- вентильных систем / Е.Г. Плахтына. Львов: Выща школа, 1986. - 315 с.

79. Глазенко Т.А. Полупроводниковые системы импульсного асинхрон- ; ного электропривода малой мощности / Т.А. Глазенко, В.И. Хрисанов. Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 176 с.

80. Костырев М.Л. Автономные асинхронные генераторы с вентильным возбуждением / М.Л. Костырев, А.И. Скороспешкин. М.: Энергоатомиздат, 1993.- 160 с.

81. Уайт Д. Электромеханическое преобразование энергии / Д. Уайт, Г. М. Вудсон. Л.: Энергия, 1964. - 528 с.

82. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин / И.П. Копылов. Л.: Энергия, 1973.-250 с.

83. Кузнецов В.А. Дискретная математическая модель вентильно-индукторного двигателя / В.А. Кузнецов, A.B. Матвеев // Электричество. 2000. - № 8. С. 22-27.

84. Miller. T.J.E. Nonlinear theory of the SRM for rapid computeraided design / T.J.E. Miller, M. McGilp // IEE Proc. 1990. - November. - vol. 137, Pt.B. - № 6.

85. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями / Под ред. М.Г. Чиликина. М.: Энергия, 1971. - 624 с.

86. Ивоботенко Б.А. Четырехфазный реактивный шаговый двигатель для дискретных автоматических систем / Б.А. Ивоботенко. ГОСИНТИ, 1962.

87. Бут. Д.А. Линейные вентильно-индукторные двигатели. Часть I / Д.А. Бут, E.H. Чернова// Электричество. 1999. - № 12. - С. 32-41.

88. Бут. Д.А. Линейные вентильно-индукторные двигатели. Часть II / Д.А. Бут, E.H. Чернова // Электричество. № 1. - С. 39-45.

89. Садовский Л. А. Разработка математической модели четырехфазного вентильно-индукторного привода / Л. А. Садовский, A.B. Черенков // Труды МЭИ. 1996. - Вып. 674. - С. 30-40.

90. Такеути Т. Теория и применение вентильных цепей для регулирования двигателей / Т. Такеути. Л.: Энергия, 1973. - 250 с.

91. Грузов В.Л. Асинхронные маломощные приводы со статическими преобразователями / В.Л. Грузов, Ю.А. Сабинин. Л.: Энергия, 1970. - 136 с.

92. Грузов В.Л. Электромагнитные процессы в мостовом трехфазном инверторе при работе на асинхронный двигатель / В.Л. Грузов, Ю.А. Найденова // Электромагнитные процессы в приводах с частотным управлением: сб. научн. тр. Л.: Наука, 1972. - С. 128-148.

93. Андерс В.И. Аналитический расчет электромагнитных процессов в тяговом приводе переменного тока / В.И. Андерс, В.Г. Гранонев, В.А. Лопатин // Электричество. 1990. - № 12. - С. 25-31.

94. Семенов Н.П. Метод расчета электромагнитных процессов в системе автономный инвертор напряжения асинхронная машина / H.H. Семенов // Электричество. - 1995. - № 1,- С.49-55.

95. Иванов-Смоленский A.B. Электрические машины / A.B. Иванов-Смоленский. М.: Энергия, 1980. - 928 с.

96. Лутидзе Ш.И. Введение в динамику синхронных машин и машинно-полупроводниковых систем / Ш.И.Лутидзе, Г.Ф. Михневич, В.А. Тафт. М.: Наука, 1973. - 338 с.

97. Зиннер Л.Я. Вентильные двигатели постоянного и переменного тока / Л.Я. Зиннер, А. И. Скороспешкин. М.: Энергия, 1981. - 214 с.

98. Пат № 2237341 РФ, МПК7 Н 02 К 29/03 29/00. Вентильный электродвигатель / Н.Ф.Миляшов, А.В.Васильев, А.Н.Миляшов, Р.Ф.Сабитов; заявитель и патентообладатель Н.Ф.Миляшов. № 2003106045; заявл. 27.02.2003; опубл. 27.09.2004.

99. Миляшов Н.Ф. Электромеханотронная система с высокоскоростным асинхронным двигателем / Н.Ф. Миляшов // Изв. вузов. Проблемы энергетики.- 1999.-№7-8.-С. 82-89.

100. Миляшов Н.Ф. Асинхронный электропривод с автогенераторным управлением для бытовой техники / Н.Ф. Миляшов // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 1999. - № 9-10. - С. 60-69.

101. Миляшов Н.Ф. Асинхронная электромеханотронная система с автогенераторным управлением / Н.Ф. Миляшов // Изв. вузов. Проблемы энергетики.- 1999.-№9-10.-С.107-111.

102. Плахтына Е.Г. Математическое моделирование частотно-управляемых электроприводов переменного тока / Е.Г. Плахтына, Ю.Г. Шака-рян, Ю.Д. Виницкий, К.Н. Василив, A.C. Лозинский // Электричество. 1996. -№3. - С. 53-59.

103. Глазенко Т.А. Полупроводниковые системы импульсного асинхронного электропривода малой мощности / Т.А. Глазенко, В.И. Хрисанов. Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 176 с.

104. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин / И.П. Копылов. М.: Высшая школа, 1987. - 268 с.

105. Миляшов Н.Ф. Анализ электромаг-нитных процессов в машинно-вентильной системе. / Н.Ф. Миляшов, P.P. Валиуллин, В.Н. Тарасов // Системы и элементы электрооборудования летательных аппаратов: сб. / КАИ. Казань, 1987.- С. 82-85.

106. Зиннер Л .Я. Математическая модель вентильных двигателей постоянного и переменного тока. / Л.Я. Зиннер, Н.Ф. Миляшов // Электрические машины специального назначения: сб. / КПИ. Самара, 1991. - С. 55-58.

107. Влах И. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем / И.Влах, К.Сингхал. М.: Радио и связь, 1988.

108. Лабунцев В.А. Динамические режимы эксплуатации мощных тиристоров / В.А. Лабунцев, Н.М. Тугов. М.: Энергия, 1977. - 234 с.

109. Грабовецкий Г.В. Применение переключающих функций для анализа электромагнитных процессов в силовых вентильных преобразователей частоты / Г.В. Грабовецкий // Электричество. 1973. - № 6. - С. 28-31.

110. Кобзев A.B. Применение одной модификации метода коммутационных функций для анализа ключевых схем преобразовательной техники / A.B. Кобзев, Ю.М. Лебедев, И.Б. Сиданский // Электричество. 1983. - №4. - С. 2733.

111. Осин И.Л. Синхронные микродвигатели с постоянными магнитами / И.Л. Осин, В.П. Колесников, Ф. М. Юферов. М.: Энергия, 1976.

112. Вольдек А.И. Электрические машины / А.И. Вольдек. М.: Энергия, 1974. - 340 с.

113. Домбровский В.В. Асинхронные машины. Теория, расчет, элементы проектирования / В.В. Домбровский, В.М. Зайчик. Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 456 с.

114. Ротанов H.A. Математическое моделирование электромагнитных процессов в асинхронном тяговом приводе локомотива / H.A. Ротанов, В.В. Ли-товченко, О.С. Назаров, В.И. Шаров // Электричество. 1981. - №9. - С. 63-73.

115. Шишков В. К. Диалоговая универсально-расчетная система в САПР электротехнических устройств / В. К. Шишков, Н. Ф. Миляшов // Электрические системы летательных аппаратов: сб. / КАИ. Казань, 1991. - С. 100-102.

116. Руденко B.C. Основы преобразова-тельной техники / B.C. Руденко,

117. B.И. Сенько, И.М. Чиженко. М.: Высшая школа, 1980. - 424 с.

118. Чаки Ф. Силовая электроника: Примеры и расчеты. / Ф.Чаки и др..- М.: Энергоиздат, 1982.-384 с.

119. Справочник по преобразовательной технике / Под ред. И.М. Чиженко. Технка, 1978. - 447 с.

120. Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями /

121. C.Г. Герман-Галкин и др.. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-е. 1986. - 248 с.

122. Зиннер Л.Я. Прецизионный частотно-регулируемый синхронно-реактивный электропривод / Л.Я. Зиннер, P.P. Валиуллин, B.C. Кузнецов: сб. ЭЛА / КАИ. Казань, 1984. - С. 15-20.

123. Заездный A.M. Гармонический синтез в радиотехнике и электросвязи / A.M. Заездный. Л.: Энергия, 1971. - 528 с.

124. Кулон Ж.-Л. САПР в электронике / Ж.-Л. Кулон, Ж.-К. Сабонандьер.- М.: Мир, 1988.-208 с.

125. Плахтына Е.Г. Математическое моделирование электромашинно-вентильных систем / Е.Г. Плахтына. Львов: Вища школа, 1986. - 315 с.

126. Аветисян Д.А. Оптимальные проектирование электрических машин на ЭВМ / Д.А. Аветисян, B.C. Соколов, В.Э. Хан. М.: Энергия, 1976. - 324 с.

127. Копылов И.П. Расчет на ЦВМ характеристик асин- хронных машин / И.П. Копылов, О.П. Щедрин. М.: Энергия, 1973. - 163 с.

128. Терзян А.А. Автоматизированное проектирование электрических машин / А.А. Терзян. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 255 с.

129. Лопухина Е.М. Проектирование асинхронных микродвигателей с применением ЭВМ / Е.М. Лопухина, Г.А. Семенчуков. М.: Высшая школа, 1980.-359 с.

130. Автоматизированное проектирование электрических машин / Ю.Б. Бородулин и др.. М.: Высшая школа, 1989. - 280 с.

131. Глазенко Т.А. Численные методы расчета электрических цепей с дискретно изменяющимися параметрами / Т.А. Глазенко, А.Н. Балясников // Электричество. 1988. - № 5. - С.76-79.

132. Bauers I. С. Users manual for SUPER-SCEPTRE-a program for the analysis of elecktrial, mechanical, digital and control systems / I. C. Bauers // University of south Florida, 1975.

133. Машинная оптимизация электронных узлов РЭА. / А.Г. Ларин и др.. М.: Советское радио, 1978.

134. Muswood A. I. Computer application in the analysis of rectifier and in-vertors / A. I. Muswood // IEE Poroc. Elec.Power Appl. 1995. - 142, № 4. - P. 233238.

135. Foch H. A method of global simulation jf thyristor static converters ( program SASCO) / H. Foch, C. Reboulet, I. Schonek // IAS Twelfth Conference Record. Los-Angeles. 1977. - P. 1151-1154.

136. Мустафа Г.М. Система программ для моделирования устройств преобразовательной техники. / Г.М. Мустафа, И.М. Шаронов, В.Н. Тингаев // Электротехника. 1976. - №6. - С. 6-10.

137. Lancien D. Aide informatigue a la conception et a la mise au point des convertisseurs statigues / D. Lancien, R. Voulin // Revue Generale des Chemins de Fer, 399. ( Iuillet / Août, 1982).

138. Автоматизированный электропривод промышленных установок / Онищенко Г.Б и др.. M.: РАСХН, - 2001. - 520 с.

139. Дмитриев O.A. Сравнение трехфазных бесщеточных микроприводов, выполненных с различными схемами коммутаторов / O.A. Дмитриев и др.. // Электродвигатели малой мощности: сб. JL: Наука, 1971. - С. 151-156.

140. Зиннер Л.Я. Асинхронный вентильный двигатель с полузависимой коммутацией / Л.Я. Зиннер, Г.Ф. Кропачев, P.M. Газизов // Вестник Казанского технологического университета / КГТУ. Казань, 1998. - № 2. - С. 130-133.

141. Зиннер Л.Я. Трехфазный асинхронный вентильный двигатель / Л.Я. Зиннер, Г.Ф. Кропачев, P.M. Газизов // Внутрикамерные процессы в энергетических установках. Акустика, диагностика: тез. докл. на 10-м научно-техническом семинаре. Казань, 1998. - С. 151.

142. Тарасов В.Н. Проектирование трехфазного магнитно-транзисторного инвертора / В.Н. Тарасов, Г.Ф. Кропачев, P.M. Газизов // Проблемы энергетики: материалы докл. республ. науч. конф. ч.2. / КФ МЭИ. Казань, 1998. - С. 28-29.

143. Вентильно-индукторный двигатель выполняется в габаритах асинхронного двигателя КД-180.

144. Диаметр статора внешний Вс =0.1 м.

145. Диаметр статора внутренний Вс5 = 0.1 • 0.5 = 0.05 м.1. Длина статора I = 0.04 м.1. Зазор 8 = 0.5 Ю-3 м.

146. Диаметр ротора И = 0.049 м.

147. Число зубцов статора 2С 6. Число зубцов ротора 2 р = 4.

148. Дуга полюса статора /Зс = 30°. Дуга полюса ротора (3 = 32°. Ширина зубца статора

149. Ъ2С =Исд -втСРс /2) = 0.05-8^(15°) = 0.013 м.1. Ширина паза статора1. Ьк =Н±^0.013 = 0.0132 м.1. Ширина зубца ротора

150. Ь2р =Ир -бшСР^/2) = 0.049■зт(16°) = 0.0135 м.1. Ширина паза ротораяг-£>„ 3 14-0 049

151. Ьт=-Р--Ь„в= ' -0.0135 = 0.025 м.пр ^ 41. Высота ярмакя = 0.5 • Ъгр = 0.6 ■ 0.0135 = 0.008 м. Бяс = £>с -2-Ня =0.1-0.016 = 0.084 м.1. Высота зубца статора2 21. Площадь паза5п =^—{р2яс 02с5) = ^(0.0842 - 0.052)= 0.00060 м2. 4-гс 4-6 '

152. Высота зубца ротора к = 0.015м.

153. Расчет числа витков фазных катушек ВИД

154. Полная электрическая мощность двигателя1. Р 400 =-аш-=-= 879.12 ВА.ыьфном-'Пнш 0.7-0.651. Номинальный ток= 879Л2 = 29д^нам и 300нам ^

155. Расчетная частота выходных напряжений трехфазного полумостового преобразователя определяется по выражениюи „-ли=где Щ- число витков в фазной обмотке ВИД, Вст- магнитная индукция в зазоре, к3 = 0.92.

156. Тогда требуемое число витков фазы ВИДи„-ли' Ва ' $пол. ст ' ^з

157. Диаметр изолированного провода фазной обмотки200 Гц.300 Вит.аиз,ф4./ 4-29+ 43 = , 1-^г + 0.05 = 0.72 мм.лг-7 V 3.14-8

158. Рассчитаем число витков обмотки управления1. Жф = 300 •упиф-ли300.10- = 5

159. Необходимый ток базы транзистора в режиме переключения равен1б = 1.2^ = 1.2— = 0.23 А. В ■ 15гшт 1

160. Диаметр изолированного провода обмотки управлениягиз,уп4'г'б'д0"+0.05 = .1^^ + 0.05 = 0.24 мм.л:-; V 3.14-8

161. Проверяем будет ли двигатель с рассчитанным числом витков фазных катушек соответствовать заданной мощности на валу 144.

162. Воспользовавшись исходными данными, определяем средний момент на валу машиныи н.м.<-»„.„ л-пном 3.14-3000

163. Среднее азимутальное усилие на один зубец2.М , 1.31. КзсР =-^=—^ = 26.53 Н.р Dpom 49 -10

164. Соотношение между Fœ max и амплитудой МДС катушки задается формулой 8.1. F = Iw =1. F 8где I амплитуда тока;м> число витков катушки.

165. Действующее значение тока фазы зависит от скважности и формы тока. Для токов близких к прямоугольным в двигателях конфигурации 6/4 и 8/6 соотношение между значением действующего тока ИД и его максимальным значением 8.= ( л/2 -5- 2 )1д.

166. Число витков катушки, необходимое для создание рассчитанного азимутального усилия на валу и заданного момента1\| /-//0 1.7-2.9 V 0.06-1.256-Ю-6 Фазная обмотка ВИД состоит из двух сосредоточенных катушек. Общее число витков обмотки ВИД равно 300.

167. Числа витков рассчитанные для создания необходимой мощности на валу и требуемой частоты вращения двигателя совпадают. Принимаем окончательно число витков фазной обмотки 300.

168. Геометрия статора и ротора ВИД1. Статор ВИД