автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Вентильный электропривод с синхронным реактивным двигателем независимого возбуждения

На правах рукописи

Григорьев Максим Анатольевич

ВЕНТИЛЬНЫИ ЭЛЕКТРОПРИВОД С СИНХРОННЫМ РЕАКТИВНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Специальность 05.09.03 — "Электротехнические комплексы и системы'

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Челябинск 2004

Работа выполнена в Южно-Уральском государственном университете.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Усынин Юрий Семёнович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Сарапулов Федор Никитич; кандидат технических наук, профессор Кабанов Иван Дмитриевич.

Ведущая организация - ФГУП СКВ "Ротор", г. Челябинск,

Защита состоится 25 марта 2004 г., в "_" часов, в ауд. 380 на заседании

диссертационного совета Д212.298.05 при Южно-Уральском государственном университете по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И.Ленина, 76.

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

Автореферат разослан "_" февраля 2004 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

/7-

Ю.С Усышга

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Совершенствование технологии производства повышает требования к современному регулируемому электроприводу. Эти требования: большая перегрузочная способность, расширенный диапазон регулирования скорости (до I03—104), высокие динамические характеристики, интенсивное использование активных материалов, малые потери при простоте конструкции электрической машины, - могут быть обеспечены только в рамках системного подхода к разработке вентильного электропривода.

В настоящее время наибольший прогресс в современных регулируемых электроприводах наблюдается в приводах переменного тока и идет он, главным образом, за счет совершенствования преобразователей и в меньшей степени - за счет электродвигателей. Между тем, если обратить большее внимание на новые типы электрических, машин и в комплексе "преобразователь-двигатель" проектировать не преобразователь под традиционный двигатель с синусоидальным напряжением на статоре, а попытаться при конструировании электропривода учесть особенности совместной работы электродвигателя с преобразователем, то можно добиться хороших результатов.

Новый подход к разработке электрических машин коснулся как традиционных электроприводов, например, вентильного двигателя (в западной литературе - Brushless DC Motor), так и приводов, получивших своё развитие только в последнее время, например вентильно-индукторного привода. Особое место в этом ряду занимают синхронные реактивные двигатели с независимым возбуждением (СРДНВ) (по английской терминологии - Field Regulated Reluctance Machine), в котором обмотка выполнена с полным шагом, при этом часть витков создает поток возбуждения, а другая - вращающий момент.

В существующих публикациях по СРДНВ предлагается сравнение СРДНВ с асинхронным двигателем, его математическое описание, высказываются некоторые соображения по выбору оптимального числа фаз.

Однако в приведенных работах слабо освещена физика работы, не рассмотрены возможности электропривода с электродвигателем, имеющим массивный ротор и, следовательно, малые величины отношения магнитных про-водимостей вдоль продольной и поперечной осей, не приводятся инженерные методы расчёта этих двигателей. Наконец, нет рациональных схем электропривода, что позволило бы в комплексе рассматривать возможности такой системы.

Между тем очевидны преимущества привода с СРДНВ: крайняя простота конструкции, "холодный" (не содержащий обмотки) ротор, высокий КПД и большие удельные и перегрузочные моменты.

Отмеченными выше обстоятельствами обусловлена актуальность темы настоящей работы.

Работа поддержана грантом по программе развития научного творчества молодёжи в вузах Челябинской области, осуществляемой Министерством образования РФ и Администрацией Челябинской облас

i

п, -----— • -—

ЦИОИАДЬНМи

ЯИОТСКА I

Целью работы является разработка регулируемого электропривода на базе СРДНВ с различными структурами управления, исследование опытного макета электропривода на стенде.

Достижение поставленной цели потребовало в работе решения следующих задач:

-систематизации сведений по перспективным типам двигателей и основным компонентам, используемым в современном регулируемом электроприводе, а также сравнительной характеристики приводов с новыми двигателями переменного тока для различных областей их применения;

- разработки детальной классификации новых типов электроприводов на базе реактивных двигателей;

-разработки математической модели электропривода с СРДНВ для установившихся и динамических режимов работы привода;

- создания алгоритмов управления и типовых структур электропривода;

- проектирования и реализации лабораторного стенда для проведения натурных испытаний системы электропривода;

- экспериментального исследования опытного макета электропривода с СРДНВ для проверки предложенных хтгоритмов проектирования.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использовались основные положения теории электромеханического преобразования энергии, теории электропривода, методы экспериментального исследования, классические и частотные методы теории регулирования, методы математического моделирования систем на ЭВМ.

Научные положения н результаты, выносимые на защиту:

-предложенная в работе математическая модель электропривода с СРДНВ может быть положена в основу электромагнитного расчёта двигателя, а по своей структуре близка вентильному электроприводу с обращенной машиной постоянного тока;

- предложенные критерий оптимизации формы линейной плотности поверхностного тока, сформулированный на основе аппарата обмоточных, функций, а также алгоритм поиска оптимальной формы ротора СРДНВ позволяют учесть особенности питания цепей статора от вентильных преобразователей с различными схемами силовых цепей;

- алгоритмы управления и структуры электропривода с СРДНВ;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований на лабораторном макете, подтверждающие возможность реализации предложенных структур и алгоритмов управления.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и ре-комендацин подтверждена удовлетворительным совпадением основных теоретических результатов и экспериментальных данных, проведённых на макете электропривода.

Значение работы. Научное значение работы заключается в следующем:

- систематизированы сведения по синхронным реактивным и другим типам двигателей современного регулируемого электропривода и определены перспективы использования электропривода на базе СРДНВ;

- выполнена детальная классификация новых типов электроприводов на базе реактивных двигателей, используемых в современных регулируемых электроприводах;

- предложены обобщённые расчётные модели электропривода с СРДИВ, позволяющие решать задачи оптимального выбора элементов, синтеза автоматических регулирующих устройств, анализа динамики систем управления;

- предложен алгоритм оптимизации формы линейной плотности поверхностного тока и геометрических размеров СРДНВ с учётом особенностей питания обмоток статора от вентильных преобразователен с разными схемами силовых цепей;

-предложены и обоснованы алгоритмы управления электроприводом с СРДНВ;

- разработаны перспективные структуры электроприводов с СРДНВ, имеющие высокие регулировочные и энергетические показатели.

Практическое значение работы заключается в следующем:

- выработаны рекомендации по проектированию электропривода на основе СРДНВ и выбору законов его управления;

-разработаны структурные, функциональные и принципиальные схемы систем управления электроприводом с СРДНВ, обеспечивающие рассматриваемому электроприводу регулировочные свойства обращенной машины постоянного тока;

- разработан и реализован лабораторный стенд электропривода на основе СРДНВ;

- предложена методика расчёта установившихся и динамических процессов электромеханического преобразования энергии в электроприводе с СРДНВ.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанные структурные и функциональные схемы электропривода и методики их расчёта приняты для использования:

- в разработках перспективных электроприводов ФГУП СКБ "Ротор" (г. Челябинск);

- Южно-Уральским государственным университетом в учебном процессе на кафедре "Электропривод и автоматизация промышленных установок**.

Апробация работы. В полном объёме работа докладывалась и обсуждалась на научно-техническом совете ФГУП СКБ "Ротор" и на расширенном заседании кафедры "Электропривод и автоматизация промышленных установок" Южно-Уральского государственного университета.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях и семинарах, в том числе на:

- Ill Международной (XIV Всероссийской) научно-технической конференции по автоматизированному электроприводу "АЭП - 2001" (Н. Новгород, 2001);

-XII научно-технической конференции "Электроприводы переменного тока" (Екатеринбург, 2001.);

- "Российском национальном симпозиуме по энергетике" (Казань, 2001);

-на ежегодных научно-технических конференциях Южно-Уральского

государственного университета (Челябинск, 2000 - 2003 г. г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав и заключения, изложенных на 171 странице машинописного текста, содержит 64 рисунка, 5 таблиц, список используемой литературы из 146 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы задачи исследовании, в виде краткой аннотации изложены основные положения работы.

В первой главе на основе детального обзора работ, опубликованных в отечественной и зарубежной литературе, сформулированы требования к современному регулируемому электроприводу, рассмотрены тенденции развития элементной базы и электромеханических преобразователей.

Особый интерес был проявлен к синхронным реактивным двигателям, который вызван конструктивными преимуществами (простая конструкция бесконтактного ротора, статор является серийно изготавливаемым элементом машины) и надёжностью работы при эксплуатации. Вместе с тем существующие синхронные реактивные машины имеют низкие удельные и энергетические показатели. Простой синхронный двигатель развивает мощность, не превышающую 40% мощности равного ему по габаритам асинхронного двигателя, и имеет коэффициент мощности, который не превышает 0,5.

Энергетические и весовые показатели реактивных машин можно значительно улучшить, совершенствуя конструкцию ротора так, чтобы магнитная проводимость по продольной оси увеличивалась, а по поперечной оси -уменьшалась. Однако такое решение сопряжено со значительным усложнением конструкции ротора, уменьшением его жёсткости и прочности.

Другой вариант улучшения удельных показателей реактивных машин связан с выявлением и использованием дополнительных возможностей, которые появляются при совместной работе двигателя и полупроводникового преобразователя. Примером такого решения может служить синхронный реактивный двигатель независимого возбуждения (СРДНВ).

СРДНВ имеет на статоре многофазную обмотку с полным шагом и явно-полюсный ротор. Элементарный принцип работы машины таков: если по обмоткам 1-1' и 2 - 2' (рис. 1) пропустить ток 1„ то он создаст поток по про-

дольной магнитной оси машины. Если теперь по обмоткам 3 - 3', 4 - 4% 5 - 5' и 6 -6', расположенным над полюсами ротора» пропустить ток /0 то создается электромагнитный момент. Токи /0 в обмотках возбуждения, расположенные над межполюсными промежутками ротора, и токи /а в якорных обмотках, расположенные над полюсами ротора, могут регулироваться независимо и должны переключаться в функции положения ротора. По этим обмоткам нет необходимости пропускать синусоидальный ток. Более эффективной оказывается прямоугольная форма тока. Так, на рис. 2 показаны диаграммы изменения тока /, и электродвижущей силы (ЭДС) вращения Е| первой фазы во времени.

Очевидны конструктивные преимущества машины: бес контактность, простая и технологичная конструкция массивного ротора, допускающая высокие скорости, "холодный" ротор, простая обмотка на статоре.

Однако, обзор литературы по СРДНВ показал, следующее:

- физика работы электропривода с данным типом двигателя, являющаяся

основой для всех дальнейших работ, связанных с разработкой, проектированием, наладкой нового электропривода освещена слабо;

- предлагается математическая модель двигателя, но она не позволяет в комплексе проектировать двигатель и схемы силовой части инвертора;

- не рассмотрены и не обоснованы варианты структур электропривода;

- наконец, нет сопоставления регулировочных показателей данного электропривода с традиционными приводами переменного тока.

Во второй главе предложена классификационная схема новых типов электроприводов на базе реактивных двигателей. Классификационные признаки выбраны таким образом, чтобы с одной стороны показать конструктивные и функциональные особенностк СРДНВ, с другой - дать их в сравнении с наиболее близкими вариантами типовых электроприводов: реактивным и индукторным двигателями. В качестве классификационных признаков выбраны: тип обмотки на статоре, число фаз машины, количество пар полюсов статора и ротора, конструктивные особенности статора и ротора, способы возбуждения и формирования электромагнитного момента, тип структуры регулирования (см. таблицу).

Классификационная схема позволила выделить основные конструктивные и функциональные свойства СРДНВ, отличающие их от классических синхронных реактивных и индукторных двигателей.

разрез двигателя

* 1—1 ПК

Д1' » ► « *

Рис. 2. Диаграммы изменения

ЭДС (а), и тока (б) СРДНВ в двигательном режиме работы

Таблица

Сопоставление характеристик электроприводов на базе индукторного, реактивного двигателей н СРДНВ

Индукторный двигатель Синхронный реактивный двигатель СРДНВ

Разное число пар по-люсоз статорной сосредоточенной обмотки и числа зубцов (полюсов) ротора Равное число пар полюсов распределённой многослойной обмотки статора и явно-полюсного ротора Равное число пар полюсов однослойной, выполненной с полным шагом обмотки "статора и явнополюсного ротора

Высокая степень магнитной несимметрии достигается за счёт выбора оптимального зазора и формы полюсов без снижения прочности ротора и увеличения его размеров Высокая степень магнитной несимметрии достигается только за счёт усложнения конструкции ротора, что может привести к снижению его прочности Машина имеет одностороннюю зубчатость. Высокие удельные показатели достигаются без усложнения конструкции ротора, не снижая его прочности (массивный ротор) выбором формы тока обмоток статора

Наличие потока, неизменного по направлению в воздушном зазоре, от специальной обмотки чаще на статоре, фазы которой возбуждаются импульсами токов произвольной формы и, чаще, имеют слабую магнитную связь Поток в зазоре знакопеременный, обычно синусоидальный, который образуется суммарным действием "лГ - фазных обмоток с сильной магнитной связью; фазы возбуждаются обычно енну-соидхпьными токами Поток знакопеременный, несинусоидальный, образованный в определённый момент времени фазами, расположенными над межполюсными промежутками; фазы возбуждаются, как в ДПТ, прямоугольной формой токов

Чаще всего! момент создаётся взаимодействием возбуждённого зубца статора и зубца пассивного явнополюс-ного ротора Момент создаётся взаимодействием тока статора и магнитного поля, которое независимо регулироваться не может Момент формируется в результате взаимодействия якорных проводников с полем возбуждения, которое может регулироваться независимо

Нелинейные уравнения затрудняют их преобразования к вращающейся системе- координат, удобной для реализации распространённых структур (векторных. скользящих и др.) Традиционные структуры управления для синхронных машин: разомкнутого (сетевой привод) и замкнутого электропривода (частотнотоковых, векторных и др.) Системы . регулирования строятся аналогично электроприводу постоянного тока

С учётом картины магнитных полей рассмотрены особенности электромеханического преобразования энергии в СРДНВ. С этой целью на реальном двигателе в режиме холостого хода и при нагрузке регистрировалась картина магнитной индукции в зазоре вдоль расточки статора. Она сравнивалась с индукцией в зазорах: синхронной машины с активным ротором, синхронного реактивного двигателя и двигателя постоянного тока. Установлено, что магнитная индукция в зазоре СРДНВ наиболее близка к индукции в зазоре обращенного двигателя постоянного тока.

Удельные показатели СРДНВ сопоставлялись с распространёнными электрическими машинами переменного (асинхронный, синхронный двигатели) и постоянного тока.

Показано, что в двигателе постоянного тока строгое совпадение геометрической и физической 'нейтралей не позволяет продуктивно использовать проводники, расположенные в межполюсном промежутке, в то время как в СРДНВ благодаря сдвигу физической нейтрали на край полюса проводники, находящиеся над межполюсным промежутком, создают поле возбуждения. Более высокие удельные возможности СРДНВ по сравнению с асинхронным двигателем объяснены выбором специальных законов управления, отличных от синусоидальных.

Сравнение удельных показателей СРДНВ и АД производилось при равных линейных нагрузках статора. Оба образца были выполнены в корпусе и железе статора асинхронного двигателя 4A100L4. Эксперимент показал, что момент, развиваемый СРДНВ, превосходит момент асинхронного двигателя по меньшей мере на 20%. Зарубежные источники указывают на ещё большие превышения (до 68%) номинального момента СРДНВ, но этот результат достигался преднамеренным увеличением линейной нагрузки для того, чтобы сопоставление выполнялось при равных суммарных потерях в меди.

Для уточнения принципа работы СРДНВ, экспериментального сопоставления вариантов электрических машин опытным путём определялись статические характеристики в СРДНВ, синхронных двигателях с активным и пассивным ротором: угловые (зависимость момента от угла поворота ротора) и мо-ментные (зависимость максимального момента от тока). Здесь исследования проводились при заторможенном роторе.

Результаты эксперимента показали, что угловая характеристика СРДНВ имеет, как и в случае синхронного реактивного двигателя, два периода на оборот, максимальный момент незначительно (примерно на 10%) уступает синхронному двигателю с активным ротором и почти на 25% превосходит реактивный двигатель, пи-

двигателя с активным ротором (1), СРДНВ (2), реактивного двигателя (3)

таюшийся от источника трёхфазного синусоидального напряжения (рис. 3). Учитывая то, что синхронные реактивные двигатели работают в схемах частотного регулирования (т.е. без датчиков положения ротора) или напрямую от сети, где приходится иметь запас статической устойчивости, то этот показатель увеличится, по меньшей мере, в два раза.

Кривая максимальных моментов СРДНВ от тока статора при всех обмотках статора, включенных последовательно, при малых токах и моментах имеет параболический характер, а потом идёт прямолинейно (рис.4, кривая 1). Каких-либо признаков ограничения кривой электромагнитного момента не наблюдалось, что следует признать большим преимуществом при работе электропривода с механизмами, у которых наблюдаются большие перегрузки по моменту. В случае независимого возбуждения (ток возбуждения поддерживался постоянным) кривая момента при малых нагрузках имела линейный характер, при перегрузках наклон кривой снижался (рис.4, кривая 2). Такой характер зависимости связан с размагничивающим влиянием реакции якоря.

В третьей главе проведен обзор существующих математических моделей электромеханических преобразователей. Сходство картины магнитных полей в СРДНВ и обращенной машине постоянного тока, указывает на аналогию расчётных моделей в этих типах машин.

Выражение для электромагнитного момента можно записать в виде

где - индукция в зазоре; - величина якорного тока; - длина ротора;

- число проводников приходящихся на эквивалентную якорную обмотку;

- диаметр ротора; - коэффициент, учитывающий пульсации электромагнитного момента.

Коэффициент пропорциональности электромагнитного момента якорн-му току можно определить по выражению

Среднее значение индукции в зазоре

в -и ('-«»К-*.-*

Здесь: К% = /,//„ - ток возбуждения в долах от тока якоря;р - число пар полюсов; б' - расчётное значение воздушного зазора; к^- коэффициент насыщения магнитной системы по продольной оси; N эффективное число проводников статора; - полюсная дуга.

Коэффициент пропорциональности

устанавливает зависимость между скоростью и ЭДС вращения якорной обмотки двигателя ( - число витков статорной обмотки, приходящихся на фаЗУ).

Тогда связь между величиной электромагнитного момента, главными размерами машины и электромагнитными нагрузками будет определяться согласно выражению

где А - линейная токовая нагрузка машины; р - число пар полюсов машины.

По расчётным моделям разработана методика электромагнитного расчёта СРДНВ, в которой указаны особенности выбора главных размеров статора, электромагнитных нагрузок, воздушного зазора, обмоточных данных фазных катушек, числа фаз. >

В электроприводе с СРДНВ благодаря многофазности и наличию преобразователя частоты между сетью и двигателем вполне актуальна задача поиска оптимальной формы линейной плотности поверхностного тока.

Попытки решать указанную задачу аналитическими (вариационными) методами оказались малоэффективными, а наложение дополнительных уравнений связей из-за необходимости учёта особенностей питания машины от вентильных преобразователей при различных схемах, исключает получение решения в общем виде. Более продуктивными оказались численные методы, тем более что любая машина, имеющая конечное число пазов, дискретна по своей природе.

Очень удобным оказался аппарат обмоточных функций двигателя. В этом случае непрерывный график линейной плотности поверхностного тока заменяется реальной дискретной последовательностью импульсов, равных пазовым токам /, статора (рис. 5, б). Интегрированием этой последовательности импульсов получается график МДС Ж в зазоре (рис. 5, в), который (в идеально линейной системе) в другом масштабе представляет график индукции в зазоре. Если ротор неявнополюсный, то сумма положительных и отрицательных импульсов удельной касательной силы/х вдоль расточки статора (рис. 5, г)

равна нулю. Чтобы электрическая машина развивала электромагнитный момент, необходимо импульсы одной полярности (положительные или отрицательные) "отсечь", для чего её ротор выполнить явнополюсным (рис. 5, а). Критерий оптимизации был представлен в виде:

а)

6)

О г, дг, Статор вааеаоа»»»»»

I. Ь (| Ртор

ПГПТ1

где I, - пазовый ток; п - число пазов на статоре; С - постоянная интегрирования; т,к- номера пазов, соответствующих координатам *|,.Х2(рис. 5, а). Критерий д пропорционален отношению величины электромагнитного момента к потерям в меди. Он удобен тем, что имеет нулевую размерность относительно величины тока статора, так как и числитель и знаменатель в равной степени (во второй) зависят от тока.

Оптимизация формы линейной плотности поверхностного тока рассматривалась для случаев питания статорных обмоток: от индивидуальных источников на каждую фазу; от двух параллельно работающих автономных инверторов, каждый из которых выполнен по трёхфазной мостовой схеме. Оптимизация выполнялась для идеально линейной системы, затем учитывалось насыщение магнитной системы.

В случае, когда каждый пазовый ток мог регулироваться независимо от других, а магнитная система принималась идеально линейной, оптимум достигался при равный величинах токов в пазу. При этом относительная величина полюсной дуги Ь =0,5. При учете насыщения оптимальной кривой линейной плотности поверхностного тока оставалась горизонтальная прямая, но оптимальная величина полюсной дуги увеличивалась. Так, при коэффициенте насыщения магнитной системы полюсная дуга увеличилась до Ь - 0,63.

Наибольшее значение показателя д в схеме питания обмотки статора • СРДНВ от двух трёхфазных мостовых инверторов наблюдается при 180-градусной проводимости вентилей, правда, этот показатель на 11 % ниже, чем в исходной схеме. При этом Ь = 0,5. Оптимальная форма полуволны тока фазы статора СРДНВ составлена из трех горизонтальных отрезков продолжительностью 60 градусов каждый, при этом средний отрезок в два раза выше крайних, равных между собой по амплитуде. При учете насыщения магнитной сис-

^ I Ь ..I

Л.

А

Рис. 5. Распределение пазового тока /„ магнитодвижущей силы Р и удельной касательной силы/; вдаль расточки статора х

темы электродвигателя полюсная дуга увеличивалась до b =0,67 при коэффициенте насыщения kyj ~ 0,5.

В четвёртой главе сформулировано техническое задание на опытный образец электропривода, выполнен лабораторный макет привода с СРДНВ, предложены и экспериментально проверены варианты функциональных схем управления электроприводом, с использованием частотных экспериментальных характеристик уточнена его математическая модель.

Для экспериментальной проверки основных положений теории в лаборатории "Автоматизированный электропривод" кафедры ЭПА Южно-Уральского государственного университета был выполнен действующий макетный образец электропривода с СРДНВ. На этом макете проверена работоспособность основных функциональных схем управления: с независимым (рис. 6), последовательным возбуждением и с двухзонным регулированием скорости (рис. 7).

В схеме управления с независимым возбуждением (рис. 6) статорные обмотки питаются от шести независимых источников тока (UZl,..., UZ6). Задание тока якорных обмоток подаётся с выходов регуляторов скорости AR и инвертора И1 через узел формирования фазных токов (УФФТ). УФФТ по сигналам датчика положения ротора формирует задания на токи статора. Задание на ток возбуждения подаётся с выходов потенциометра RP и инвертора И2. Скорость поддерживается регулятором скорости AR. Допустимое значение электромагнитного момента устанавливается блоком ограничения

В электроприводах с большим диапазоном изменения момента нагрузки возможно включение двигателя по схеме последовательного возбуждения (рис. 7, а). В этом случае ток возбуждения изменяется пропорционально абсолютной величине напряжения для чего применён функциональный преобразователь A3.

Существуют ряд производственных механизмов, у которых работа электропривода на высоких скоростях происходит с уменьшенными значениями момента статической нагрузки. В этом случае целесообразно перейти к схеме двухзонного регулирования (рис. 7, б). Здесь при напряжениях на статоре ни-

Рис. 6. Функциональная схсма электропривода с реактивным двигателем независимого возбуждения

же номинального регулятор напряжения ЛУ насыщен, а ток возбуждения определяется уставкой блока ограничения А2. При увеличении скорости выше основной происходит снижение напряжения на выходе регулятора А У и ослабление потока.

В рассмотренных схемах управления исследовались основные показатели регулирования. Практический интерес представляли механические и регулировочные характеристики электропривода в схемах: независимого, последовательного и двухзонного регулирования. Было показано, что статические характеристики этого электропривода аналогичны соответствующим характеристикам электропривода постоянного тока.

Анализ расчетных и экспериментальных кривых показал их удовлетворительное совпадение.

Надёжные результаты синтеза высококачественной системы управления могут быть достигнуты лишь при высокой степени достоверности математического описания электропривода как динамической системы. В полной степени этому требованию удовлетворяет аппарат экспериментальных частотных характеристик благодаря ясной и простой связи частотной характеристики со структурой и параметрами схемы, учёту реальных взаимосвязей в системе. При этом в ряде случаев исключается необходимость точного математического описания системы.

Идентификация электропривода с использованием экспериментальных частотных характеристик проводилась в два этапа. Сначала идентифицировались контуры регулирования фазных токов. Это дало возможность реализовать источники тока, близкие к идеальным по быстродействию и точности поддержания заданного тока. На втором этапе в канале "преобразователь частоты - двигатель" за входной сигнал было взято напряжение и , а за выходной - электромагнитный момент двигателя. При этом контуры регулирования фазных токов были настроены в режиме источников тока.

Аппроксимация экспериментальных частотных характеристик в полосе частот до 1000 рад/с привела к структурной схеме электропривода, эквивалентной последовательному включению инерционных звеньев с передаточной функцией

Здесь постоянной 7"| = 5 КС учитывается электромагнитная инерционность силовой цепи, а 7"г = 2,5 мс - динамические свойства электрического преобразователя.

Выполненные теоретические и экспериментальные исследования показали высокие динамические характеристики электропривода. Поэтому их полезно было сопоставить с лучшими современными образцами регулируемых электроприводов в частности, приводов переменного тока. Для сравнения были выбраны частотно-регулируемые асинхронные электроприводы на базе преобразователей SIMOVERT Master Drive VC 6SE7021-3EB61 и UNIDRIVE UN11405.

Результаты исследований показали, что системы управления контуром косвенного регулирования момента (КРМ) в электроприводе с СРДНВ и асинхронных приводах имеют близкие динамические показатели как по полосе равномерного пропускания частот (Орд, » 200 — 300 рад/с), так и по диапазону частот, когда фазовая характеристика контура не опускается ниже 180 градусов (отстающих) (рис. 8).

Внешние контуры регулирования скорости (КРС) разных вариантов электроприводов имеют близкие значения полосы равномерного пропускания частот (рис. 9). Это следует объяснить тем, что на макете были представлены образцы электрических машин, которые имели линейные нагрузки на статоре и геометрические размеры, характерные для серийных асинхронных двигателей.

Рис. 8. ЛЧХ КРМ: Рис. 9. ЛЧХ КРС:

I - СРДНВ; 2 - SimovCTU У - Unidrive I - СРДНВ; 2 - Simoveit; 3 - Unidrive

Между тем, в СРДНВ благодаря высокой механической жесткости ротора можно значительно увеличить А. - отношение длины ротора к диаметру - и тем самым снизить механическую инерцию ротора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная научно-техническая задача - разработка и исследование самостоятельного класса вентильного электропривода на базе СРДНВ. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования позволяют отметить следующие основные результаты и сделать выводы:

1. Систематизированы сведения по электроприводам с синхронными реактивными двигателями. Показаны высокие потенциальные возможности электропривода с СРДНВ: бесконтактность, простая и технологичная конструкция двигателя, высокая механическая жёсткость ротора, простая обмотка на статоре и малый нагрев безобмоточного пассивного ротора.

2. Разработана детальная классификация (по конструктивным и функциональным признакам) новых типов электроприводов с бесконтактными электрическими машинами. На основании сопоставления этих признаков показано, что электропривод на базе СРДНВ следует отнести к принципиально новому классу электроприводов, отличному от традиционных на базе индукторного двигателя или синхронной реактивной машины.

3. Теоретически показаны и экспериментально проверены высокие удельные показатели СРДНВ, приближающиеся к показателям синхронных двигателей с активным ротором и превосходящие на 2 0 - 2 5 % показатели асинхронных и на 50 % традиционных реактивных двигателей.

4. Предложены обобщённые расчётные модели электропривода с СРДНВ, которые были положены в основу расчёта электромагнитного момента.

Показано, что статические и динамические характеристики электропривода с СРДНВ аналогичны электроприводу с обращенной машиной постоянного тока.

5. С применением метода обмоточных функций предложен алгоритм оптимизации формы линейной плотности поверхностного тока и геометрических размеров СРДНВ. Алгоритм учитывает особенности питания обмоток статора от вентильных преобразователей с разными схемами силовых цепей и насыщение магнитной системы.

6. Синтезированы и обоснованы алгоритмы управления электроприводом с СРДНВ. Так, в электроприводе с индивидуальными источниками питания статорных обмоток фазные токи изменяются во времени по прямоугольному закону. При питании машины от двух трёхфазных мостовых инверторов, форма тока представляет собой три горизонтальных отрезка продолжительностью 60 электрических градусов каждый, причём средний отрезок в два раза выше крайних равных между собой.

Предложенные алгоритмы позволили разработать унифицированные структуры электропривода, имеющие высокие регулировочные показатели.

7. Теоретически показано и экспериментально проверено, что структуры электропривода на базе СРДВН по динамическим характеристикам не уступают, а по величине перегрузочного момента (до 4М11 и более) превосходят лучшие зарубежные аналоги электроприводов переменного тока на базе преобразователей: Unildгive, Simoveгt

8. Обоснованы перспективы использования электропривода с СРДНВ для рабочих механизмов с тяжёлыми условиями эксплуатации, где актуальны такие его преимущества, как бесконтактность, высокая жёсткость вала, большие перегрузки по моменту и высокие регулировочные показатели (механизмы металлургического производства, городской электротранспорт, автономные электроэнергетические установки).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Электропривод с синхронным реактивным двигателем независимого возбуждения / Ю.С. Усынин, Н.Д. Монюшко, Г.В. Карзваев, М.А. Григорьев // Труды Ш Международной (XIV Всероссийской) научно-технической конференции по автоматизированному электроприводу "АЭП - 2001".-Н. Новгород: "Изд-во Вектор-ТиС", 2001. - С. 106 - 107.

2. Усынин Ю.С, Караваев Г.В., Григорьев М.А. Электропривод с синхронным реактивным двигателем независимого возбуждения // Российский национальный симпозиум по энергетике: Материалы докладов. - Казань: Изд-во Казан, гос. энерг. ун-та, 2001. - Т.Н. - С. 187 - 188.

3. Usinin Ju.S., Karavaev G.V., Grigorjev M.A. The Electric Drive with Field Regulated Reluctance Machine // Russian National Symposium on Power Engineering, 10-14 September 2001: Proceedings. - Kazan: Kazan State Power University, 200I-V.IL-P. 54.

4. Особенности расчета электромагнитного момента синхронных реактивных двигателей независимого возбуждения/ Ю.С. Усынин, Н.Д. Монюшко, МЛ. Григорьев, Г.В. Караваев // Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сб. науч. тр. - Магнитогорск: Изд-во МГТУ, 2001. - Вып. 6 -С. 16-24.

5. Усынин Ю.С., Караваев Г.В., Григорьев М.А. Статические режимы электропривода с синхронным реактивным двигателем независимого возбуждения // Труды XII научно-технической конференции "Электроприводы переменного тока*. - Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 2001. - С. 176 - 179.

6. Электропривод с синхронным реактивным двигателем независимого возбуждения / Ю.С. Усынин, Н.Д. Монюшко, М.А. Григорьев, Г.В. Караваев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2001. - №4. - С. 70 - 76.

7. Григорьев М.А. Физические основы теории электропривода с синхронным реактивным двигателем независимого возбуждения // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: Изд-во МГТУ, 2002. - вып. 7. С. 52 - 60.

8. Григорьев М.А. Разработка и исследование электропривода с синхронным реактивным двигателем независимого возбуждения // Конкурс грантов студентов, аспирантов и молодых учёных вузов Челябинской области: Сб. рефератов научно-исследовательских работ аспирантов. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2003. - С. 113 - 114.

Григорьев Максим Анатольевич

ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С СИНХРОННЫМ РЕАКТИВНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Специальность 05.09.03 -"Электротехнические комплексы и системы"

Автореферат, диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Издательство Южно-Уральского государственного университета

ИД № 00200 от 28.09.99. Подписано в печать 27.01.2004. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 0,93. Уч-изд. л. 1. Тираж 80 экз. Заказ. 11/29.

УОП Издательства. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76.

1>

€- 2 9 97

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ ТИПОВ ДВИГАТЕЛЕЙ В СОВРЕМЕННЫХ РЕГУЛИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ

1.1. Предпосылки применения новых типов электрических машин в современных регулируемых электроприводах.

1.2. Новые идеи конструирования электрических машин.

1.3. Синхронные реактивные машины.

1.4. Выводы.

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ СРДНВ.

2.1. Физические основы работы СРДНВ.

2.1.1. Сравнение СРДНВ и синхронной машины с активным ротором.

2.1.2. Сравнение СРДНВ и двигателя постоянного тока. Идеальные диаграммы тока и ЭДС фазы статора СРДНВ.

2.2. Сравнительная характеристика СРДНВ и других типов электрических машин по конструктивному признаку.

2.3. Сравнительная характеристика СРДНВ и других электрических машин по функциональному признаку.

2.3.1. Функциональные свойства синхронной машины с активным ротором.

2.3.2. Функциональные свойства СРДНВ.

2.3.3. Сравнение свойств СРДНВ с синхронным реактивным двигателем.

2.3.4. Функциональные свойства двигателя постоянного тока.

2.4. Удельные показатели СРДНВ и других типов электрических машин.

2.4.1. Сравнение СРДНВ и двигателя постоянного тока.

2.4.2. Сопоставление СРДНВ и асинхронного двигателя.

2.5. Статические характеристики СРДНВ.

2.5.1. Угловые характеристики.

2.5.2. Моментные характеристики электропривода с СРДНВ.

2.6. Выводы.

Глава 3. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ СРДНВ

3.1. Математические модели СРДНВ и их анализ.

3.1.1. Обзор математических моделей СРДНВ.

3.1.2. Представление СРДНВ обращенной машиной постоянного тока.

3.1.3. Математическое описание СРДНВ на основе обмоточных функций.

3.2. Структурно-топологическая модель СРДНВ для квазиустановившихся режимов работы.

3.3. Электромагнитный расчёт СРДНВ.

3.4. Оптимизация формы линейной плотности поверхностного тока в СРДНВ. Алгоритм оптимизации.

3.4.1. Постановка задачи оптимизации.

3.4.2. Варианты аналитического подхода к решению задачи оптимизации.

3.4.3. Численные методы оптимизации формы линейной плотности поверхностного тока.

3.4.4. Алгоритм оптимизации формы линейной плотности поверхностного тока.

3.4.5. Результаты оптимизации.

3.5. Выводы.

Глава 4. СИНТЕЗ СТРУКТУР СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ С СРДНВ

4.1. Постановка задачи.

4.2. Методика экспериментального определения частотных характеристик звеньев и систем электропривода. Алгоритм частотного синтеза систем управления.

4.3. Разработка модели комплекса преобразователь - двигатель.

4.4. Разработка функциональных схем управления электроприводом.

4.4.1. Схема управления с постоянным возбуждением двигателя.

4.4.2. Схема управления с последовательным возбуждением двигателя.

4.4.3. Схема управления с двухзонным регулированием скорости двигателя.

4.5. Синтез внешнего контура регулирования скорости.

4.6. Конструирование опытного образца электропривода с СРДНВ.

4.7. Анализ статических режимов работы электропривода.

4.7.1. Статические характеристики в схеме управления с постоянным возбуждением двигателя.

4.7.2. Статические характеристики в схеме с последовательным возбуждением двигателя.

4.7.3. Статические характеристики в схеме с двухзонным регулированием скорости двигателя.

4.7.4. Статические характеристики электропривода постоянного тока в одноканальной схеме подчинённого регулирования.

4.8. Динамические характеристики электропривода с СРДНВ и их сопоставление с характеристиками асинхронных частотнорегулируемых электроприводов.

4.9. Перспективы применения электропривода с СРДНВ для различных механизмов.

4.10. Выводы.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Совершенствование технологии производства повышает требования к современному регулируемому электроприводу. Эти требования: большая перегрузочная способность, расширенный диапазон регулирования скорости (до 103—104), высокие динамические характеристики, интенсивное использование активных материалов, малые потери при простоте конструкции электрической машины, - могут быть обеспечены только в рамках системного подхода к разработке вентильного электропривода.

В настоящее время наибольший прогресс в современных регулируемых электроприводах наблюдается в приводах переменного тока и идет он, главным образом, за счет совершенствования преобразователей и в меньшей степени -за счет электродвигателей. Между тем, если обратить большее внимание на новые типы электрических машин и в комплексе "преобразователь-двигатель" проектировать не преобразователь под традиционный двигатель с синусоидальным напряжением на статоре, а попытаться при конструировании электропривода учесть особенности совместной работы электродвигателя с преобразователем, то можно добиться хороших результатов.

Новый подход к разработке электрических машин коснулся как традиционных электроприводов, например вентильного двигателя (в западной литературе - Brushless DC Motor), так и приводов, получивших своё развитие только в последнее время, например вентильно-индукторного привода. Особое место в этом ряду занимают синхронные реактивные двигатели с независимым возбуждением (СРДНВ) (по английской терминологии - Field Regulated Reluctance Machine), в котором обмотка выполнена с полным шагом, причём часть витков статора создает поток возбуждения, а другая - вращающий момент. Регулирование токов в этих обмотках независимое.

В существующих публикациях по СРДНВ предлагается сравнение СРДНВ с асинхронным двигателем, его математическое описание, высказываются некоторые соображения по выбору оптимального числа фаз.

Однако в приведенных работах слабо освещена физика работы, не рассмотрены возможности электропривода с электродвигателем, имеющим массивный ротор и, следовательно, малые величины отношения магнитных прово-димостей вдоль продольной и поперечной оси, не приводятся инженерные методы расчёта этих двигателей. Наконец, нет рациональных схем электропривода, что позволило бы в комплексе рассматривать возможности такой системы.

Между тем очевидны следующие преимущества привода с СРДНВ: крайняя простота конструкции, "холодный" (не содержащий обмотки) ротор, высокий КПД и большие удельные и перегрузочные моменты.

Отмеченными выше обстоятельствами обусловлена актуальность темы настоящей работы.

Работа поддержана грантом по программе развития научного творчества молодёжи в вузах Челябинской области, осуществляемой Министерством образования РФ и Администрацией Челябинской области.

ЦЕЛЬЮ настоящей работы является разработка регулируемого электропривода на базе СРДНВ с различными структурами управления, исследование опытного макета электропривода на стенде.

Достижение поставленной цели потребовало в работе решения следующих задач:

-систематизации сведений по перспективным типам двигателей и основным компонентам, используемым в современном регулируемом электроприводе, а также сравнительной характеристики приводов с новыми двигателями переменного тока для различных областей их применения;

-разработки детальной классификации новых типов электроприводов на базе реактивных двигателей;

- разработки математической модели электропривода с СРДНВ для установившихся и динамических режимов работы привода;

- создания алгоритмов управления и типовых структур электропривода;

- проектирования и реализации лабораторного стенда для проведения натурных испытаний системы электропривода;

-экспериментального исследования опытного макета электропривода с СРДНВ для проверки предложенных алгоритмов проектирования.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Для решения поставленных задач использовались основные положения теории электромеханического преобразования энергии, теории электропривода, методы экспериментального исследования, классические и частотные методы теории регулирования, методы математического моделирования систем на ЭВМ. НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ:

-систематизированы сведения по синхронным реактивным и другим типам двигателей современного регулируемого электропривода и определены перспективы использования электропривода на базе СРДНВ;

- выполнена детальная классификация новых типов электроприводов на базе реактивных двигателей, используемых в современных регулируемых электроприводах;

- предложены обобщённые расчётные модели электропривода с СРДНВ, позволяющие решать задачи оптимального выбора элементов, синтеза автоматических регулирующих устройств, анализа динамики систем управления;

-предложен алгоритм оптимизации формы линейной плотности поверхностного тока и геометрических размеров СРДНВ с учётом особенностей питания обмоток статора от вентильных преобразователей с разными схемами силовых цепей;

-предложены и обоснованы алгоритмы управления электроприводом с СРДНВ;

-разработаны перспективные структуры электроприводов с СРДНВ, имеющие высокие регулировочные и энергетические показатели.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ состоит в следующем:

- выработаны рекомендации по проектированию электропривода на основе СРДНВ и выбору законов его управления;

- разработаны структурные, функциональные и принципиальные схемы систем управления электроприводом с СРДНВ, обеспечивающие рассматриваемому электроприводу регулировочные свойства обращенной машины постоянного тока;

- разработан и реализован лабораторный стенд электропривода на основе СРДНВ;

- предложена методика расчёта установившихся и динамических процессов электромеханического преобразования энергии в электроприводе с СРДНВ.

- разработанные структурные и функциональные схемы электропривода и методики их расчёта приняты для использования в разработках перспективных электроприводов ФГУП СКБ "Ротор" (г. Челябинск);

-результаты диссертации нашли отражение в учебном процессе ЮжноУральского государственного университета на кафедре "Электропривод и автоматизация промышленных установок".

ОБЩАЯ СТРУКТУРА РАБОТЫ И ЕЁ СОДЕРЖАНИЕ представлены на рис. В.1. Задача разработки и исследования вентильного электропривода с СРДНВ решалась в три этапа.

1. Разработка комплекса электрический преобразователь - двигатель. Здесь ставились задачи разработки методик электромагнитного расчёта двигателя и поиска алгоритмов управления электроприводом с учётом особенностей питания обмоток статора от вентильных преобразователей с разными схемами силовых цепей.

2. Синтез структур управления электроприводом. В рамках традиционных задач обращалось внимание на обоснование и уточнение процедур оптимизации структур управления с использованием частотно-топологических моделей электропривода. С учётом предложенных алгоритмов управления разработаны структуры управления электроприводом.

3. Обосновано применение электропривода с СРДНВ для различных механизмов.

Рис. В.1. Общая структура работы и её содержание

На первом этапе (главы 1,2, 3) были решены следующие задачи:

- рассмотрен принцип работы электропривода с СРДНВ в статических режимах, который является основой для разработки, проектирования и наладки нового электропривода. Рассмотрена классификационная схема новых типов электроприводов на базе реактивных двигателей, которая позволила выделить привод с СРДНВ в самостоятельный класс. С учётом того, что электропривод с СРДНВ является принципиально новым типом привода, все теоретические положения требовали проверки. Установлено, что электропривод с СРДНВ имеет лучшие массогабаритные показатели в сопоставлении с асинхронными и синхронными электроприводами. Теоретически показано и экспериментально проверено, что этот электропривод не имеет электромагнитных ограничений по максимально-допустимому моменту;

- проведён обзор существующих математических моделей электромеханических преобразователей и разработаны расчётные модели электропривода с СРДНВ;

- по предложенным моделям разработана методика электромагнитного расчёта СРДНВ (выбор главных размеров, электромагнитных нагрузок и т.д);

- выполнена оптимизация электромеханической системы с позиции максимизации касательного электромагнитного усилия на роторе. Приведён, обоснован и проанализирован соответствующий критерий. При этом наиболее удобным оказался аппарат обмоточных функций;

- предложены алгоритмы управления электроприводом с СРДНВ с учётом питания статорных обмоток от вентильных источников питания. Наиболее подробно рассмотрены варианты с индивидуальными источниками фазных токов и схема питания от двух типовых инверторов напряжения.

На втором этапе (глава 4):

- сформулировано техническое задание на опытный образец электропривода, смонтирован и налажен действующий макет привода, с использованием экспериментальных частотных характеристик уточнена математическая модель электропривода, предложены и экспериментально проверены варианты функциональных схем управления;

- изучены статические и динамические характеристики макетного образца электропривода в схемах независимого и последовательного возбуждения, которые подтверждают возможность реализации предложенных структур и алгоритмов управления.

Наконец, на последнем этапе (4 глава) рассмотрены и обоснованы перспективы применения электропривода с СРДНВ для различных механизмов, в которых удачно раскрываются его технические выгоды: бесконтактность, высокая жёсткость вала, большие перегрузки по моменту и высокие регулировочные показатели. В качестве таких примеров рассмотрены механизмы металлургического производства (нажимные винты станов холодной прокатки, ножницы), городской электротранспорт, электроэнергетические установки автономных объектов (вездеходов).

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. В полном объёме работа докладывалась и обсуждалась на научно-техническом совете ФГУП СКБ "Ротор" и на расширенном заседании кафедры "Электропривод и автоматизация промышленных установок" Южно-Уральского государственного университета.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях и семинарах, в том числе на:

-III Международной (XIV Всероссийской) научно-технической конференции по автоматизированному электроприводу "АЭП-2001" (Н. Новгород, 2001);

-XII научно-технической конференции "Электроприводы переменного тока" (Екатеринбург, 2001.);

-"Российском национальном симпозиуме по энергетике" (Казань, 2001);

- на ежегодных научно-технических конференциях Южно-Уральского государственного университета (Челябинск, 2000 - 2003 г.г.).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.

4.10. Выводы

1. Идентификация электроприводов с СРДНВ, проведённая на основе экспериментальных частотных характеристик показывает, что комплекс преобразователь - двигатель может быть аппроксимирован передаточной функцией того же вида, что и для электропривода постоянного тока, т.е.:

Wt, = (l + r1p)(l + rJp)' где постоянной Т\, учитывается электромагнитная инерционность; постоянной Тг — динамические характеристики вентилей электрического преобразователя.

2. Показано, что в электроприводе с СРДНВ предпочтительны структуры систем управления, принятые в регулируемых электроприводах постоянного тока (независимого и последовательного возбуждения). Статические характеристики (механические, регулировочные) этих электроприводов аналогичны соответствующим характеристикам электроприводов постоянного тока.

3. Теоретически показано и экспериментально проверено, что структуры электропривода на базе СРДНВ по динамическим характеристикам не уступают, а по величине перегрузочного момента (до 4М„ и более) превосходят лучшие зарубежные аналоги электроприводов переменного тока на базе преобразователей: Unidrive, Simovert.

4. Электропривод с СРДНВ наиболее перспективен для рабочих механизмов с тяжёлыми условиями эксплуатации, где актуальны такие его преимущества, как бесконтактность, высокая жёсткость вала, большие перегрузки по моменту и высокие регулировочные показатели.

Примерами таких механизмов могут быть названы механизмы металлургического производства (нажимные винты станов холодной прокатки, ножницы), городской электротранспорт, электроэнергетические установки автономных объектов (вездеходов).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная научно-техническая задача -разработка и исследование самостоятельного класса вентильного электропривода на базе СРДНВ. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования позволяют отметить следующие основные результаты и сделать выводы:

1. Систематизированы сведения по электроприводам с синхронными реактивными двигателями. Показаны высокие потенциальные возможности электропривода с СРДНВ: бесконтактность, простая и технологичная конструкция двигателя, высокая механическая жёсткость ротора, простая обмотка на статоре и малый нагрев безобмоточного пассивного ротора.

2. Разработана детальная классификация (по конструктивным и функциональным признакам) новых типов электроприводов с бесконтактными электрическими машинами. На основании сопоставления этих признаков показано, что электропривод на базе СРДНВ следует отнести к принципиально новому классу электроприводов, отличному от традиционных на базе индукторного двигателя или синхронной реактивной машины.

3. Теоретически показаны и экспериментально проверены высокие удельные показатели СРДНВ, приближающиеся к показателям синхронных двигателей с активным ротором и превосходящие на 20-25% показатели асинхронных и на 50 % традиционных реактивных двигателей.

4. Предложены обобщённые расчётные модели электропривода с СРДНВ, которые были положены в основу расчёта электромагнитного момента.

Показано, что статические и динамические характеристики электропривода с СРДНВ аналогичны электроприводу с обращённои машиной постоянного тока.

5. С применением метода обмоточных функций предложен алгоритм оптимизации формы линейной плотности поверхностного тока и геометрических размеров СРДНВ. Алгоритм учитывает особенности питания обмоток статора от вентильных преобразователей с разными схемами силовых цепей и насыщение магнитной системы.

6. Синтезированы и обоснованы алгоритмы управления электроприводом с СРДНВ. Так, в электроприводе с индивидуальными источниками питания ста-торных обмоток фазные токи изменяются во времени по прямоугольному закону. При питании машины от двух трёхфазных мостовых инверторов, форма тока представляет собой три горизонтальных отрезка продолжительностью 60 электрических градусов каждый, причём средний отрезок в два раза выше крайних равных между собой.

Предложенные алгоритмы позволили разработать унифицированные структуры электропривода, имеющие высокие регулировочные показатели.

7. Теоретически показано и экспериментально проверено, что структуры электропривода на базе СРДНВ по динамическим характеристикам не уступают, а по величине перегрузочного момента (до4 М„ и более) превосходят лучшие зарубежные аналоги электроприводов переменного тока на базе преобразователей: Unildrive, Simovert.

8. Обоснованы перспективы использования электропривода с СРДНВ для рабочих механизмов с тяжёлыми условиями эксплуатации, где актуальны такие его преимущества, как бесконтактность, высокая жёсткость вала, большие перегрузки по моменту и высокие регулировочные показатели (механизмы металлургического производства, городской электротранспорт, электроэнергетические установки).

1. А.с. 1615549 А1 СССР, МКИ G 01 D 11/00. Опора для соединения вала измерительного датчика с валом испытуемого механизма // Ю.С. Усынин,

2. A.С. Несмеянов, Н.Ю. Кирьякова (СССР). № 448639 /24-10. Заявл. 25.09.88. Опубл. 23.12.90. Бюл. 47.

3. Алексеев В.М. и др. Оптимальное управление / В.М. Алексеев,

4. B.М. Тихомиров, С.В. Фомин. -М.: Наука, 1979.-430 с.

5. Анализ и синтез электомеханических систем / М.Ю. Васильев,

6. C.И. Маслов, Н.Н. Мелихов и др.: Под ред. И.Н. Орлова. М.: МЭИ, 1988. -88 с.

7. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И.Афонин, Е.А. Соболенский. М.: Энергоатомиздат, 1982. -504 с.

8. Бермант А.Ф. Курс математического анализа. Изд. девятое. - М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1959. - 358 с.

9. Бесекерский В.А. Динамический синтез систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1970. - 576с.

10. Борцов Ю.А, Соколовский Г.Г. Тиристорные системы электропривода с упругими связями. JL: Энергия, 1979.

11. Борцов Ю.А. и др. Математические модели автоматических систем: Учеб. пособие. Л.:ЛЭТИ, 1981. - 97 с.

12. Борцов Ю.А., Юнгер И.Б. Автоматические системы с разрывным управлением. Л.: Энергоатомиздат. ленингр. отделение , 1986. — 168 с.

13. Бродовский В.Н., Иванов Е.С. Приводы с частотнотоковым управлением. М.: Энергия, 1974.

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

15. Бычков М.Г. Анализ вентильно-индукторного электропривода с учётом локального насыщения магнитной системы // Электричество. 1998. -№6. -С. 50-53.

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

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

18. Вейнгер A.M. Регулируемый синхронных электропривод. М.: Энер-гоатомиздат. - 1985. - 224с.

19. Виноградов B.JI. Исследование базовых элементов и разработка метода системного проектирования электроприводов с индукторными двигателями. Автореф. . канд. техн. наук. М., 2000. -20 с.

20. Вольдек А.И. Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. Изд. 2-е, перераб. и доп. - JI.: Энергия, 1974. - 840 с.

21. Гейлер Л.Б. Основы электропривода. Минск: "Вышэйш. Школа", 1972.-608 с.

22. Голован А.Т. Основы электропривода. М., Л.: Государственное энергетическое издательство, 1959. - 344 с.

23. Григорьев М.А. Физические основы теории электропривода с синхронным реактивным двигателем независимого возбуждения // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ, 2002. - вып. 7. - С. 52-60.

24. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями / Б. А. Ивоботенко, В.П.Рубцов, Л.А.Садовский и др. М.: Энергия, 1972.— 624 с.

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

26. Драчев Г.И. Теория электропривода: учебное пособие к курсовому проектированию. Издание второе. Для студентов заочников спец. 1804. - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2002. - 143 с.

27. Дроздов П.А. Разработка новых алгоритмов управления вентильно-индукторных электроприводов. Автореф. . канд. техн. наук. М., 2002. - 20 с.

28. Зиннер Л.Я., Скороспешкин А.И. Вентильные двигатели постоянного и переменного тока. М.: Энергоиздат, 1981.- 136 с.

29. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. М.: Энергоатом-издат, 1980.-928 с.

30. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электромеханических машинах. М.: Высшая школа, 1989,- 311 с.

31. Измеритель-регистратор напряжений автономный АИР. Руководство по эксплуатации ЮГИШ. 411116.003 РЭ. Екатеринбург, 2002. - 33 с.

32. Изолированные датчики тока и напряжения. Характеристики. Применение. Расчёты. Тверь, ООО ТВЕЛЕМ. - 29 с.

33. Изосимов Д.Б. Новые подходы к синтезу цифрового управления электроприводом переменного тока//Приводная техника. 1997. - №5. - С. 14 -19.

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

35. Ильинский Н.Ф. Заметки об электроприводе XXI века // Приводная техника. 2000. - № I. - С. 20 - 21.

36. Ильинский Н.Ф. Некоторые аспекты развития промышленного электропривода переменного тока // Электротехника. 1993. - №6. С. 3 - 5.

37. Ильинский Н.Ф. Прошлое, настоящее и будущее электропривода // Электрика. 2001. - № 1. - С. 22 - 26.

38. Ильинский Н.Ф. Регулируемый электропривод. Энерго- и ресурсосбережение // Приводная техника. -1997. №3. - С. 21 - 23.

39. Ильинский Н.Ф. Устройство для перемотки длинномерных гибких изделий. // Приводная техника. 1997. - №11-12.

40. Ильинский Н.Ф. Электропривод вчера, сегодня, завтра // Приводная техника. 1997. - №6. - С. 6 - 9.

41. Ильинский Н.Ф. Электроприводы постоянного тока с управляемым моментом. М.: Энергоатомиздат, 1981. - 144 с.

42. Ильинский Н.Ф. Элементы теории и применения электроприводов со свойствами управляемого источника момента//Электротехника. 1974. -№ 10.-С. 45-48.

43. Ильинский Н.Ф. Энергосберегающий электропривод // Энергия. РАН.- 1999. -№2. С. 24-29.

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

45. Ключев В.И. Теория электропривода: Учеб. для вузов по спец. "Электропривод и автоматизация пром. установок". М.: Энергоатомиздат, 1985. -560 с.

46. Кононенко Е.В. Синхронные реактивные машины. М.: Энергия, 1990.

47. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин.- М.: Высш. шк., 1987, 248 с.

48. Копылов И.П., Фрумин B.JI. Электромеханическое преобразование энергии в вентильных двигателях. -М.: Энегоатомиздат, 1986. — 168 с.

49. Королёв А.А. Механическое оборудование прокатных и трубных цехов: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. -М.: Металлургия, 1987. -480 с.

50. Костенко М.П., Пиотровский JI.M. Электрические машины. Машины переменного тока: Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. — Изд. 3-е, перераб. Л.: Энергия, 1973. - 4.2. - 648 с.

51. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. Машины постоянного тока. Трансформаторы: Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. Изд. 3-е, перераб. - Л.: Энергия, 1972. - Ч. 1. - 544 с.

52. Ф 50. Крановое электрооборудование: Справочник / Под ред. А.А. Рабиновича. М.: Энергия, 1979. - 238с.

53. Кудрявцев А.В., Ладыгин А.Н. Современные преобразователи частоты в электроприводе // Приводная техника. 1998. -№3. С. 21-28.

54. Курбасов А.С. Опыт создания индукторных реактивных электродвигателей // Электричество. 1997. - №7. - С. 46 - 49.

55. Курбасов А.С. Параметры синхронных реактивных электродвигателей // Электричество. 1994. - №12. - С. 58 - 62.

56. Лифанов В.А. и др. Исследование электрических машин переменного тока: Учебное пособие / В.А. Лифанов, Н.Д. Монюшко, В.Ф. Шемякин. Челябинск: ЧГТУ, 1993.- 104 с.

57. Маурер В.Г. Средства частотного анализа элементов, устройств и систем управления вентильных электроприводов: Учебное пособие. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1998. - 120 с.

58. Машины и агрегаты металлургических заводов. Т.З. Машины и агре* гаты для производства и отделки проката. Учебник для вузов / А.И. Целиков,

59. П.И. Полотухин, В.М. Гребеник и др. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Металлургия, 1988. 680 с.

60. Моисеев Н.М. и др. Методы оптимизации / Н.М. Моисеев, Ю.П. Иванилов, Е.М. Столярова. М.: Наука, 1978. - 352 с.

61. Монюшко Н.Д. Расчёт машин постоянного тока: Учебное пособие к курсовому и дипломному проектированию. Челябинск: ЧГТУ, 1994. - 93 с.• 59. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники.

62. Изд. 2-е, стереотип. -Л.: Энергия, 1975. Т.1.-522 с.

63. Несмеянов А.С., Усынин Ю.С. Особенности конструирования механической передачи, работающей в высокоточном следящем электроприводе // Повышение долговечности тяжёлонагруженных деталей машин: Тематический сб. научн. тр. Челябинск: ЧПИ, 1985. - С. 93 - 97.

64. Несмеянов А.С., Усынин Ю.С. Проектирование амортизирующих опор для датчиков положения в высокоточных следящих электроприводах //

65. Прочность машин и аппаратов при переменных нагружениях: Тематический сб. научн. тр. Челябинск: ЧГТУ, 1991.-С. 133 -136.

66. Несмеянов А.С., Усынин Ю.С., Кирьякова Н.Ю. Расчёт опор прецизионных датчиков углового положения и скорости // Динамика машин и конструкций: Тематический сб. научн. тр. Челябинск: ЧПИ, 1988. - С. 34 - 37.

67. Новые направления развития регулируемых электроприводов / М.Г. Бычков, В.Ф. Козаченко, JI.M. Миронов и др. // Приводная техника. -1997.-№5.-С. 23-25.

68. Овчинников И.Е. Теория вентильных электрических двигателей. -Л.: Наука, 1985.- 164 с.

69. Овчинников И.Е., Лебедев Н.И. Бесконтактные двигатели постоянного тока с транзисторными коммутаторами. Л.: Наука, 1979. - 270 с.

70. Онищенко Г.Б., Локтева И.Л. Асинхронные вентильные каскады и двигатели двойного питания. М.: Энергия, 1979. - 200с.

71. Орлов И.Н. и др. Алгоритмы оптимизации в автоматизированном проектировании электромеханических устройств / И.Н. Орлов, С.И. Маслов, Т.Н. Крючкова. М.: МЭИ, 1983. - 113 с.

72. Осипов О.И., Усынин Ю.С. Промышленные помехи и способы их подавления в вентильных электроприводах постоянного тока. М.: Энергия, 1979.-80 с.

73. Осипов О.И., Усынин Ю.С. Техническое диагностирование автоматизированных электроприводов. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 160 с.

74. Особенности расчёта индукторных двигателей для вентильного электропривода / В.А. Кузнецов, Л.А. Садовский, В.Л. Виноградов, В.В. Лопатин // Электротехника. 1998. - №6. - С. 35-43.

75. Петров Ю.П. Оптимальное управление электроприводом. М.: Гос-энергоиздат, 1961.- 187 с.

76. Поляк Б.Т. Введение в оптимизацию. М.: Наука, 1983. - 384 с.

77. Постников С.Г. Разработка и исследования электропривода на базе индукторного двигателя с независимым возбуждением: Автореф. . канд. техн. наук. — М., 2002.-20 с.

78. Программирование на С++: учебное пособие. Под ред. А. Хомоненко. СПб.: КОРОНА принт, 1999. - 256 с.

79. Проектирование электрических машин: Учебн. для вузов. / И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев. Под ред. И.П. Копылова. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1993. -Кн. 2.-384 с.

80. Проектирование электрических машин: Учебн. для вузов. / И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев. Под ред. И.П. Копылова. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1993. -Кн. 1.-464 с.

81. Промышленная автоматизация 2002. OMRON. Каталог 028-RU-1.43 с.

82. Розанов Ю.К., Флоренцев С.Н. Силовая электроника в электроприводе // Приводная техника. -1997. №5. - С. 9-13.

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

84. Садовский JI.A., Виноградов B.JI., Черенков А.В. Новые типы двигателей для регулируемого электропривода. М.: Информэлектро, 1999.

85. Синтез структур частотнорегулируемых тихоходных синхронных электроприводов / О.В. Слежановский, JI.X. Дацковский, JI.M. Тарасенко и др. // Электротехника. 1974. - № 10. - С. 13 - 19.

86. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред.

87. B.А Елисеева, А.В. Шинявского. М.гЭнергоатомиздат, 1983. - 616 с.

88. Справочник по электрическим машинам: В 2т. / Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. М.: Энергоатомиздат, 1989. - Т.2 - 688 с.

89. Справочник по электрическим машинам: В 2т. / Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. -М.: Энергоатомиздат, 1988.-Т. 1 -456 с.

90. Теория автоматического управления. Ч I. Теория линейных систем автоматического управления: Учебн. пособие для вузов / Н.А. Бабиков, А.А. Воронов, А.А. Воронова и др.; Под ред. А.А. Воронова. М.: Высш. школа, 1977.-303 с.

91. Теория автоматического управления. Ч. I: Учебник для вузов / JI.C. Гольдфарб, А.В. Балтрушевич, Г.К. Круг и др.; Под ред. А.В. Нетушила. М.: Высш. школа, 1967. - 427 с.

92. Терехов В.М. Исследование и разработка высокоточных многодвигательных следящих электроприводов для широкого класса наземных антенных установок: Дисс. . докт. техн. наук: 05.09.03. -М., 1981. -292 с.

93. Терехов В.М. Комплексная оптимизация по точностному принципу следящих электроприводов // Тр. Моск. энерг. ин-т. вып. 477.1. C. 13-19.

94. Терехов В.М. О точности следящих электроприводов постоянного тока//Электротехника, 1974, № 10. С. 41 -45.

95. Терехов В.М., Клюев O.JI, Новиков В.А. Принципы построения и оптимизации высокоточных электроприводов с регулярными и стахостическими возмущениями // Электротехническая промышленность, электропривод. 1981. вып. 1.-С. 16-19.

96. Тищенко Н.А. Об оптимальном передаточном числе редуктора в электроприводе летучих ножниц / "Вестник электропромышленности", 1934, №8.

97. Тонкослябовые литейно-прокатные агрегаты для производства стальных полос: Учеб. пособие / В.М. Салганик, И.Г. Гун, А.С. Карандаев, А.А Радионов. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 506 с.

98. Тун А.Я. Тахогенераторы для систем управления электроприводов. -M.-JI.: Энергия, 1966.- 112с.

99. Тяговый электропривод КТ-1 трамвайного вагона с двигателем независимого возбуждения и электронным контроллером / А.В. Горбатов, H.JI. Дружкова, А.Н. Крайзман, A.M. Рафиков // Вестник ГЭТ России 2001. -№1(40)-С. 13-18.

100. Уайт Д., Вудсон Г. Электромеханическое преобразование энергии.-М. -JL: Энергия, 1964.-527 с.

101. Усынин Ю.С. Выбор силовых элементов в следящем электроприводе как оптимизационная задача // Следящие электроприводы пром. установок, роботов и манипуляторов: Тезисы докл. научн.-техн. конф. Челябинск, 1989. -С. 4 - 6.

102. Усынин Ю.С. Оптимальное передаточное число в следящем электроприводе с упругими связями в механической передаче // Повышение долговечности тяжелонагруженных деталей машин: Тематич. сб. научн. тр. Челябинск: ЧПИ, 1986.-С. 63-64.

103. Усынин Ю.С. Системы управления электроприводов: Учеб. пособие. -Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2001. 358 с.

104. Усынин Ю.С. Следящие дифференциальные электроприводы автономных объектов: Дисс. д-ра техн. наук. Челябинск, 1994. - 241 с.

105. Флоренцев С.Н., Ковалёв Ф.И. Современная элементная база силовой электроники // Электротехника. 1996. - №4. - С. 2 - 8.

106. Фомин Д.В. Разработка синхронного электропривода с автоматическим регулированием возбуждения с улучшенными динамическими показателями. Автореф. канд. техн. наук. Магнитогорск: МГТУ, 2003. - 20 с.

107. Цытович Л.И., Маурер В.Г. Элементы и устройства систем управления тиристорными преобразователями: Учебник для ВУЗов. Челябинск: ЮУрГУ, 1998.-274 с.

108. Чернов Е.А. Электропривод и электрооборудование в автоматизированном производстве: Учебник для техникумов по специальности "Эксплуатация и наладка станков с программным управлением. М.: Машиностроение, 1992.-304 с.

109. Чиликин М.Г. Общий курс электропривода. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961.-472 с.

110. Чиликин М.Г. и др. Теория автоматизированного электропривода: Учеб. пособие для вузов / М.Г. Чиликин, В.И. Ключев, А.С. Сандлер. М.: Энергия, 1979.-616 с.

111. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода: Учеб. для электромеханических и электроэнергетических вузов. 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1981. - 576 с.

112. Шмитц Н., Новотный Д. Введение в электромеханику / Пер. с англ. -М.: Энергия, 1969.-366 с.

113. Экланд И., Темам Р. Выпуклый анализ и вариационное проблемы. / Пер. с англ. В.М. Тихомирова. М.: Мир, 1979. - 400 с.

114. Электрические и электронные аппараты: Учебн. для вузов / Под ред. Ю.К. Розанова. 2-е изд., исп. и доп. - М.: Информэлектро, 2001. - 402 с.

115. Электропривод с синхронным реактивным двигателем независимого возбуждения / Ю.С. Усынин, Н.Д. Монюшко, М.А. Григорьев, Г.В. Караваев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. 2001. - №4(4). -Серия "Энергетика", Выпуск 1. - С. 70 - 76.

116. Эльсгольц Л.Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. М.: Наука, 1969. - 424 с.

117. Arefeen М., Ehsani М., Lipo Т. An Analysis of the Accuracy of Indirect Shaft Sensor for Synchronous Reluctance Machine // IEEE Transaction on Industry Application. 1994.-Vol. 30.-№5,6.-P. 1202- 1209.

118. Arefeen M., Ehsani M., Lipo T. Sensorless Position Measurement in Synchronous Reluctance Motors // Transaction on Power Electronic November 1994. -Vol. 19.-P. 624-630.

119. Grondonal. SR Motors from Italy. // PCIM Europe. Jan., 1994.

120. Hopper E. The Development of SRM Applications. // PCIM Europe. -Sept./Oct., 1995.-P. 236-241.

121. Kettle P., Murray A., Moynihan F. Sensorless Control of a Brushless DC Motor Using an Extenended Kalman Estimator // Proceedings Intelligent Motion. -May 1998.-P. 385-392.

122. Kreindler L., Testa A., Lipo T. Position Sensorless Synchronous Reluctance Motor Drive using the Stator Phase Voltage Third Harmonic. // Sensorless Control of AC Motors Drives // Edited by K. Rajashekara. 1996. - P. 408-415.

123. LawD., Chertok A., LipoT. Design and Performance of Field Regulated Reluctance Machine // IEEE Transactions on Industry Applications.- 1994. Vol. 30. -№ 5.- P. 1185- 1192.

124. Law J., Busch Т., LipoT. Magnetic Circuit Modeling of the Field Regulated Reluctance Machine, Part I: Model Development // IEEE Transaction on Energy Conversion 1996. - № 1. - Vol. 11. - P. 49-56.

125. Law J., Busch Т., LipoT. Magnetic Circuit Modeling of the Field Regulated Reluctance Machine, Part II: Saturation Modeling and Results // IEEE Transaction on Energy Conversion.- 1996. № 1. - Vol. П.- P.56-62.

126. Lawrenson P. Brief Status Review of Switched Reluctance Motors // IPE Journal. 1992.-Vol. 2.-№2.-P. 134- 144.

127. Lawrenson P. Variable-Speed Switched Reluctance Motors // IEEE Proc. -Vol. 127.-July 1980.-Vol. 127.-№4.

128. Lipo T. Advanced Motor Technologies: Converter Fed Machines // Transactions on 1997. - P. 204 - 222.

129. Matsuo Т., Lipo T. Rotor Design Optimization of Synchronous Reluctance Machine // IEEE Transaction on Energy Conversion. 1994. - №2. - Vol. 9. -P. 359-365.

130. Matsuo Т., Lipo T. Rotor Position Detection Scheme for Synchronous Reluctance Motor Based on Current Measurements // IEEE Transaction on Industry Applications. July / August. 1995. - Vol. 31. - P. 860 - 868.

131. Miller T. Switch Reluctance Motors and Their Control. Oxford: Magna Physics Publishing and Clarendon Press. 1993. - 200 p.

132. Miller Т. Switched Reluctance Motors and Their Control // Oxford: Magna Physics Publishing and Clarendon Press. 1993.-205 p.

133. Moreira J. Indirect Sensing for Rotor Flux Position of Permanent Magnet AC Motors Operating in a Wide Speed Range. // Sensorless Control of AC Motors Drives / Edited by K. Rajashekara. 1996. - P.291-297.

134. Performance of Synchronous Reluctance Motors in Servo-Drive Applications / Franceschini, Rosso G., Fratta A. Vagati A. // Proceedings Intelligent Motion. -June 1993.-P. 15-27.

135. Stemmler H. Antriebssystem und Elektronishe Regeleinrichtung der getriebelosen der getriebelosen Rohrmuhle // Brown Boveri Mitt. 1970. - №3. - S. 121 - 129.

136. Toliat H., Rahman K., Shet D. Sensorless Operation of Permanent Magnet AC (PMAC) motors with Modified Stator Windings // IEEE Transaction on Energy Conversion-Dec. 1999.-Vol. 14. P. 1004-1010.

137. Toliyat H. Analysis and Simulation of Five-Phase Variable-Speed Induction Motor Drives Under Asymmetrical Connections // IEEE Transactions on Power Electronics. 1998.-Vol. 13.-№4.-P. 748-756.

138. Toliyat H., Al-Nuaim N. Simulation and Detection of Dynamic Air-Gap Eccentricity in Salient-Pole Synchronous Machines // IEEE Transactions on Industry Applications. 1999.-Vol. 35,-№1.-P. 86-93.

139. Toliyat H., Waikar S., Lipo T. Analysis and Simulation of Five Phase Synchronous Reluctance Machines Including Third Harmonic of Air-Gap MMF // IEEE Transactions on Industry Applications. March/April 1998. - Vol. 34. - №.2-P. 332-339.

140. Toliyat H., Xu L., Lipo T. A Five-Phase Reluctance Motor with High Specific Torque // IEEE Transactions on Industry Applications. 1992. - Vol. 28. - №3. -P. 559-667.

141. Usinin Ju.S., Karavaev G.V., Grigorjev M.A. The Electric Drive with Field Regulated Reluctance Machine // Russian National Symposium on Power Engineering, 10-14 September 2001: Proceedings. Kazan: Kazan State Power University, 2001 -V.II.-P. 54.

142. Vagati A., Franceschini G., Marongiu I., Troglia G.P. Design Criteria of Performance Synchronous Reluctance Motors.// IEEE-IAS Annual Meeting Houston (USA), October 1992.

143. Vagati A. Advanced Motor Technologies: Synchronous Motors and Drives // IEEE Transactions on 1997. - P. 223 - 227.

144. WehH. On the Development of Inverter Fed Reluctance Machines for High Power Densities and High Output // Electrical Machines Institute of the Technical University of Brauschweig. 1984. -Bd. 6. - P. 135 - 144.