автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Вентильный линейный генератор для систем электропитания автономных объектов

На правах рукописи 005005488

Тарашев Сергей Александрович

ВЕНТИЛЬНЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ ГЕНЕРАТОР ДЛЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ АВТОНОМНЫХ ОБЪЕКТОВ

Специальность 05.09.01 - Электромеханика и электрические аппараты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-8 ДЕК 2011

Самара-2011

005005488

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учрежден™ высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет» на кафедре «Теоретическая и общая электротехника»

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор

Высоцкий Виталий Евгеньевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Казаков Юрий Борисович

кандидат технических наук, доцент

Певчев Владимир Павлович

Ведущая организация: Федеральное государственное

унитарное предприятие «Научно-производственное предприятие Всероссийский научно-

исследовательский институт

электромеханики с заводом имени А.Г. Иосифьяна» 101000, Москва, Хоромный тупик, дом 4, тел. (495)608-84-67,сайт: www.vniiem.ru)

Защита состоится 21 декабря 2011 г. в 10 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.217.04 при Самарском государственном техническом университете (СамГТУ) по адресу: г. Самара, ул. Первомайская, д. 18, учебный корпус Jfal, ауд. 4.

Отзывы по данной работе в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: Россия, 443100, г. Самара, Молодогвардейская ул., 244, Главный корпус, Самарский государственный технический университет, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.217.04,

факс: (846)2784400, e-mail: aleksbazarov@yandex.ru.

Автореферат разослан /^ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.217.04,

доктор технических наук, доцент

^f^f A.A. Базаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в нашей стране и за рубежом большое внимание уделяется совершенствованию систем электропитания (СЭП) электроэнергетических комплексов автономных объектов. Системы электропитания, являясь одной из основных частей автономных объектов, определяют их энергетическое обеспечение, существенно влияют на эффективность и срок активного функционирования. В связи с развитием в последнее время новых прогрессивных технологий появилась необходимость создания и применения в качестве источника питания СЭП линейных генераторов (ЛГ) малой и средней мощности с возвратно-поступательным движением. Отсутствие промежуточного механического звена в виде кривошипно-шатунного механизма, кулачкового валика с толкателем и иного преобразователя движения обеспечивает более высокие технико-экономические показатели колебательных и вибрационных устройств и облегчает их интеграцию с рабочим органом. Такие устройства реализуют широкий диапазон механических частот колебаний и могут с успехом применяться во всех случаях, когда имеются вынуждающие механические колебательные движения или перемещения.

Линейный генератор может быть использован как первичный источник в СЭП транспортного средства. Известна, наряду с этим, конструкция устройства с линейным генератором, для выработки электроэнергии от волнения поверхности воды (волны прибоя, приливные волны, ветер и т.д.). Весьма перспективным и актуальным представляется применение ЛГ в качестве дополнительного источника к имеющимся источникам питания СЭП низкоорбитальных космических аппаратов (КА).

Следует отметить, что применяемые в настоящее время источники

электрической энергии СЭП КА - солнечные (СБ) и аккумуляторные батареи (АБ)

- не всегда отвечают требованиям надежности, энергоэффективности, а также

продолжительности активного функционирования. Солнечное излучение является

практически неограниченным источником энергии в космическом пространстве,

однако в условиях тени СБ не производят энергии и единственным источником

СЭП является АБ. Для КА выведенного на орбиту высотой 600 км происходит 15

затмений в сутки со временем тени 36 мин., таким образом, АБ заряжается-

3

разряжается примерно 5500 раз в год, что обуславливает период активного функционирования КА на уровне 5-7 лет. Использование ЛГ в качестве дополнительного бортового источника КА позволит улучшить характеристики СЭП. Рабочий цикл ЛГ не зависит от продолжительности периода затенения, а наличие такого источника колебаний как термоакустический двигатель (ТАД), обеспечивает надежное функционирование СЭП в течение длительного периода времени. Интеграция ЛГ в СЭП позволит также сократить количество АБ,

установленных на борту КА.

Наиболее полно требованиям надежности отвечает линейный генератор с постоянными магнитами (ЛГПМ). Применение в ЛГ высокоэнергетических постоянных магнитов на базе редкоземельных металлов создает возможность резкого уменьшения массы системы возбуждения, и позволяет получить генератор бесконтактного типа. Последнее обстоятельство является решающим в случае выбора ЛГПМ в качестве источника энергии для электроэнергетических

комплексов автономных объектов.

Следует отметить, что интеграция в структуру СЭП определяет условия эксплуатации генератора и накладывает ряд ограничений на конструктивное исполнение ЛГ. Для повышения технико-экономических показателей современных СЭП необходима разработка специальных генераторов возвратно-поступательного действия. Они способны надежно функционировать в широком температурном и

частотном диапазоне.

В настоящее время по тематике линейных электрических машин предложено значительное число конструктивных решений. Разработаны математические модели и рассмотрены вопросы проектирования электрических машин возвратно-поступательного движения для двигательного режима работы. Основополагающими в области разработки, исследования и проектирования линейных машин являются труды А.И. Вольдека, О.Н. Веселовского, Ф.Н. Сарапулова, Г.С. Тамояна, М.Я. Хитерера, А.И. Москвитина.

Однако многие вопросы в области использования линейных машин остались нерешенными. В частности, не исследованным остается генераторный режим работы. Актуальным является изучение установившегося и динамического режимов работы ЛГ, а также разработка рекомендаций и расчетных моделей для

4

решения задач инженерного проектирования ЛГПМ.

Цслью—диссертационной шйптм является разработка и исследование линейного генератора с постоянными магнитами для повышения надежности, энергоэффективности и срока активного функционирования систем электропитания автономных объектов.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ конструкций линейных генераторов, применяемых в системах электропитания автономных объектов, оценить перспективы развития современных СЭП с ЛГПМ в качестве источника электрической энергии, определить основные требования к линейному генератору;

- разработать математическую модель и программы расчета для исследования установившихся режимов работы ЛГПМ;

- разработать расчетные модели для решения задач инженерного проектирования ЛГПМ;

- провести экспериментальные исследования макетного образца ЛГПМ с целью проверки адекватности разработанных математических моделей и инженерной методики проектирования

Методы исследования. В работе приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований, полученных с использованием теории линейных электрических и магнитных цепей, а также теории электромагнитного поля. Поставленные задачи решены автором в диссертационной работе с использованием методов компьютерного эксперимента и экспериментальных методов исследования на макетных и опытных образцах. Достоверность результатов подтверждается удовлетворительным совпадением расчетных и экспериментально полученных данных.

Научная новизна работы.

1. Разработана математическая модель для исследования установившихся режимов работы, позволяющая получить основные характеристики и параметры ЛГПМ в установившемся режиме.

2. Получены рекомендации по выбору рациональных геометрических соотношений для магнитной системы ЛГПМ, а также рекомендации по выбору

5

квазиоптимальных конструкций ЛГПМ, предназначенного для функционирования

в составе СЭП КА

3. Предложена методика инженерного проектирования ЛГПМ.

Практическая неиность.

1. Разработана конструкция ЛГПМ, позволяющая обеспечить требования, предъявляемые к источникам питания современных СЭП автономных объектов.

2. Результаты исследований, а также изложенная методика проектирования могут быть использованы при практической реализации линейных электромеханических преобразователей различных типоразмеров.

Реализация работы. Проведенные исследования являются частью перспективных научно-исследовательских и проектных работ, которые проводятся совместно с ГНПРКЦ "ЦСКБ - Прогресс" и реализованы в виде рекомендаций при создании альтернативного источника питания для СЭП низкоорбитальных КА.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Математическая модель для исследования ЛГПМ, ориентированная на исследование установившихся режимов работы и расчет его характеристик и параметров.

2.Конструкция вентильного ЛГПМ и его компоновка в составе СЭП, обеспечивающие требования, предъявляемые к современным источникам питания

автономных объектов.

3. Расчетная модель и методика инженерного проектирования ЛГПМ для

электроэнергетических комплексов автономных объектов.

4. Результаты расчетных и экспериментальных исследований характеристик, параметров и свойств вентильного ЛГПМ.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены: на 1Х-ой Всероссийской межвузовской научно-практической конференции "Компьютерные технологии в науке, практике и образовании", Самара, 2010г; на международной конференции «Проблемы повышения энергоэффективности и надежности электрических сетей и систем электроснабжения предприятий нефти и газа», Самара, 2010г, на Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий» АПЭЭТ-11, Екатеринбург,

6

2011 г, на VI Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления», Таганрог, 2011г.

Публикации, По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе три из которых входят в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК.

Структура лиссептании. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности темы диссертации, в нем сформулирована цель и поставлены задачи исследования, указана научная новизна, практическая ценность работы и основные положения, выносимые на защиту. Приведены сведения о публикациях, структуре и основных вопросах рассмотренных в главах диссертации.

Первая глава диссертации носит обзорный характер и посвящена анализу состояния и перспектив развития современных СЭП с ЛГПМ в качестве источника питания. Рассмотрены конструкции генераторов, применяемые в настоящее время для использования в СЭП автономных объектов. Показана целесообразность применения ЛГПМ в качестве альтернативного первичного источника, указаны основные преимущества системы «термоакустический двигатель - ЛГПМ» перед классическими источниками питания, используемыми для СЭП КА. Проведенный анализ конструкций ЛГПМ, а также анализ существующих моделей СЭП КА и условий их эксплуатации, позволили сформулировать технические требования. Конструкция ЛГПМ должна обеспечивать:

- функционирование в составе СЭП КА, в которой дополнительным первичным источником энергии является термоакустический генератор;

- работу при температуре окружающей среды в диапазоне от 20 до 100° С;

- возможность функционирования в условиях невесомости;

- непрерывную работу в течение всего срока службы;

- высокую надежность и ресурс;

- массогабаритные показатели на уровне 30 Вт/кг;

7

- электромагнитная совместимость с СЭП КА;

- виброзащищенность конструкции,

- виброактивность не превышающая допустимых пределов для автономных систем;

- предельные допустимые отклонения подвижного элемента в радиальном направлении.

Вторая глава посвящена анализу физических процессов в ЛГПМ и разработке математических моделей, ориентированных на исследование установившихся режимов работы ЛГПМ и решение задач проектирования. Приведены результаты решения задач магнитостатики ЛГПМ. При этом учитываются особенности работы ЛГПМ, обусловленные наличием потоков краевого эффекта ф( и потоков рассеяния Фа. Для анализа магнитной цепи ЛГПМ

использовалась картина распределения магнитных потоков (рис.1).

Рис.1. Распределения магнитных потоков в ЛГПМ Здесь ь , * Ь 2 - ширина первого и второго магнитов соответственно, Ьл -

ширина немагнитного промежутка, Ьп - ширина полюса магнитопровода, ги,ги -

радиусы, ограничивающие зону потоков краевого эффекта, г^,г1ст- радиусы.

ограничивающие зону потоков рассеяния.

Рассмотренной системе может быть поставлена в соответствие эквивалентная схема магнитной цепи, показанная на рис. 2. Индексы I и 2 относятся к левому н празему магнитам соответственно. Здесь д и Яп(х) *

8

магнитные сопротивления воздушных зазоров и участков постоянных магнитов, соответствующих потокам ф{1 и Фп; Де1(х) и Ле2(х) - магнитные сопротивления

воздушных промежутков по путям потоков краевого эффекта и участков постоянных магнитов, соответствующих потокам фл и ф<2; Яа1(х) и Ясг(х) -

магнитные сопротивления воздушных промежутков и по путям потоков рассеяния и участков постоянных магнитов, соответствующих потокам ф^ и Ц; -

магнитное сопротивление стальных участков магнитопровода; /г^ и /г - МДС

постоянных магнитов; р - МДС рабочей обмотки.

Ф.Л Мх!

Их) Фе1

-О

Рн1 +0

Их) Ф«1

♦ ОН

Ра

-Он

Фо

П Ро2(ж!

Ф1 Фг Рис. 2. Эквивалентная схема магнитной цепи ЛГПМ

Если пренебречь влиянием магнитного сопротивления стальных участков и выразить магнитные сопротивления через обратные им величины - магнитные проводимости, то выражения для потоков можно записать в виде:

ф0 (0 = ад (0 - РМ2Сг (0 ± ¥а (О, (/)+С2 (0)

Определение магнитных проводимостей проводилось методом Ротерса с использованием приведенной на рис. 1 картины вероятных путей прохождения магнитных потоков. При моделировании вводится допущение, что внешние механические воздействия носят синусоидальный характер. Тогда координата

(1)

возвратно-поступательного движения индуктора за время полного колебания описывается следующим законом:

К-К

ъ.. —

• sin(crf)

(2)

Расчеты вьшолнены для варианта ЛГПМ, имеющего следующие размеры: Ъм=Ьь=Ъв~5ЛО*м, <5 = 0.5-10"3л;, гл=25-10-3ль hM =5-10"3л1- Материал магнита Nd-Fe-B Нс=ШЛ<?А1м, рабочая частота / = 50Гц- Расчетная

мощность Р = 50Вт.

Временные диаграммы магнитных потоков приведены на рис. 3. Потоки ФД/) и Ф2(1) показаны пунктиром, результирующий поток 0Jt) • сплошной

линией.

Фт

toes, te ss

О яу'2 П Згг/2 2тг 5т/2 Рис. 3. Временные диаграммы магнитных потоков Ф1 (?), Ф2(0, Ф0 (?)

При моделировании электромагнитных процессов ЛГПМ приняты следующие основные допущения:

- мощность приводного двигателя много больше мощности генератора и, следовательно, амплитуда колебаний не зависит от нагрузки;

- насыщение магнитной системы не учитывается;

- МДС магнита постоянна и не зависит от положения индуктора;

В соответствие рассматриваемому образцу ЛГПМ может быть поставлена эквивалентная электромагнитная схема рис. 4. Здесь индуктивность и

активное сопротивление рабочей обмотки; ¿„,ЯН— сопротивление нагрузки; наводимая в рабочей обмотке при перемещении магнитов.

ет.

©-г

Рис. 4. Эквивалентная электромагнитная схема ЛГПМ

Согласно эквивалентной электромагнитной схеме уравнение электрического равновесия можно записать в виде:

(3)

оа м

Постоянные магниты моделируется эквивалентной фиктивной обмоткой возбуждения, включенной на источник тока:

=5-. причем 1м=1м1=1м2, (4)

и*

Выражение для напряжения нагрузки запишется в виде:

Л

(5)

Полученная система уравнений (3-5) полностью описывает электромагнитные процессы в ЛГ, учитывает изменение параметров в зависимости от координаты индуктора. Система имеет периодические коэффициенты, вследствие чего точное аналитическое решение ее представляется сложной математической задачей. Решение уравнений выполнено численным методом с использованием программы \lathcad. На рис.5 приведены временные диаграммы напряжения и тока для

И

различных режимов работы ЛГТ1М. На графиках пунктирной линией показано напряжение, сплошной - ток.

а) б)

Рис. 5. Напряжение и ток рабочей обмотки при работе: а) активная нагрузка (Я-73

Ом), б) активно-индуктивная нагрузка (11=73 Ом, 1,=0,1 Гн)

Для анализа качества выходного напряжения расчетные кривые были

представлены тригонометрическим рядом Фурье:

(6)

00

коэффициенты определяются по следующему соотношению:

2 Т

и.

На рис.6, приведены временные диаграммы гармонических составляющих напряжения их (0, и спектр действующих значений этого напряжения.

3^ 5 6 7 №гарм.

а) б)

Рис.6 . Напряжение рабочей обмотки: а) гармонические составляющие, б) спектр действующих значений 12

Ки.% а _

0,15 0,3 0Л5 0.6 0,15 0.4 ХСЕ 12 135 15 |нд

Рис.7 . Коэффициент гармонических искажений напряжения

ИсхоЗные Зонные 1Р. Ц, Хта I П

3:

ьбор гатериа/га и треб-го1 ойъемо мсгнито |Ун)

Т

ПреЗбар. опреЗ. геометр, пораметрой инЗуктора ЛГПМ (Ьм. Ьа. и Ы

I

Расчет порсметрой магк системы ЛГПМ [5а. Сю, Ы

Пре35ор. расчет оймошочк! Венных и размеров ' магнитшпрсбоЗо Ы

Расчет юссо-гоЭарит ицЗельных показателей

Рис. 8, Блок-схема алгоритма расчетной модели проектирования ЛГПМ

Как видно из представленной диаграммы существенное влияние на качество напряжения рабочей обмотки ЛГПМ оказывают третья и пятая гармоники, величина седьмой гармоники менее 0,2%. Следует отметить, что уровень искажений кривой напряжения зависит от рода

нагрузки. На рис.7 приведены графики коэффициента

гармонических искажений

напряжения в зависимости от нагрузки.

Анализируя полученные

зависимости можно сделать вывод, что увеличение индуктивной составляющей сопротивления нагрузки приводит к существенному увеличению коэффициента

искажения кривой напряжения.

Третья глава посвящена расчетным моделям для решения задач инженерного проектирования ЛГПМ, а также поиску рациональной конструкции

генератора, предназначенного для функционирования в составе СЭП КА, отвечающей техническим требованиям, предъявляемым к ЛГ. На рис.8 представлена блок-схема расчетной модели проектирования

ЛГПМ. Алгоритм проектировании в общем виде состоит из двух этапов. На первом этапе выбираются основные геометрические параметры генератора с учетом выработанных рекомендаций, предварительно рассчитывается магнитная система ЛГПМ и обмоточные данные. На втором этапе производится проверка устойчивости ПМ к размагничиванию в режиме короткого замыкания, рассчитываются режим допустимой перегрузки и характеристики номинального режима работы. При необходимости производится корректировка данных в первом

блоке и расчет повторяется.

При проектировании ЛГПМ возникают трудности, связанные с недостатком накопленного опыта разработки и создания электромеханических преобразователей подобного типа. Данное обстоятельство вынуждает на начальной стадии использовать опыт расчета вращающихся машин, с учетом особенностей накладываемых поступательным движением индуктора.

Определение требуемого объема ПМ производилось по соотношениям, используемым для машин вращательного типа. Недоиспользование материала

постоянных магнитов, вызванное значительными потоками рассеяния и краевого эффекта учитывалось поправочным коэффициентом К, ■ Компьютерное

__моделирование, а также расчет ряда

О 0,25 0,5 0,75 \0 125 1,5 175 2,0 Р,кВт

образцов ЛГПМ различной мощности и Рис. 9. Поправочный коэффициент К, типоразмеров позволили определить рациональные значения коэффициента К, (рис. 9).

При определении геометрии магнитной системы были использованы рекомендации, полученные при математическом моделировании ЛГПМ (рис. 10). На рис. 10а. приведены графики мощности (в отношении к объему магнита), коэффициента гармонических искажений выходного напряжения, а также коэффициента амплитуды напряжения в зависимости от величины Ьд / Ьм ■ С

ростом отношения ЬА/ЬМ увеличивается мощность генератора (кривая 1). Вместе с этим значительно ухудшается качество выходного напряжения, о чем

свидетельствует рост коэффициента гармонических искажений (кривая 2). В зависимости от исходных данных отношение ЬА/ЬМ целесообразно выбирать в диапазоне 0.8 - 1.2. При выборе размеров Им и ¡м, использовались зависимости рис.106, как видно из приведенных кривых изменение отношения км Им не существенно влияет на форму выходного напряжения ЛГЛМ (кривая 2). При этом

Кип не

0.5

Киф,

%

25 20 15 10 5

Рг

хЮ* 20

___ — -- --

■рг 1

/

г у

/

/

Киоде ,Киг,.% Р.Ь"

О ! ОП " /1

15- 30

а)

0,5

Ю - 20

5- 10

\

...--- -------

\ \

\ к

^ | -- 1

___

■

I

О 0,013 0.025 0,038 0,05 0,063 0,075 (у|„м б)

РиеЮ. К выбору геометрических соотношений ЛГПМ уменьшение толщины магнита увеличивает выходную мощность, это связано с уменьшением сопротивления магнитной цепи, обусловленного наличием постоянного магнита. При выборе Нм следует учитывать, что ПМ подвержен размагничивающему действию реакции якоря. Опыт расчета ЛГПМ показывает, что рациональные соотношения НМИМ лежат в диапазоне 0,02 - 0,04.

Расчет серии образцов 50-1000 Вт дал результаты, приведенные в таблице 1.

Таблица 1

Расчетная мощность, Вт 50 100 250 500 1000

Напряжение. В 63 63 63 63 63

Номинальный ток, А 0,808 1,600 3,983 7,952 15,888

КПЛ (без учета мех потерь), o.e. 0,786 0,820 0,849 0,864 0,873

Диаметр магнита, м 0,014 0,026 0,066 0,132 0,260

Толщина магнита, м 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005

Ширина магнита, м 0,005 0,005 0,005 0,005 0.005

Немагнитный зазор, м 0,001 0,001 0,001 0,001 0.001

Удельная мощность, Вт/кг 29,7 32,7 34 33,2 30,4

В результате проведенных исследований было установлено, что перспективной является оппозитная конструкция термоакустического генератора. На рис. 11 приведена компоновка такого электромеханического преобразователя в составе термоакустического генератора. Акустические колебания газа, генерируемые гермоакустическим двигателем 10, приводят в движение упругие мембраны 11. Причем мембрана перемещается с частотой колебания газа. Мембрана в свою очередь передает усилие на шток 8, на котором жестко закреплен индуктор 4. Магнитная система индуктора состоит из двух цилиндрических магнитов 3, закрепленных на немагнитном основании.

9 10 9

Рис. П. Оппозитная конструкция термоакустаческого генератора. 1,б-магнитопро!юд,2 -об-мотха, 3 - постоянные магниты, 4 - индуктор, 5 - корпус ЛГПМ, 7,11 - мембрана, 8 - шток, 9 - холодияьник-излучетеяь, 10 - термоакустический двигатель. 16

Конструкция с цилиндрическими магнитами имеет наибольшую длину зазора по окружности магнита. Такая конструкция характеризуется наилучшим использованием материала и отвечает требованиям, предъявляемым к ЛГПМ в составе СЭП КА.

В четвертой главе приведено описание стенда для экспериментального исследования ЛГПМ, даны результаты экспериментальных исследований, а также представлено сопоставление экспериментальных и расчетных результатов. Конструкция макетного образца ЛГПМ представлена на рис. 12.

Рис. 12. Лабораторный образец ЛГПМ Магнитопровод выполнен в виде двух П-образных шихтованных частей, состоящих из листов электротехнической стали ¡013. Нижняя часть магнитопровода закреплена на неподвижном основании, выполненном на базе массивной виброустойчивой конструкции. Верхняя часть магнитопровода крепится к неподвижному основанию с помощью четырех металлических шпилек. Такая конструкция магнитопровода позволяет перемещать верхнюю часть магнитопровода в вертикальном направлении, обеспечивая возможность регулировки воздушного зазора. Конструкция магнитопровода предусматривает размещение обмотки. На магнитопровод макетного образца ЛГПМ на установлены две сосредоточенных обмотки, выполненные в виде катушек намотанных на каркас из текстолита по 1250 витков каждая.

Подвижная часть ЛГПМ представляет собой индуктор, закрепленный на опоры скольжения, выполненные в виде полых толстостенных трубок из

алюминиевого сплава. Перемещение подвижной части осуществляется за счет имитатора ТАД. В качестве приводного механизма был выбран кривошипно-шатунный механизм, приводимый в движение универсальным коллекторным двигателем мощностью 500 Вт, Движитель обеспечивает амплитуду колебаний подвижной части лабораторного образца ЛГПМ х(г) = 14-10~3д< и частоту

колебаний в диапазоне от 10 до 40 герц.

Индуктор макетного образца ЛГПМ состоит из четырех высококоэрцитивных магнита на основе сплава редкоземельных материалов "самарий-кобальт" (5гпСо5), закрепленных между немагнитных металлических пластин. Конструкция подвижной части позволяет устанавливать постоянные магниты призматической формы с различными геометрическими параметрами. В макетном образе были использованы; постоянные магниты, имеющие следующие основные размеры: Ьм=ЫЛ0'3м, =24-10~3м, ^=8-10'ъм- Воздушный

зазор <5 = 0.5'10"3м.

На рис. 13 приведена зависимость ЭДС холостого хода макетного образца ЛГПМ генератора от частоты. Сплошной линией показана характеристика, полученная экспериментальным путем. Пунктиром показана зависимость,

Ь.В; 80 70 60

50 «

30 20 10

0

Рис. 53. Характеристики £,(/) лабораторного образцаЛГПМ. Расчетная (прерывистая линия) и экспериментально полученная (сплошная линия)

/7

/ //

/ / /

//

л /

полученная путем теоретического расчета макетного образца ЛГПМ. Приведенная зависимость позволяет оценить точность проведенного электромагнитного расчета. Расхождение кривых составляет не более 12%, что позволяет сделать вывод, что расчет магнитной цепи генератора сделан с достаточной точностью, и его можно использовать для дальнейших исследований, а так же расчета аналогичных ЛГПМ конструкций.

В ходе экспериментальных исследований были получены внешние характеристики генератора при работе на активную нагрузку. На рис. 14. приведены внешние характеристики ЛГПМ, сплошной линией показаны характеристики, полученные экспериментальным путем. Пунктиром показаны

а) б)

Рис. 14. Внешние характеристики лабораторного образца ЛГПМ (f = 40Гц); а - при работе

на активную нагрузку, б - при работе на активную нагрузку через мостовой выпрямитель. Расчетная (прерывистая линия) и экспериментально полученная (сплошная линия)

расчетные зависимости. Характеристики приведены для частоты колебания подвижного элемента / = 40Гц ■ Вид внешней характеристики ЛГПМ объясняется действием реакции якоря. Внутренний импеданс генератора имеет существенную индуктивную составляющую, а, следовательно, при отстающем токе размагничивающее влияние реакции якоря велико.

Полученные зависимости выпрямленных напряжений от токов £/Л

расположены несколько ниже кривых для фазных напряжений, что обусловлено физическими процессами в выпрямителе. Расхождение экспериментальной и расчетной кривых составляет менее 15%, что позволяет сделать вывод, что предложенная методика расчета ЛГПМ при работе на выпрямитель корректна и может быть использована при разработке ЭМП подобного типа.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В результате проведенной работы получены следующие результаты.

1. Проведенный обзор-анализ конструкций показал перспективность применения ЛГПМ в качестве дополнительного источника электрической энергии в СЭП автономного объекта.

2. Предложенная в работе математическая модель позволила провести исследования установившихся электромагнитных процессов и выработать рекомендации по проектированию ЛГПМ.

3. Разработанная универсальная программа в среде \iathcad дала возможность провести расчеты основных характеристик и параметров ЛГПМ.

4. Полученные основные рекомендации по выбору рациональных геометрических соотношений ЬА/Ьмн ЬМПУ обусловили корректность в

определении размеров магнитной системы ЛГПМ.

5. Предложенная методика инженерного проектирования использовалась для расчета ЛГПМ различной мощности, отвечающих заданным массообъемным и энергетическим показателям СЭП в составе автономного объекта.

6. Макетный образец ЛГПМ и стенд для натурных испытаний позволили провести исследования и выбрать его наиболее рациональную конструкцию для компоновки в составе СЭП КА.

7. Проведенные экспериментальные исследования на макетном образце подтвердили адекватность разработанных математических моделей- и обоснованность предложенной инженерной методики проектирования ЛГПМ.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В рекомендованных ВАК научных журналах и изданиях.

1. Тарашев С. А. Линейный генератор с постоянными магнитами для систем электропитания автономных объектов / Высоцкий В.Е., Тарашев CA, Синицин А.П.// ИВУЗ «Электромеханика». - 2010 - №1 - С. 80-82.

2. Тарашев С.А. Математическое моделирование комплекса «первичный двигатель - линейный магнитоэлектрический генератор» для систем электроснабжения автономных объектов / Высоцкий В.Е., Мягков Ф.Н., Шамесмухаметов С.Л., Тарашев С.А., Злобина Е.К., // ИВУЗ «Электромеханика»,-2011 -№3 - С. 9-12.

3. Тарашев С.А. Электромеханические процессы в вентильном двигателе с постоянными магнитами / Высоцкий В.Е., Синицин А.П., Тарашев С.А. // Вестник СамГТУ. - 2010 - №4 (27) - С. 139-144.

В других журналах и изданиях.

4. Тарашев С.А. Вентильные стартер-генераторы для автомобилей / Высоцкий В.Е., Тарановский В.Р. Тарашев С.А., Синицин А.П. // Материалы докладов VI - го Международного симпозиума ELMASH, т. 2. Перспективы и тенденции развития электротехнического оборудования, 2006 - С. 140-143

5. Тарашев С.А. Исследование электромагнитных процессов вентильных двигатель-генераторных установок автономных объектов / Высоцкий В.Е., Тарашев С.А. // Межвузовский сборник научных трудов «Вопросы теории и проектирования электрических машин» - Ульяновск, 2009-С. 103-114.

6. Тарашев С.А. Идентификация математических моделей управляемых вентильных электромеханических систем / Высоцкий В.Е., Тарашев С.А., Шамесмухаметов С.Л.// Труды девятой Всероссийской межвузовской научно-практической конференции "Компьютерные технологии в науке, практике и образовании" - Самара, 2010 - С.В8-90.

7. Тарашев С.А. Альтернативный источник питания для электроэнергетических комплексов автономных объектов / Высоцкий В.Е., Мягков Ф.Н., Тарашев С.А., Синицин А.П., Злобина Е.К., Миненко С.И. // Материалы Всероссийской научно-практической конференции "Перспективные системы и

задачи управления" - Таганрог, 2011 - С. 357-364.

21

8. Тарашев С.А. Задачи магнитостатики линейного генератора с постоянными магнитами / Высоцкий В.Е., Тарашев С.А. // Труды всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Актуальные проблемы энергосберегающих элекгротехнологий» АПЭЭТ-11, Екатеринбург, 2011 - С. 233-228.

9. Тарашев С.А. Моделирование электромагнитных процессов в вентильных двигатель-генераторных установках для автономных объектов / Тарашев С.А., Синицин А.П., Жданов В.П. // Труды XII международной научно-практической конференции "Современные техника и технологии" - Томск, 2006 - С.291-293.

10. Тарашев С.А. Проектирование вентильных двигатель-генераторных установок для автономных объектов / Синицин А.П., Жданов В.П., Тарашев С.А. // Труды XII международной научно-практической конференции "Современные техника и технологии" - Томск, 2006 - С.289-291.

Личный вклад автора. В работе [1] автору принадлежит постановка задачи исследования ЛГПМ. В работе [7] конструкция макетного образца ЛГПМ и участие в лабораторных исследованиях. В работе [8] автором выполнен вывод зависимостей для решения задач магнитостатики. В работах [2,9] предложены матемэтические модели первичного источника СЭП автономного объекта. В работах [3-6,10] автором решаются задачи выбора математических моделей для исследования СЭП автономных объектов.

Разрешено к печати диссертационным советом Д 212.217.04 Протокол № 11 от 08.11.2011 Заказ № 1096. Формат 60x84 1/16. Бумага тип. №1. Отпечатано на ризографе, уч.-изд. л. 2,0. Тираж 100 экз.

Самарский государственный технический университет Типография СамГТУ. 443100, г. Самара, Молодогвардейская ул. 244, Главный корпус.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ ИСПОЛНЕНИЙ И СПОСОБОВ ИНТЕГРАЦИИ ЛГ В СТРУКТУРУ СЭП АВТОНОМНОГО ОБЪЕКТА.

1.1. Современные СЭП автономных объектов и варианты конструктивных исполнений ЛГ, применяемых в таких системах.

1.2. Перспективы применения ЛГПМ в качестве альтернативного источника питания для СЭП К А.

1.3. Особенности построения СЭП КА. Возможные варианты интеграции в нее ЛГПМ.

1.4. Методы исследования.

Выводы по главе

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЛГПМ.

2.1. Физические процессы в ЛГПМ.

2.2. Математическая модель для исследования установившихся режимов работы ЛГПМ.

2.3. Исследование характеристик ЛГПМ.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛГПМ ДЛЯ СЭП АВТОНОМНЫХ ОБЪЕКТОВ.

3.1. Выбор материала и конструктивных схем отдельных узлов

ЛГПМ.

3.2. Разработка инженерной методики проектирования ЛГПМ.

3.2.1. Исходные данные и допущения.

3.2.2. Выбор основных геометрических соотношений магнитной системы ЛГПМ.

3.2.3. Расчет магнитной системы ЛГПМ и выбор обмоточных данных.

3.2.4. Проверка номинального режима и режима короткого замыкания.

3.3. Компоновка и конструктивное исполнение ЛГПМ в составе СЭП КА.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛГПМ.

4.1. Описание конструкции опытного образца ЛГПМ.

4.2. Экспериментальные исследования ЛГПМ в установившемся режиме.

Выводы по главе 4.

В настоящее время в нашей стране и за рубежом большое внимание уделяется совершенствованию систем электропитания (СЭП) электроэнергетических комплексов автономных объектов. Системы электропитания, являясь одной из основных частей автономных объектов, определяют их энергетическое обеспечение, существенно влияют на эффективность и срок активного функционирования. В связи с развитием в последнее время новых прогрессивных технологий появилась необходимость создания и применения в качестве источника питания СЭП линейных генераторов (ЛГ) малой и средней мощности с возвратно-поступательным движением [37]. Отсутствие промежуточного механического звена в виде кривошипно-шатунного механизма, кулачкового валика с толкателем и иного преобразователя движения обеспечивает более высокие технико-экономические показатели колебательных и вибрационных устройств и облегчает их интеграцию с рабочим органом. Такие устройства реализуют широкий диапазон механических частот колебаний и могут с успехом применяться во всех случаях, когда имеются вынуждающие механические колебательные движения или перемещения.

Линейный генератор может быть использован на транспортном средстве в качестве демпфирующего устройства. При движении автомобиля колебания кузова передаются на шток генератора. Индуктор, жестко закрепленный на штоке, движется поступательно, что приводит к генерации ЭДС. Известна также конструкция устройства с линейным генератором в основе, для выработки электричества от волнения поверхности воды (волны прибоя, приливные волны, ветер и т.д.). Весьма перспективным и актуальным представляется применение ЛГ в качестве дополнительного источника питания СЭП низкоорбитальных космических аппаратов (КА).

Следует отметить, что применяемые в настоящее время источники электрической энергии СЭП КА - солнечные (СБ) и аккумуляторные батареи

АБ) - не всегда отвечают требованиям надежности, энергоэффективности, а также продолжительности активного функционирования. Солнечное излучение является практически неограниченным источником энергии в космическом пространстве, однако в условиях тени СБ не производят энергии и единственным источником СЭП в этот период является АБ. Использование ЛГ в качестве дополнительного бортового источника КА позволит улучшить характеристики СЭП. Рабочий цикл ЛГ не зависит от продолжительности периода затенения, а наличие такого источника колебаний как термоакустический двигатель (ТАД), обеспечивает надежное функционирование СЭП в течение длительного периода времени. Интеграция ЛГ в СЭП позволит также сократить количество АБ, установленных на борту КА.

Наиболее полно требованиям надежности отвечает линейный генератор с постоянными магнитами (ЛГПМ). Применение в ЛГ высокоэнергетических постоянных магнитов на базе редкоземельных металлов создает возможность резкого уменьшения массы системы возбуждения и позволяет получить генератор бесконтактного типа. Последнее обстоятельство является решающим в случае выбора ЛГПМ в качестве источника энергии для электроэнергетических комплексов автономных объектов.

Следует отметить, что интеграция в структуру СЭП определяет условия эксплуатации генератора и накладывает ряд ограничений на конструктивное исполнение ЛГ. Для повышения технико-экономических показателей современных СЭП необходима разработка специальных генераторов возвратно-поступательного движения, которые способны надежно функционировать в широком температурном и частотном диапазоне.

В настоящее время по тематике линейных ЭМП предложено значительное число конструктивных решений. Разработаны математические модели и рассмотрены вопросы проектирования электрических машин возвратно-поступательного движения для двигательного режима работы. Основополагающими в области разработки, исследования и проектирования линейных машин являются труды А.И. Вольдека, О.Н. Веселовского, Ф.Н. Сарапулова, Г.С. Тамояна, М.Я. Хитерера, А.И. Москвитина, Л.М. Паластина, Ф.Р. Исмагилова, С. Ямамуры.

Однако многие вопросы в области теории линейных машин остались нерешенными. В частности, не исследованным остается генераторный режим работы. Актуальным является изучение установившегося и динамического режимов работы ЛГ, а также разработка рекомендаций и расчетных моделей для решения задач инженерного проектирования ЛГПМ.

Целью диссертационной работы является разработка и исследование линейного генератора с постоянными магнитами для повышения надежности, энергоэффективности и срока активного функционирования систем электропитания автономных объектов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ конструкций линейных генераторов применяемых в системах электропитания автономных объектов, оценить перспективы развития современных СЭП с ЛГПМ в качестве источника электрической энергии, определить основные требования к линейному генератору;

- разработать математическую модель и программы расчета для исследования установившихся режимов работы ЛГПМ;

- разработать расчетные модели для решения задач инженерного проектирования ЛГПМ;

- провести экспериментальные исследования макетного образца ЛГПМ с целью проверки адекватности разработанных математических моделей и инженерной методики проектирования.

Методы исследования В работе приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований, полученных с использованием теории линейных электрических и магнитных цепей, а также теории электромагнитного поля. Поставленные задачи решены автором в диссертационной работе с -использованием методов компьютерного эксперимента и экспериментальных методов исследования на макетных и опытных образцах. Достоверность результатов подтверждается удовлетворительным совпадением расчетных и экспериментально полученных данных.

Научная новизна работы Научная новизна работы заключается в теоретических и экспериментальных исследованиях, сущность которых содержится в следующих решенных задачах:

1. Разработана математическая модель для исследования установившихся режимов работы, позволяющая получить основные характеристики и параметры ЛГПМ в установившемся режиме.

2. Получены рекомендации по выбору рациональных геометрических соотношений для магнитной системы ЛГПМ, а также рекомендации по выбору квазиоптимальных конструкций ЛГПМ, предназначенного для функционирования в составе СЭП КА

3. Предложена методика инженерного проектирования ЛГПМ.

Практическая ценность

1. Разработана конструкция ЛГПМ, позволяющая обеспечить требования, предъявляемые к источникам питания современных СЭП автономных объектов.

2. Результаты исследований, а также изложенная методика проектирования могут быть использованы при практической реализации линейных электромеханических преобразователей различных типоразмеров.

Реализация работы Проведенные исследования являются частью перспективных научно-исследовательских и проектных работ, которые проводятся совместно с ГН11РКЦ "ЦСКБ - Прогресс" и реализованы в виде рекомендаций при -создании альтернативного источника питания для СЭП низкоорбитальных КА.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Математическая модель для исследования ЛГПМ, ориентированная на исследование установившихся режимов работы и расчет его характеристик и параметров.

2.Конструкция вентильного ЛГПМ и его компоновка в составе СЭП, обеспечивающие требования, предъявляемые к современным источникам питания автономных объектов.

3. Расчетная модель и методика инженерного проектирования ЛГПМ для электроэнергетических комплексов автономных объектов.

4. Результаты расчетных и экспериментальных исследований характеристик, параметров и свойств вентильного ЛГПМ.

Апробация работы

Основные положения работы доложены и обсуждены: на 1Х-ой Всероссийской межвузовской научно-практической конференции "Компьютерные технологии в науке, практике и образовании", Самара, 20 Юг; на международной конференции «Проблемы повышения энергоэффективности и надежности электрических сетей и систем электроснабжения предприятий нефти и газа», Самара, 20 Юг; на Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий» АПЭЭТ-11, Екатеринбург, 2011 г; на VI Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления», Таганрог, 2011г.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 10 работ, три из которых входят в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий —ВАК-.- — ---

Структура диссертации Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4

1. Разработанная универсальная конструкция макетного образца ЛГПМ достоверно отражает электромагнитные процессы в линейном генераторе с постоянными магнитами для СЭП КА и позволяет проводить экспериментальные исследования установившихся режимов работы.

2. Исследования работы ЛГПМ в различных режимах работы и сравнение экспериментальных данных с данными, полученными при математическом моделировании в среде Ммксай, показывают, что предложенная во второй главе математическая модель с достаточной точностью описывает электромагнитные процессы в ЛГПМ.

2. Анализ экспериментально полученных кривых холостого хода и внешних характеристик ЛГПМ, и сравнение их с зависимостями, полученными в ходе расчета макетного образа ЛГПМ по описанной в главе 3 методике, показывают, что предложенная методика проектирования ЛГПМ может быть использована при расчете ЭМП подобного типа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенной работы получены следующие результаты.

1. Проведенный обзор-анализ конструкций показал перспективность применения ЛГПМ в качестве дополнительного источника электрической энергии в СЭП автономного объекта.

2. Предложенная в работе математическая модель позволила провести исследования установившихся электромагнитных процессов и выработать рекомендации по проектированию ЛГПМ.

3. Разработанная универсальная программа в среде МаЖсас! дала возможность провести расчеты основных характеристик и параметров ЛГПМ.

4. Полученные основные рекомендации по выбору рациональных геометрических соотношений ЬА/ЬЛ1 и аи//и обусловили корректность в определении размеров магнитной системы ЛГПМ.

5. Предложенная методика инженерного проектирования использовалась для расчета ЛГПМ различной мощности, отвечающих заданным массообъемным и энергетическим показателям СЭП в составе автономного объекта.

6. Макетный образец ЛГПМ и стенд для натурных испытаний позволили провести исследования и выбрать его наиболее рациональную конструкцию для компоновки в составе СЭП КА.

7. Проведенные экспериментальные исследования на макетном образце подтвердили адекватность и точность разработанных математических моделей, а также достоверность предложенной инженерной методики проектирования ЛГПМ.

1. Электротехнический справочник в 4-х т. / Под ред. В.Г.Герасимова. Т. 3: Производство, передача и распределение электрической энергии. М.: МЭИ, 2004. 964 с.

2. Электротехнический справочник в 4-х т. / Под ред. В. Г. Герасимова. Т. 4: Использование электрической энергии. М.: МЭИ, 2004. -696 с.

3. Постоянные магниты: Справочник / Под ред. Ю. М. Пятина М. изд. 2-е перераб.: Энергия, 1980. 488 с.

4. А. В. Иванов-Смоленский. Электрические машины/ Учебник для вузов. М.: Энергия, 1980. 928 с.

5. Вольдек А.И. Индукционные магнитогидродинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом. Л.: Энергия, 1970. — 453 с.

6. Хитерер М.Я., Овчинников И.Е. Синхронные электрические машины возвратно-поступательного движения. СПб.: КОРОНА принт, 2004. -368 с.

7. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1978.-254 с.

8. Паластин Л.М. Электрические машины автономных источников питания. Л.М.: Энергия, 1972. 464 с.

9. Москвитин А.И. Электрические машины возвратно-поступательного движения. Электрические молотки, вибраторы, быстроходный электромагнитный привод. М.Л.: изд-во АН СССР, 1950. -143 с.

10. Патент на изобретение РФ № 2020699. Линейный генератор. МПК Н02К 35/02. 30.09.1994. Круглова Г.Г., Кудрявцева Е.А. Сулин Г.А.

11. Саттаров P.P., Валеев А.Р., Бабикова H.J1. Линейный генератор как автономный источник энергии // Электронные устройства и системы. Межвузовский сборник научных трудов. Уфа: изд-во УГАТУ, 2008. -С. 46 50.

12. Балагуров В.А., Галатеев Ф.Ф., Ларионов А.Н. Электрические машины с постоянными магнитами. М.: Энергия, 1964. 479 с.

13. Патент на изобретение № 2304342. МПК Н 02 К 35/02. Генератор возвратно-поступательного движения / Исмагилов Ф.Р., Хайруллин И.Х., Бабикова Н.Л. и др. // Опубл. 10.08.2007, Бюл. № 22.

14. Проектирование электрических машин; Учебное пособие для вузов. Под редакцией И.П. Копылова. М.: Энергия, 1980. 496 с.

15. Cool and Straight: Linear Compressors for Refrigeration / Paul Bailey, Mike Dadd, Richard Stone // Department of Engineering Science, University of Oxford -2010.

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

17. Копылов И.П., Математическое моделирование электрических машин. М.: Высшая школа, 2001. 263с.

18. Бертинов А. И., Лотоцкий Е. Л. Бесконтактные электрические машины. М.: Информстандартэлектро, 1967. 74 с.

19. Лутидзе Ш. И. Основы теории электрических машин с управляемым полупроводниковым коммутатором. М.: Наука, 1968. 304 с.

20. Паластин Л.М. Синхронные машины автономных источников питания. М.: Энергия, 1980. 384 с.

21. A Permanent-Magnet Tubular Linear Generator for Ocean Wave Energy Conversion / J. Prudell, M. Stoddard, A. von Jouanne // IEEE Transactions on Industry Applications, 2010.

22. Designing a Low-Cost, Electricity-Generating Cooking Stove / RILEY, P.H., SAHA, C., JOHNSON, С. M. // Technology and Society Magazine. 2010.

23. Грузов А. И. Методы математического исследования электрических машин. М.-Л.: ГЭИ, 1953. 264 с.

24. Тафт В. А. Основы спектральной теории и расчет цепей с переменными параметрами. М.: Наука, 1964. 260 с.

25. Тафт В. А. Электрические цепи с переменными параметрами. М.: Энергия, 1968. 327 с.

26. Осин И. JL, Колесников В. П., Юферов Ф. М. Синхронные микродвигатели с постоянными магнитами. М.: Энергия, 1976. 232 с.

27. Заездный А. М. Гармонический синтез и анализ в радиотехнике и электросвязи. Л.: Энергия, 1972. 528 с.

28. Гольдберг О. Д., Турин Я. С., Свириденко И. С. Проектирование электрических машин. М.: Высшая школа, 1984. 451 с.

29. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: Справочник / H.H. Акимов, Е.П. Ващуков, В.А. Прохоренко, Ю.П. Ходоренок. Мн.: Беларусь, 1994. 591 с.

30. Микросхемы для импульсных источников питания. З.-М.: Изд. дом «Додэка-ХХ1», 2002. 288 с.

31. Ф.Р. Исмагилов, Е.А. Полихач, Н.Л. Бабикова. Экспериментальное исследование магнитоэлектрического генератора // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы/ Межвузовский науч. сб. Уфа: Изд-во УГАТУ, 2006. С. 80-85.

32. Сливинская, А. Г. Гордон A.B. Постоянные магниты : учебное пособие / А. Г. Сливинская . М. Л.: Энергия, 1965 . 128 с.

33. Бесконтактные электрические машины: учеб. пособие / Под ред. Д.А. Бута. М.: МАИ, 1990.415 с.

34. Зечихин Б.С., Куприянов А.Д., Сыроежкин Е.В. Традиционные и компьютерные методы проектирования бесконтактных синхронных машин // Электричество. 2002. - №5.

35. Скоромец Ю.Г. Линейный бензогенератор (дизель генератор) // Электротехнический рынок.- 2008. №5 (23) - С.42-45.

36. Перспективы применения синхронных генераторов с постоянными магнитами и возвратно-поступательным движением индуктора / Г.С. Тамоян,

37. M.B. Афонин, E.M. Соколова, Мью Тет Ту // Электричество. 2007. - №11 -С.54-56.

38. Высоцкий В.Е., Тарашев С.А., Синицин А.П. Линейный генератор с постоянными магнитами для систем электропитания автономных объектов // Известия высших учебных заведений «Электромеханика». 2010. - №1 - С. 80-82.

39. Копылов И.П. Электрические машины. М.: Энергоатомиздат., 1986.-360 с.

40. Костенко М.П. Электрические машины. Специальная часть. Л.: Госэнергоиздат, 1949. - 708 с.

41. Фильц Р.В. Математические основы теории электромеханических преобразователей. Киев: Наукова думка, 1979. 208 с.

42. Бауман Э.А., Кушев Ю.А. Автомобильные бесконтактные генераторы. М.: ЦИНТИСельмаш, 1966. 80 с.

43. Злочевский B.C. Системы электроснабжения пассажирских самолетов. М.: Электроснабжение, 1971. с. 173 с

44. Высоцкий В.Е., Синицин А.П., Тарашев С.А. Электромеханические процессы в вентильном двигателе с постоянными магнитами // Вестник СамГТУ. Серия технические науки,- 2010. №4 (27) - С. 139-144.

45. Автоматизированная система контроля энергопреобразующей аппаратуры систем электропитания космических аппаратов / Ю.А.

46. Кремзуков, В.М. Рулевский, Ю.А. Шиняков, М.Н. Цветков // Доклады ТУСУРа. 2010. - 4.2 - №2(22).

47. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 280с.

48. Исследование электромагнитных процессов вентильных двигатель-генераторных установок автономных объектов / В.Е. Высоцкий, С.А. Тарашев // Вопросы теории и проектирования электрических машин: сб. науч. трудов УлГТУ. - Ульяновск, 2009. - С. 103-114.

49. Уайт Д. Вудсон Г. Электромеханическое преобразование энергии / Перевод с англ. М. - Д.: Энергия, 1964. - 528 с.

50. Костырев M.J1. Электрические машины (Специальный курс). Куйбышев: Авиационный институт, 1984. 82 с.

51. Журавлев C.B., Зечихин Б.С. Линейные синхронные двигатели с редкоземельными постоянными магнитами // Электричество. 2005. - №4 -С. 19-25.

52. Мамедов Ф.А., Денисов В.Н. Курилин С.П. Варианты построения математической модели линейной машины // Электричество. 2000, №10. -С. 35-39.

53. Электромагнитные поля и параметры электрических машин: учебное пособие под ред. Инкина А.И. Новосибирск: ООО «Издательство КЖЭА», 2002. 464 с.

54. Talvitie M. Production and properties of Nd-Fe-B permanent magnets // Acta Polytechnica Scandinavica, Applied Physics Sériés No. 187, Helsinki. 1993. P.P. 38-42.

55. Проектирование вентильных двигатель-генераторных установок для автономных объектов / А.П. Синицин, В.П. Жданов, С.А. Тарашев // Сб.: Труды XII международной научно-практической конференции "Современные техника и технологии" Томск - 2006 - С.289-291

56. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах. М.: Высшая школа, 1989. — 312 с.

57. Копылов И.П. Электромеханическое преобразование энергии. М.: Энергия, 1993.-400 с.

58. A micro electromagnetic generator for vibration energy harvesting / S. P. Beeby // Journal of Micromechanics and Microengineering, 2007.

59. Электротехнический справочник в 4-х т./Под ред. В.Г.Герасимова. 9-е изд.,стереотип.- Т. 1. Общие вопросы. Электротехнические материалы. М.: МЭИ, 2004. 440 с.

60. Свинцов Г.П. Модернизированный метод вероятных путей потока Ротерса // Изв. вузов. Электромеханика. 1995. № 5,6. С. 28-33

61. Свинцов Г.П. Расчет проводимостей плоскопараллельных магнитных полей модернизированным методом Ротерса// Изв. вузов. Электромеханика. 1996. № 1,2. С. 45-49.

62. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Г.С. Найвельт, К.Б. Мазель, Ч.И. Хусаинов и др. Под ред. Г.С. Найвельта. М.: Радио и связь, 1986. 576 с.

63. Электрические машины: Учебн. для вузов / И.П. Копылов. 3-е изд., испр. М.: Высшая школа, 2002 607 с.

64. Design Of A High Efficiency Power Source (HEPS) Based On Thermoacoustic Technology / M. Petach, E. Tward, S. Backhaus // NASA-CR 2004 Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM 87545

65. Копылов И.П. Электромеханические преобразователи энергии. М.: Энергия, 1973.-400 с.

66. ESB International (ESBI) То Provide Engineering Services to Wavebob for the Development of Wave Energy Generators Электронный ресурс., John Hartnett 25th September 2009

67. Сергеенкова Е.В. Синхронная электрическая машина возвратно-поступательного движения (генератор). Автореферат диссертации. / М., 2011. 18 с.

68. United States Patent 6952060. Electromagnetic linear generator and shock absorber Inventors / Ronald B. Goldner (Lexington, MA), Peter Zerigian (Arlington, MA). May 7, 2001

69. П. Чети. Проектирование ключевых источников питания. Перев. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1990. 240 с.

70. А.Н. Васильев. MathCAD 13 на примерах. Спб.: БХВ - Петербург, 2006. -528 с.

71. Андронов И. Электротехника в космосе // «Электротехника». -1970. -№ 7.

72. Иосифьян А. Г. Электромеханика в космосе. М.: Знание, 1977. - 64 с.

73. Галтеев Ф.Ф. Об алгоритме расчета на ЭЦВМ магнитоэлектрического генератора переменного тока // Электрические машины и преобразователи автономных электросистем. / МЭИ. М., 1972. Вып. 147, с 55 61.

74. Павлихин B.C., Платонов А.Б. Особенности проектирования вентильных двигателе с постоянными магнитами // Электромеханические системы с постоянными магнитами. Научн.тр. / МЭИ. М.: 1983. Вып. 9, с 38 41.

75. Балагуров В.А., Гридин В.М., Лозенко В.К. Бесконтактные двигатели постоянного тока с постоянными магнитами. М.: Энергия, 1975. 136с.

76. Овчинников И.Е., Лебедев Н.И. Бесконтактные двигатели постоянного тока Л: Наука, 1979. 270с.

77. Thermodynamics and Gas Dynamics of the Stirling Cycle Machine / Organ, A. J. // Cambridge University Press, 1992

78. Параметры электрических машин переменного тока / Я.Б. Данилевич, В.В. Домбровский, Е.Я. Казовский: АНСССР. М.: Наука, 1965. 340 с.

79. Ромаш Э.М. Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры М.: Радио и связь, 1981. 225 с.

80. Балагуров В.А. Проектирование специальных машин переменного тока: Учеб. пособие для студентов вузов,- М. Высш. школа, 1982.-272 с.

81. Сергеенкова Е.В., Федин М.А. Исследование линейного синхронного генератора с постоянными магнитами, преобразующего энергию коле-баний в электрическую. //Известия высших учебных заведений. Элек-тромеханика, №3, 2011. с.13-16.

82. Варламов В.Р. Современные источники питания: Справочник. -Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: ДМК Пресс, 2001. 224 с.

83. Автоматизированная система контроля энергосберегающей аппаратуры СЭП КА / Ю.М. Казанцев, Ю.А. Кремзуков // Известия Томского политехнического университета. Энергетика. -2009. Т.314, №4 - С. 138-141.

84. Руденко B.C., Сенько В.И., Чиженко И.М. Основы преобразовательной техники: Учебник для вузов 2-е изд. - М.: Высш. школа, 1980, - 424 с.

85. Б.Н.Петухов. Электроснабжение летательных аппаратов. ЛКВВИА имени А. Ф. Можайского, 1960. 555 с.

86. АЧХ", использованы следующие научные результаты и практические рекомендации, представленные в диссертационной работе С.А. Тарашева.

87. Даны рекомендации по выбору оптимальных соотношений основных геометрических размеров магнитной системы ЛГПМ.

88. ОтГНПРКЫ , Л ОтГОУВПО «Самарский государственный

89. ЦСКБ Цр<рт// / технический университет»1. В.Е.Высоцкийф.н, Мягков1. М.Т. Мифтахов