авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |

Установившиеся электромагнитные процессы многофазных вентильных двигателей в штатных и аварийных режимах

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Вигриянов Павел Георгиевич УСТАНОВИВШИЕСЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРОЦЕССЫ МНОГОФАЗНЫХ ВЕНТИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В ШТАТНЫХ И АВАРИЙНЫХ РЕЖИМАХ Специальность 05.09.01 – Электромеханика и электрические аппараты

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Томск – 2013 2

Работа выполнена на кафедре электрооборудования и автоматизации производственных процессов филиала ФБГОУ ВПО « ЮУрГУ» (НИУ) в г. Златоусте Научный консультант Воронин Сергей Григорьевич, доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Казанцев Юрий Михайлович, доктор технических наук, профессор, ОАО НПЦ «Полюс», заместитель главного конструктора;

Казаков Юрий Борисович, доктор технических наук, профессор, Ивановский государственный энергетический университет, зав. кафедрой электромеханики;

Исмагилов Флюр Рашитович, доктор технических наук, профессор, Уфимский государственный авиационный технический университет, зав. кафедрой электромеханики.

Ведущая организация ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Прези дента России Б.Н. Ельцина», г. Екатеринбург

Защита состоится 28 июня 2013 г. в 15-00 часов на заседании диссер тационного совета Д 212.269.11 при ФГБОУ ВПО «Национальный иссле довательский Томский политехнический университет» по адресу 634050, г. Томск, ул. Усова д.7, ауд. 217.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОГУ ВПО «На циональный исследовательский Томский политехнический университет (ул. Белинского, 55).

Автореферат разослан « » 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.269. канд. техн. наук, доцент Ю.Н. Дементьев ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность избранной темы В автоматизированных приводах техники новых поколений заметное место занимает электропривод на основе вентильных двигателей (ВД) по стоянного тока, нашедший применение в системах управления летатель ных аппаратов, космических аппаратах и промышленных роботах, мани пуляторах, металлорежущих станках, медико-биологических и информа ционно-преобразовательных устройствах. Это объясняется его гибкостью и многофункциональностью, возможностью построения высококачествен ных систем управления, хорошими динамическими показателями и регу лировочными свойствами, разнообразием конструкций и схем, возможно стью работы в тяжелых условиях эксплуатации, большим сроком службы.

Вопросам обеспечения высокой надежности при конструировании и эксплуатации электроприводов автономных объектов всегда уделялось значительное внимание. Несмотря на значительные усилия в этой области, за последние 20 лет уровень надежности электроприводов остается недос таточно высоким и не удовлетворяет все возрастающим требованиям, по скольку приводит не только к увеличению стоимости эксплуатации, но часто и к аварийным ситуациям более сложного объекта.

Дальнейшее повышение надежности, улучшение массоэнергетических, точностных и динамических характеристик электроприводов на основе ВД возможно главным образом за счет применения новых материалов и кон структивных решений при создании электромеханического преобразовате ля (ЭМП) исполнительного элемента, а также использования новых мето дов резервирования, так как совершенствование и миниатюризация элек тронной аппаратуры привода и микропроцессорной техники пока не огра ничены. Для эффективного использования новых методов резервирования необходим соответствующий математический аппарат, адекватно отра жающий свойства реального объекта при всем разнообразии схем управ ления ВД, позволяющий учесть многообразие предъявляемых к нему тех нических требований и позволяющий реализовать возможные алгоритмы управления коммутацией фаз в штатных и аварийных режимах работы.

Цель диссертационной работы – развитие общей теории электромаг нитных процессов электромеханических преобразователей в составе ВД для штатных и аварийных режимов работы и создание на этой основе ме тодов обеспечения надежности и энергетической эффективности много фазных вентильных двигателей.

Научная гипотеза заключается в том, что увеличение числа фаз ЭМП позволит повысить показатели надежности и энергетическую эффектив ность ВД.

Основные задачи исследования Для достижения поставленной цели необходимо последовательно ре шить следующие задачи.

1. Провести анализ и систематизацию схем соединений, способов пи тания и алгоритмов коммутации фаз обмотки ВД.

2. Построить математические модели многофазных ВД с сосредото ченными параметрами для штатных и аварийных режимов работы.

3. Провести анализ методов исследования физических процессов ВД и выбрать метод исследования ЭМП с изменяющейся структурой в исправ ном состоянии и при отказах отдельных элементов.

4. Провести разработку общей методики исследования электромагнит ных процессов многофазных ВД различных вариантов исполнения в штат ных и аварийных режимах работы.

5. Разработать математический аппарат исследования установившихся электромагнитных процессов ЭМП с изменяемой структурой в штатных и аварийных режимах работы многофазных ВД.

6. Создать программное обеспечение для расчета мгновенных значений координат и интегральных характеристик многофазных ВД в штатных и аварийных режимах работы.

7. Исследовать особенности протекания электромагнитных процессов в ЭМП в аварийных режимах работы.

8. Сформулировать практические рекомендации по проектированию многофазных ВД повышенной надежности для систем управления авто номных объектов.





Объект исследования – электромеханические преобразователи мно гофазных вентильных двигателей постоянного тока малой мощности (до одного кВт), имеющие различные варианты схем построения.

Предмет исследования – установившиеся электромагнитные процес сы электромеханических преобразователей многофазных вентильных дви гателей в штатных и аварийных режимах работы.

Методы исследования Исследования проведены с использованием фундаментальных основ теории электрических машин, традиционных методов интегрального и дифференциального исчисления, методах вычислительной математики, нашедших применение в процессе аналитических и численных операций.

Основным методом исследования выбран метод численного моделирова ния. Для решения систем дифференциальных уравнений высокого порядка разработана общая методика расчета, ориентированная на применение средств вычислительной техники. Решение трансцендентных уравнений и интегрирование функций осуществляется с помощью численных и анали тических методов, доработанных с учетом особенностей протекания физи ческих процессов в электромеханических преобразователях многофазных ВД.

Математическое моделирование осуществлялось на IBM PC совмести мых персональных компьютерах, среда объектно-ориентированного про граммирования Borland C++Builder 5 Enterprise Edition, язык программиро вания С++. Экспериментальные исследования проводились на специально разработанных стендах.

Достоверность полученных результатов обеспечивается обоснован ностью и корректностью принятых допущений, адекватностью исполь зуемых математических методов, моделей и алгоритмов, совпадением ре зультатов расчетов электромагнитных процессов различными методами, подтверждением результатов расчетов физическими экспериментами на опытных и серийных образцах многофазных ВД, а также в составе опыт ных партий устройств систем автоматики.

Связь темы диссертации с научно-техническими программами Работа выполнялась в соответствии с планом научных исследований Минвуза по направлению 8 «Автоматизация и повышение надежности электроснабжения и электроприводов промышленных предприятий» про блеме 30 «Разработка и исследование электрических машин, систем авто матики и специальных установок».

Научная новизна исследования 1. Предложен новый научный подход к проектированию вентильных двигателей, позволяющий на стадии проектно-конструкторской проработ ки обосновать выбор рациональной структуры ЭМП с целью обеспечения заданных показателей надежности и обоснования необходимого резерви рования.

2. Предложены математические модели ВД малой мощности с возбуж дением от постоянных магнитов, позволяющие исследовать характеристи ки машин с любым числом фаз при различных схемах соединения, спосо бах питания и алгоритмах коммутации фаз обмотки.

3. Реализован углубленный метод анализа ЭМП, позволивший иссле довать физические процессы при асимметрии электромагнитных связей между фазами обмотки якоря.

4. Впервые предложена, обоснована и применена для формального описания алгоритмов коммутации и исследования электромагнитных про цессов специальная коммутационная функция, позволившая получить удобный для программирования математический аппарат в виде циклов и рекуррентных выражений.

5. Предложена и разработана общая методика исследования устано вившихся электромагнитных процессов ВД с постоянной и изменяющейся структурой ЭМП в штатных и аварийных режимах работы, позволяющая исследовать физические процессы в двигателях с любым числом фаз и обосновать выбор рациональной структуры исполнительных элементов электропривода с целью обеспечения заданных показателей надежности и обоснования необходимого резервирования.

6. Впервые разработано алгоритмическое и программное обеспечение, позволившее реализовать абсолютно устойчивый адаптивный метод реше ния систем дифференциальных уравнений и проводить исследования уста новившихся электромагнитных процессов ВД с любым числом фаз с по стоянной и изменяющейся структурой ЭМП в штатных и аварийных ре жимах работы.

7. Получены результаты расчетов энергетических, электромеханиче ских, механических характеристик и пульсаций токовой составляющей электромагнитного момента многофазных ВД в штатных и аварийных ре жимах работы, которые позволили провести анализ влияния на них пара метров обмотки якоря ЭМП и угла управления коммутацией.

8. Проведена количественная оценка влияния единичных отказов эле ментов силовой части на мгновенные значения координат и интегральные характеристики машины, что позволило установить степень влияния на них отказов элементов, получить обоснованные критерии оценки показа телей надежности, реализовать новые методы резервирования ЭМП и оце нить работоспособность бесконтактного электропривода на основе ВД.

9. Предложены инженерные методы расчта характеристик многофаз ных ВД в штатных и аварийных режимах работы.

Новизна предложенных методики исследования, алгоритмов и про граммных комплексов, подтверждена свидетельствами о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Практическая значимость диссертационного исследования Основным практическим результатом теоретических исследований яв ляется разработка программных комплексов для исследования электромаг нитных процессов многофазных ВД в штатных и аварийных режимах ра боты, показавших свою эффективность при разработке ряда проектов.

Программные комплексы представляют собой эффективный инструмент проектирования, позволяющий облегчить работу по проектированию цело го класса машин – многофазных ВД, повысить качество проектных работ при сокращении сроков их выполнения, экономить ресурсы за счет ис ключения этапа макетирования при разработке бесконтактных электро приводов на основе ВД.

Практическое значение проведенных исследований подтверждается выполнением следующих работ.

1. Проведена сравнительная оценка точности и определена область применения инженерных методов расчета энергетических параметров.

2. Разработаны программные комплексы для расчета энергетических характеристик многофазных ВД по мгновенным значениям координат в штатных и аварийных режимах работы, позволившие на стадии проектно конструкторской проработки вариантов исполнения машины провести ис следование влияния параметров обмотки якоря и угла управления комму тацией на характеристики двигателей, обосновать выбор рациональной структуры ЭМП и необходимого резервирования ВД.

3. Определена степень влияния количества фаз на характеристики дви гателей в штатных и аварийных режимах работы, что позволило дать ре комендации по выбору вариантов схем исполнения двигателей, алгоритмов управления коммутацией фаз обмотки якоря и оценить работоспособность многофазных ВД.

4. Установлены зависимости между выходными характеристиками ВД и параметрами обмотки якоря, получены упрощенные аппроксимирующие зависимости, позволяющие в процессе синтеза электроприводов и реше нии задач оптимального проектирования учитывать энергетические пара метры многофазных ВД в штатных и аварийных режимах работы.

Внедрение результатов работы Практическая полезность работы заключается в эффективном исполь зовании программных комплексов в конкретных проектах, внедренных в инженерную практику предприятий и организаций Российской Федерации.

1. Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (51 отдел, г. Миасс) при разработке опытной серии вентильных электро приводов приводов специализированных механизмов.

2. ОАО «Миассэлектроаппарат», г. Миасс.

3. Государственный ракетный центр имени академика В.П. Макеева, г. Миасс.

4. Научно-исследовательский институт прикладной механики им.

В.И. Кузнецова, г. Москва.

5. Государственный научно-производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ-Прогресс» г. Самара.

6. ОАО «Научно-производственное объединение «Электромашина», г. Челябинск.

7. Златоустовское УПП ВОС им. Н.Р. Музыченко, г. Златоуст.

Использование в учебном процессе Разработанный теоретический материал и программные комплексы внедрены в учебный процесс ЮУрГУ в виде монографий и используются при чтении лекций по курсам «Электрические машины», «Системы управ ления электроприводов», «Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов», а также в курсовом проектировании в дисциплинах связанных с изучением электри ческих машин и систем управления автоматизированных электроприводов.

Апробация работы Основные положения и результаты диссертационной работы обсужда лись и получили положительные отзывы на 11 всесоюзных и всероссий ских научно-технических конференциях, включая конференции с между народным участием:

1. Всесоюзный семинар «Электромеханические системы с постоянны ми магнитами» (г. Златоуст, 1985);

2. I-я Всесоюзная научно-техническая конференция по электромехано тронике (г. Ленинград, 1987);

3. Научно-технический семинар «Контроль, техническая диагностика и прогнозирование в приборостроении» (г. Ленинград, 1989);

4. Всесоюзная научно-техническая конференция «Вентильные элек тромеханические системы с постоянными магнитами» (г. Москва, 1989);

5. Всесоюзный семинар «Кибернетика электроэнергетических систем» (г. Челябинск, 1990);

6. Региональная научно-техническая конференция «Управляемые электромеханические системы» (г. Киров, 1990);

7. Российская научно-техническая конференция «Новейшие техноло гии в приборостроении» (г. Томск: ТПУ, 1999).

8. Межвузовской научно-технической конференции «Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии» (г. Вологда, 2000);

9. Всероссийская научно-техническая конференция «Аэрокосмическая техника и высокие технологии – 2001» (г. Пермь, 2001);

10. Международная научно-техническая конференция «Электромеха нические преобразователи энергии» (г. Томск, 2001);

11. VII Международный симпозиуме «Фундаментальные и прикладные проблемы науки» (п. Непряхино, Челябинской обл., 2012).

Публикации Основные теоретические выводы и результаты диссертации изложены в 57 опубликованных работах, в том числе в 16 изданиях, рекомендован ных ВАК и двух монографиях. По результатам диссертационной работы оформлено 9 свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ лично автором.

Основные научные результаты и положения, выносимые на защиту 1. Специальная коммутационная функция, связывающая фазные коор динаты на смежных межкоммутационных интервалах (МКИ) при симмет ричной коммутации.

2. Способ формального описания и расчет алгоритмов управления коммутацией фаз ВД с любым числом фаз обмотки якоря для штатных и аварийных режимов работы при изменяющейся и постоянной структуре ЭМП.

3. Общая методика исследования электромагнитных процессов ВД с постоянной и изменяющейся структурой ЭМП в штатных и аварийных ре жимах работы.

4. Математический аппарат исследования электромагнитных процессов ориентированный на применение численного метода моделирования фи зических процессов.

Структура и объм работы Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения;

содержит 330 страниц машинописного текста, 26 таблиц, 71 рисунок, библиографи ческий список, включающий 208 наименований, 30 страниц приложений.

В заключении приводятся основные теоретические и практические результаты работы В диссертационной работе содержатся научно доказанные теоретиче ские положения, касающиеся описания установившихся электромагнитных процессов в штатных и аварийных режимах работы многофазных ВД ма лой мощности. В результате расширена существующая теоретическая база по проектированию электрических машин этого класса. На основе теоре тических исследований разработаны и внедрены в производственную ин женерную практику программные комплексы расчета мгновенных значе ний координат и энергетических характеристик широкого круга вариантов исполнения многофазных ВД. Решенная проблема позволяет внести значи тельный вклад в развитие отечественного электромашиностроения, иг рающего важную роль в экономике и обеспечении обороноспособности страны.

На основании выполненных теоретических и экспериментальных ис следований автором получены следующие основные результаты.

1. Предложена научная гипотеза этапа предварительного проектиро вания ВД повышенной надежности, основой которой является положение о том, что многофазный двигатель сохраняет работоспособность при отка зах отдельных его элементов. Проведенный анализ позволил свести наи более вероятные отказы в схеме двигателя к четырем видам отказов эле ментов силового канала, что помогло формализовать исследование элек тромагнитных процессов ЭМП с постоянной и изменяемой структурой в штатных и аварийных режимах работы.

2. Предложен новый подход, общая методика и разработан математи ческий аппарат, позволяющий исследовать установившиеся электромаг нитные процессы ЭМП с постоянной и изменяющейся структурой по мгновенным значениям координат. Это дает возможность провести коли чественную оценку мгновенных значений координат и энергетических па раметров машины в штатных и аварийных режимах, применить новые ме тоды резервирования исполнительных элементов электроприводов систем автоматики, выполненных на базе многофазных ВД с автономными кана лами управления коммутацией, повысить надежность их работы.

3. Впервые предложена специальная коммутационная функция, связы вающая электромагнитные процессы в ЭМП на смежных МКИ. Примене ние этой функции позволяет проводить расчеты алгоритмов управления коммутацией фаз в исправной машине и в аварийных режимах работы.

При этом реализован последовательный переход от алгоритма управления коммутацией фаз с одной структурой ЭМП к алгоритму управления коммутацией с другой структурой ЭМП по результатам контроля мгно венных значений фазных токов.

4. Проведенная количественная оценка влияния единичных отказов элементов на мгновенные значения координат и интегральные характери стики позволила оценить работоспособность машины в аварийных режи мах работы, а проведенные ресурсные испытания опытных образцов на предприятии Заказчика подтвердили исходную научную гипотезу о воз можности повышения уровня надежности бесконтактных электроприводов на основе многофазных ВД.



5. Основным практическим результатом работы следует считать разра ботку программных комплексов, которые применялось для исследования электромагнитных процессов многофазных ВД в штатных и аварийных режимах работы и были использованы при создании опытных образцов бесконтактных электроприводов специального назначения на предприяти ях НИИ ПМ (г. Москва), ГНПРКЦ «ЦСКБ–Прогресс» (г. Самара), ГРЦ им. В.П. Макеева (г. Миасс), ОАО «Миассэлектроаппарат» (г. Миасс), ОАО «НПО «Электромашина» (г. Челябинск), что позволило сократить затраты времени на разработку и улучшить основные характеристики электромеханических систем, в частности, увеличить в 5 раз среднее время безотказной работы и уменьшить при этом до 10 раз вероятность отказов исполнительных элементов по сравнению с аналогичными промышленны ми образцами.

6. В результате исследования физических процессов многофазных ВД накоплена детерминированная апостериорная информация о состоянии машины, на основании которой предложены инженерные методы расчета характеристик многофазных ВД в штатных и аварийных режимах работы, позволяющие разрабатывать исполнительные элементы бесконтактных электроприводов с различными сочетаниями показателей надежности.

7. Опыт разработки бесконтактных электроприводов специализирован ных механизмов показал, что применение многофазных ВД позволяет при существующем уровне развития технологии электромашиностроения и микроэлектроники на порядок повысить вероятность безотказной работы исполнительных элементов за счет новых конструктивных решений и применения методов неявного резервирования ЭМП. Полное использова ние функциональных возможностей многофазных ВД позволяет создавать перспективные и уникальные устройства систем автоматики повышенной надежности при жестких ограничениях по спецстойкости, массе, габари там, качеству выходных характеристик машины.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, проанализировано совре менное состояние проблемы, определены объект и предмет исследования, сформулирована цель работы, указаны пути е достижения, определены научная новизна и основные результаты, выносимые на защиту, показана практическая значимость проведенных научных исследований, приведена информация по апробации работы и публикациям, дан краткий обзор со держания диссертации по главам.

В первой главе рассмотрены области применения, показаны особен ности работы и основные направления совершенствования ВД.

Выделены существенные особенности ВД, которые отличают его от других видов электрических машин: двигатель содержит все элементы управляемого электропривода (исполнительный элемент, усилитель мощ ности и следящее устройство). Отмечено, что в машине существуют две цепи воздействия на полупроводниковый коммутатор (ПК): первая цепь – силовая, где можно изменять напряжение питания;

вторая – слаботочная цепь обратной связи, что позволяет управлять двигателем путем воздейст вия на каждую из них.

Анализ научных публикаций показал, что ВД наиболее полно удовле творяет совокупности требований, предъявляемых к двигателям систем ав томатики в отношении регулировочных и энергетических характеристик, надежности и массогабаритных показателей, и поэтому признаны на бли жайшее десятилетие наиболее перспективными исполнительными элемен тами. Становится реальной возможность создания полностью электрифи цированных объектов на основе бесконтактных приводов, соизмеримых по всем основным показателям с гидравлическими и пневматическими при водами. Анализ патентной, научной и технической литературы, вышедшей в нашей стране и за рубежом, позволяет выделить основные направления совершенствования ВД: разработка и использование более совершенных магнитных материалов, разработка новых вариантов конструкции ЭМП, миниатюризация электронной части машины, создание датчиков новых типов.

В течение последних 10–15 лет у нас в стране и за рубежом разработа ны технологии и налажен выпуск высококоэрцитивных магнитотвердых материалов на основе интерметаллических соединений кобальта с редко земельными металлами. Высокая удельная энергия редкоземельных посто янных магнитов позволяет существенно снизить массу и габаритные раз меры электрических машин.

Совершенствование схем, конструкций и технологии изготовления ПК в настоящее время происходит путем широкого использования гибридной тонкопленочной технологии производства больших интегральных схем и силовых больших интегральных схем (СБИС), трудоемкость изготовления которых слабо зависит от их структурной сложности. Открываются прин ципиально новые функциональные и схемотехнические возможности инте грации цифровой и аналоговой обработки данных, фильтрации и преобра зования сигналов, важнейшей из которых является создание отказоустой чивых мощных интегральных распределенных структур, «самозащищен ных» от перегрузок, нарушений в нагрузке и питании, и сохраняющих ха рактеристики системы при локальных отказах в самой структуре.

Структуры СБИС позволяют практически детерминировано задать почти любой ресурс электронной части ВД.

Наряду с совершенствованием материалов, элементов, конструкций, технологии производства и технических характеристик все более жесткие требования предъявляются к надежности ВД. Наиболее ярко эти требова ния проявляются при разработке и создании исполнительных элементов регулируемых электроприводов специальных механизмов и систем авто матики летательных аппаратов, когда в зависимости от назначения двига теля и условий его применения надежность определяется сочетанием не скольких свойств: безотказности, долговечности и сохраняемости. В каче стве показателей надежности чаще всего выдвигаются требования обеспе чения высокой вероятности безотказной работы (р=0,99500 … 0,99999), наработки до отказа (5000 … 20000 ч), назначенного ресурса ( 110000 … 350000 включений) при суммарном времени работы 250 …5500 ч) или на значенного срока службы (14 …20 лет), среднего срока сохраняемости ( … 20 лет). В связи с этим уже на стадии проектно-конструкторской прора ботки вариантов исполнения ВД необходимо учитывать современный уро вень развития технологии электромашиностроения и электроники, проана лизировать возможные отказы элементов и исследовать их влияние на вы ходные характеристики и работоспособность двигателя, предусмотреть оп тимальные способы резервирования, мероприятия по диагностике техни ческого состояния и управлению надежностью ВД. Эти вопросы являются составляющими частями системного подхода к проектированию сложных технических систем.

Одним из путей создания двигателей повышенной надежности являет ся увеличение числа фаз ЭМП при неизменной мощности двигателя. Это позволяет уменьшить величину тока в каждой фазе разомкнутой обмотки и выполнить ПК в интегральном исполнении, что дает возможность встраи вать последний внутри корпуса электрической машины. Получаемое при этом многообразие возможных схем соединения, способов питания и алго ритмов коммутации фаз обмотки якоря позволяет реализовать ЭМП, структура и параметры которого могут автоматически меняться в зависи мости от целей и условий функционирования, а автономное исполнение каналов коммутации каждой фазы обеспечит повышенную надежность машины на основе принципов функционального резервирования.

Если в машине с малым числом фаз подавляющее большинство отка зов элементов приводит к полному отказу двигателя, то в многофазной машине работоспособность может сохраниться, хотя при этом изменяются выходные характеристики двигателя. Отсюда появляется возможность иного пути резервирования. Увеличение числа фаз ЭМП уменьшает влия ние отказа в канале управления или фазы ЭМП на характеристики ВД. С другой стороны, увеличение числа фаз приводит к увеличению вероятно сти отказа в одном из них. Поэтому здесь необходимо искать разумный компромисс, исходя из требований к выходным характеристикам с одной стороны, ресурсом и надежностью машины, с другой стороны. При из вестной вероятности отказа одного канала можно найти такое количество фаз ЭМП, при котором обеспечиваются заданные показатели надежности двигателя с учетом возможности возникновения одного или нескольких отказов в аппаратуре управления и удовлетворительные выходные харак теристики ВД. Использование такого способа резервирования имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при исследовании физиче ских процессов и проектировании ВД в целом. Способ совпадает с общим стремлением к увеличению числа фаз ЭМП, исходя из условий улучшения характеристик.

Для решения перечисленных задач необходимо разработать общие ме тоды исследования электромагнитных процессов для получения количест венной оценки характеристик многофазных ВД в штатных режимах рабо ты и при отказах отдельных элементов схемы. Анализ отказов ВД позво лил свести наиболее вероятные отказы в схеме двигателя к четырем видам отказов элементов силового канала. Это позволило формализовать иссле дование электромагнитных процессов ЭМП с постоянной и изменяющейся структурой в штатных и аварийных режимах работы.

Достоинством и отличительной особенностью рассмотренного способа резервирования является то, что введение небольшой функциональной и структурной избыточности с использованием набора алгоритмов управле ния коммутацией дает возможность сохранения работоспособности ВД при единичных внезапных отказах элементов схемы.

Во второй главе приводится математическое описание многофазных ВД. Рассмотрены физическая модель и методы исследования электромаг нитных процессов в ЭМП, обоснованы допущения, вытекающие из конст руктивных особенностей, специфики обмоток ЭМП, схемы коммутатора и принципов функционирования всей системы.

Проведена классификация схем обмоток, в основу которой положены следующие признаки: число фаз, образующих обмотку;

способ соединения фаз обмотки;

способ питания, характеризующий возможность изменения тока в каждой фазе. По способу соединения фаз обмотки можно разделить на три типа: гальванически развязанные фазы (рис. 1а);

разомкнутая об мотка (рис. 1б) и замкнутая обмотка (рис. 1в). Приведены основные струк туры выходных каскадов ПК при реверсивном (рис. 1г, д) и нереверсивном (рис. 1е) питании фаз обмотки. Из возможных алгоритмов коммутации вы делены наиболее целесообразные с точки зрения максимального использо вания каждой фазы в электромеханическом преобразовании энергии.

В соответствии с общей теорией электромеханического преобразова ния энергии для описания электромагнитных процессов при полной ком мутации достаточно n уравнений контуров. Эквивалентные схемы элек трических контуров определяются режимом, в котором находится фаза или группа фаз на рассматриваемом межкоммутационном интервале.

Показано, что с учетом принятых допущений для ВД с гальванически развязанными фазами и разомкнутой обмоткой можно рассматривать кон тур, образованный каждой фазой, отдельно.

Исходные уравнения электрического равновесия для каждого контура могут быть представлены в традиционном виде Uk=Rik + dk /dt, (1) где k – номер фазы;

R – электрическое сопротивление фазы;

Uk, ik, k – мгновенные значения напряжения, тока и потокосцепления фаз.

Потокосцепление каждой фазы описывается линейным относительно тока выражением вида n k Lkj ( p ) i j, j где р – угол поворота ротора;

Lkj при k=j представляет собой собственную индуктивность фазы, а при k#j взаимную индуктивность с другими фазами или полем ротора. Магнитная проницаемость магнита индуктора изменя ется согласно выражению р р, где р – периодическая функция.

р cos2р.

Уравнения напряжения в матричной форме ||U||=||Z|| ||i|| + ||E||, (2) где ||U||, ||i||, ||E|| – матрицы соответственно напряжения, тока и ЭДС;

мат рица сопротивлений ||Z||, L1,M1 – амплитуды вторых гармоник собствен ной и взаимных индуктивностей обмотки.

Рассмотрены алгоритмы управления коммутацией фаз обмотки якоря ЭМП. Приведен порядок составления алгоритмов управления коммутаци ей фаз в двигателях с малым числом фаз, введены понятия полной и не полной коммутации. Рассмотрены методы исследования электромагнит ных процессов многофазных ВД. Показано, что выбор метода исследова ния зависит от мощности двигателя и его конструктивного исполнения, частоты вращения, схемы включения фаз обмотки и е выполнения, а так же от принятых допущений при описании процессов. Проведена сравни тельная оценка точности расчетов энергетических параметров двигателей, определена область применения каждого из них. Показано, что наиболь шей точностью обладает метод исследования по мгновенным значениям координат.

В третьей главе для исследования установившихся электромагнитных процессов исправной машины при неполной коммутации, когда нарушает ся симметрия связей и изменяется структура ЭМП, использовано дополни тельное преобразование координат – «симметрирование». При этом мы переходим от реальной схемы обмотки ВД (рис. 2а) к эквивалентной пре образованной (рис. 2б) с симметричными электромагнитными связями.

Условиями эквивалентности являются инвариантность по мощности и со ответствие динамических свойств в исходной и преобразованной системах.

Разработан алгоритм преобразования координат при неполной комму тации, представленный на рис. 2в, где обозначены: |Xи|, |Xэ| и |Xs| – векто ры исходных, эквивалентных и симметричных составляющих координат;

|С|1 и |С|-1 – матрицы прямого и обратного преобразований симметрирова ния (ПС);

|S|1 и |S|-1– матрицы прямого и обратного преобразований Фор тескью (ПФ).

Рис. 2. Преобразование координат при неполной коммутации Показано, что при широком диапазоне изменения параметров обмотки якоря, алгоритмов коммутации и режимов работы использование числен ных методов интегрирования кусочно-непрерывных функций требует обя зательного исследования устойчивости применяемых методов, что пред ставляет собой сложную самостоятельную задачу и требует неоправданно больших затрат времени на определение областей устойчивости. Предло жено упрощение системы уравнений с учетом того, что амплитуды второй гармоники собственной и взаимных проводимостей для рассматриваемого класса машин обычно незначительны и уменьшаются с увеличением числа фаз. Это позволяет избавиться от переменных коэффициентов в уравнени ях путем использования эквивалентной индуктивности.

Для анализа электромагнитных процессов многофазного ВД с разомк нутой схемой обмотки в установившемся режиме используется метод ис следования на одном МКИ по мгновенным значениям координат. Исход ное уравнение электрического равновесия в естественных фазных коорди натах для каждой из фаз может быть представлено в виде U k R Lp ikf ek, (3) где Uk, ikf, ek – мгновенные значения фазных напряжения, тока, ЭДС;

L – эквивалентная индуктивность фазы с учетом взаимной индуктивности от других фаз.

При анализе работы ВД расчеты удобно вести в относительных едини цах. Переход к системе относительных единиц упрощает запись уравне ний, облегчает вычисления и делает возможным сравнение результатов, получаемых для машин различной мощности. Принимаем за базисные сле дующие величины Uб= Uн;

Iб = Uб /R;

V= Em /Uб, (4) где Uб, Iб – базисные напряжение и ток;

Uн, R – номинальное напряжение и активное сопротивление фазы обмотки якоря;

Еm, V – амплитуды эквива лентной и относительной ЭДС фазы обмотки якоря.

В общем случае, для n- фазного ВД, система будет содержать n урав нений вида uk 1 p ik Vk р. (5) где р – угол поворота ротора относительно плоскости первой фазы;

uk, ik, Vk, – относительные фазные напряжение, ток, ЭДС и индуктивное сопротивление k – й фазы;

p – оператор дифференцирования по углу пово рота ротора р, причем L L i U e d ;

p 0 p V.

uk k ;

ik kf ;

Vk k ;

р рt;

p R R Uб Iб Uб d р Здесь 0, р – угловая частота вращения идеального холостого хода, теку щая угловая частота вращения.

Многообразие возможных схем соединения фаз обмотки позволяет реализовать преобразователь, структура и параметры которого будут авто матически меняться в зависимости от целей и условий функционирования.

Однако чаще всего повышенные требования по надежности электроприво да могут быть достигнуты только при наличии отказов отдельных элемен тов схемы ВД. В связи с этим предлагается уточненная задача исследова ния: разработка математического аппарата и исследование установивших ся электромагнитных процессов ЭМП с целью получения на этапе предва рительного проектирования количественных оценок характеристик ВД с различным числом фаз обмотки, схем соединения, способов питания и ал горитмов управления коммутацией фаз обмотки в штатных и аварийных режимах работы.

Обычно алгоритм управления коммутацией фаз составляется вручную и ориентирован только на один из возможных вариантов исполнения дви гателя при неизменном числе фаз машины и неизменном числе фаз, участ вующих в преобразовании энергии. Теперь ставится задача расчета алго ритмов управления коммутацией, а не их составления.

Исходными данными для реализации расчета алгоритмов коммутации являются особенности конструкции ЭМП двигателя. Метод исследования установившихся физических процессов ВД по мгновенным значениям ко ординат базируется на том, что электромагнитные процессы на всех МКИ протекают одинаково. Необходимо найти единый способ математического описания этих связей для различных вариантов алгоритмов управления коммутацией. Для этого следует изменить форму записи алгоритма управ ления коммутацией: вместо матрицы подключения предлагается записы вать порядок подключения фаз на каждом такте коммутации в виде замк нутого ряда целых чисел, количество которых определяется числом фаз обмотки якоря. Члены ряда записывать в определенной последовательно сти, определяемой особенностями протекания физических процессов ЭМП смежных МКИ и (или) участках МКИ. Для полной и неполной коммута ции желательно получить аналогичные последовательности. Алгоритм коммутации должен допускать модификацию описания электрического со стояния фаз текущего МКИ (или его участка) с целью получения электри ческого состояния фаз следующего МКИ (или его участка), причем изме нения в записи алгоритмов при переходе от одного участка к другому должны быть минимальными.

Использование матриц связи для формального описания громоздко и неудобно, поскольку для каждого числа фаз обмотки якоря необходимо составить одну матрицу при полной коммутации, две – при неполной. В аварийных режимах к ним добавляется третья матрица, учитывающая вид неисправности. Всей совокупности требований для реализации расчета ал горитмов управления коммутацией наиболее полно отвечает связь поло жения фаз относительно результирующего вектора МДС обмотки якоря на смежных интервалах.

Порядок подключения фаз обмотки якоря, питающегося от одного ис точника, на трех, следующих друг за другом МКИ при полной и неполной коммутации пятифазного ВД показан на рис. 3. Находим положение маг нитной оси каждой фазы (k) относительно результирующего вектора МДС якоря ( Fa ) на каждом из интервалов. Отсчет угла ведем в положи тельном направлении. Для ЭМП ВД связь между положением магнитных осей фаз, в которых совпадают физические процессы смежных МКИ, можно выразить одним числом. Назовем его специальной коммутационной функцией SDB. При полной коммутации фаз SDB=3.

Вычисляется величина специальной коммутационной функции просто.

Для нечетного числа фаз и четного (при n/2=чет.) SDB=(n+1)/2, для четного числа фаз (при n /2=нечет.) SDB=(n+2)/2.

Порядок подключения фаз обмотки при неполной коммутации фаз об мотки того же ВД на трех тактах, следующих друг за другом, приведен на Рис. 3. К вопросу о выводе специальной коммутационной функции при нечетном и четном числе фаз (n/2=нечетное) для полной (а, б, в) и неполной (г, д, е) коммутации;

алгоритмы управления коммутацией (ж) рис. 3г, д, е. Величина специальной коммутационной функции остается та кой же, как и при полной коммутации SDB =3. Используя функцию SDB, рассчитываем алгоритмы коммутации. На первое место в первом такте коммутации, ставим подключаемую к источнику питания фазу (RN =+4).

Расчет членов ряда на каждом из тактов проводим по (7), тогда алгоритм неполной коммутации будет иметь вид, приведенный на рис. 3ж.

Составить алгоритмы коммутации замкнутой обмотки гораздо проще, чем для разомкнутой обмотки, поскольку здесь одновременно переключаются один или два ключа коммутатора. Обычно индексы этих ключей отличаются на n/2 или (n/2+1).

Применение специальной коммутационной функции SDB позволяет пол ностью формализовать процесс расчета алгоритмов коммутации путем вы числения номеров начального члена ряда, а также подключаемой и отклю чаемой фаз.

Расчет начального и последующих членов расчетного ряда проводим по следующим выражениям SDB 1 RN если SDB нечетное ;

RN SDB если SDB четное. (6) 2.

R(Ti ) sign R(Ti1) R(Ti1) SDB (7) Зная первый член ряда RN на первом такте, можно найти первый член каждого последующего такта.

.

R(T1) sign R((1T) 1) R((1T) 1) SDB (8) Модуль любого члена ряда принимает значения |RT| n, Расчет порядка подключения каждой фазы и полярности напряжения проводим относительно первой фазы, выявляя при этом подключаемую (BKL) и отключаемую фазы (OTKL). Для расчета номера и полярности подключаемой фазы нужно сделать h шагов величиной +SDB относительно первой фазы в одном направлении BKL 1h 1 h SDB. (9) Номер и полярность отключаемой фазы рассчитываем, выполняя на один шаг больше (h+1) в обратном направлении (–SDB) относительно пер вой фазы OTKL 1h 11 h 1 SDB. (10) Ряды для первого и второго участков МКИ (R1 и R2) рассчитываются одинаково, только второй ряд имеет на один член меньше, чем первый R11 RN BKL;

R1k (1) h R1k 1 SDB ;

.

(11) R 21 RN BKL;

R 2k (1) h R 2k 1 SDB Здесь h = 1, 2, … m – число шагов для первого участка;

h = 1, 2, … (m–1) – для второго участка МКИ.

Следует отметить, что расчет порядка подключения фаз при полной коммутации является частным случаем расчета подключения фаз при не полной коммутации, когда подключаемая к источнику питания фаза одно временно является и отключаемой. При расчете алгоритмов полной ком мутации эта фаза является переключаемой с шины одной полярности на шину другой полярности и обозначена RN. Именно поэтому переключае мую фаза при полной коммутации всегда удобнее поставить первым чле ном расчетного ряда, как подключаемую фазу при неполной коммутации.

Для штатных и аварийных режимов работы многофазных ВД с посто янной и изменяющейся структурой ЭМП разработана инженерная методи ка решения систем дифференциальных уравнений высокого порядка и рас чета энергетических характеристик по мгновенным значениям координат на периоде повторяемости электромагнитных процессов. Особенностью методики является е абсолютная устойчивость и тот факт, что она допус кает варьирование числа фаз, алгоритмов коммутации, асимметрию элек тромагнитных связей и изменение структуры ЭМП. Это позволяет прово дить исследование энергетических характеристик ВД в штатных и аварий ных режимах работы при меньших затратах машинного времени по срав нению с известными методами численного интегрирования. Экономия ма шинного времени достигается путем сокращения или полной ликвидации итерационных циклов при решении систем дифференциальных уравнений.

Математическая модель n-фазного ВД (при постоянном фазном напря жении разомкнутой обмотки и гальванически развязанных фазах) для пол ной коммутации состоит из системы дифференциальных уравнений поряд ка n. Каждое уравнение системы имеет вид (5). При неполной коммутации в преобразовании энергии принимают участие m фаз обмотки якоря, а структура ЭМП в процессе работы изменяется. Поэтому математическая модель двигателя состоит из двух систем уравнений. На первом участке МКИ система содержит (m+1) уравнение (5), на втором – m уравнений. Для определения границы участков МКИ необходимо определить положение ротора, соответствующее моменту затуханию тока в отключаемой фазе, т.е. решить трансцендентное уравнение iL р c L р i0 L e р 0.

Здесь L – индекс отключаемой фазы;

р – угол поворота ротора, соответст вующий моменту затухания тока в отключаемой фазе;

сL(р), i0(L)– пере менный коэффициент и начальный ток отключаемей фазы.

Рассмотрены особенности расчета электромагнитных процессов при отказах отдельных элементов схемы ВД. Показана коррекция алгоритма управления коммутацией исправного двигателя в зависимости от вида и места отказа и граничных значений фазных токов;

предложен выбор мо мента введения метки неисправности, обеспечивающий минимальные за траты машинного времени для перехода от установившегося штатного ре жима к установившемуся аварийному режиму работы. Период повторяе мости физических процессов определяется путем контроля токов на гра ницах МКИ.

Четвертая глава посвящена исследованию установившихся электро магнитных процессов силовых и исполнительных ВД с числом фаз от трех до одиннадцати в исправном состоянии при полной и неполной коммута ции. Относительные значения потребляемой мощности Р1, электромагнит ной мощности Рэ, среднего значения электромагнитного момента mэ и электромагнитного КПД э двигателя определяются на одном МКИ по вы ражениям.

P Р 1 P1 i ср F1d р ;

Pэ F2 d р ;

э э, mэ э. (12) 0 0 P1 V Здесь iср – относительное среднее значение тока, потребляемого из сети, равное относительному значению потребляемой мощности Р1;

F1 – сумма мгновенных значений токов, потребляемых от всех источников питания;

F2 – сумма произведений относительных мгновенных значений фазных токов и ЭДС;

– длительность МКИ;

V – относительная угловая частота вращения;

угол поворота ротора р = pрt, где p – число пар полюсов;

р – угловая частота вращения ротора.

При неполной коммутации 1 0 0 F d F d ;

P 1 F d F d, P (13) э 1 1 p 1 p 2 p 2 p 0 0 где 0 – угол поворота ротора, соответствующий границе участков МКИ.

Подынтегральные функции F1 и F1' определяются следующим образом.

При питании разомкнутой обмотки от одного источника они представля ют собой сумму токов тех фаз, которые подключены к одной из шин ис точника питания. Функции F2 и F2' представляют собой сумму произведе ний относительных мгновенных значений токов и ЭДС тех фаз, которые работают на данном участке МКИ.

В качестве базисных величин напряжения, тока, мощности приняты Uп Uп Uб Uп;

Iб ;

Pб, (14) r r где Uп – напряжение источника питания;

r– активное сопротивление фазы обмотки якоря.

Результаты исследования энергетических характеристик исправных ВД (с числом фаз от трех до одиннадцати) при полной коммутации для разных способов питания фаз обмотки позволили оценить влияние индуктивности обмотки якоря на величины потребляемой и максимальной электромаг нитной мощности, электромагнитного КПД, среднего значения электро магнитного момента. Показано, что увеличение индуктивности обмотки якоря приводит к уменьшению электромагнитной мощности и увеличению электромагнитного КПД при изменении частоты вращения от нуля до час тоты холостого хода (рис. 4в, б), а также приводит к увеличению нелиней ности электромеханической и механической характеристик (рис. 4а, г).

Величина электромагнитной мощности двигателя (рис. 4б) зависит от частоты вращения и индуктивности обмотки якоря, причем каждая кривая имеет явно выраженный максимум электромагнитной мощности (Рэmax).

Этот максимум с увеличением индуктивности уменьшается и смещается в сторону уменьшения частоты вращения. Обе эти закономерности выпол няются для двигателей с любым числом фаз.

С увеличением числа фаз обмотки якоря ВД максимальная величина электромагнитной мощности увеличивается при любой величине индук тивности обмотки. Однако это увеличение зависит от индуктивности об мотки. Так, например, увеличение числа фаз с трех до одиннадцати про порционально увеличивает (в 3,65 раза) максимальное значение электро магнитной мощности только в случае пренебрежения величиной индук тивности обмотки. При относительном индуктивном сопротивлении = 0,5;

1,0 и 2,0 увеличение составляет соответственно 2,5;

2,2 и 2,0. Анало гичные результаты получаются и при других сочетаниях числа фаз. Отно сительная частота вращения, соответствующая максимуму электромагнит ной мощности, при изменении относительного индуктивного сопротивле ния (от 0 до 2,0) уменьшается одинаково.

При неизменном числе фаз двигателя в отношении электромагнитного КПД индуктивность действует противоположно, то есть увеличивает его.

Худшими энергетическими показателями обладают двигатели, обладаю щие меньшей величиной индуктивности обмотки якоря (рис. 4в). Это объ ясняется наличием короткозамкнутых контуров, образованных параллельно соединенными фазами. Электрические потери в этих контурах вызывают существенное снижение КПД, особенно заметное в случае пренебрежения величиной индуктивности обмотки. Максимальное значение электромаг нитного КПД э с увеличением числа фаз уменьшается по этой же причи не. Кроме этого увеличение относительного индуктивного сопротивления в машине с неизменным числом фаз смещает положение максимума КПД в область высоких частот вращения. В машинах с меньшим числом фаз та кое смещение более существенно: если в трехфазной машине составляет 0,1, то в одиннадцатифазной становится равным нулю.

Зависимость относительного значения потребляемой мощности от от носительной частоты вращения P1=iср=f(V) по своей сути является элек тромеханической характеристикой двигателя (рис. 4а). Поскольку в ВД всегда протекают переходные процессы, в которых не достигается устано вившегося состояния, то величина индуктивности определяет величину постоянной времени эквивалентной обмотки якоря и зависит от частоты вращения. Соотношение между этой постоянной и длительностью МКИ существенно влияет на коммутационные процессы и среднее значение по требляемого тока, определяет величину пульсаций электромагнитного мо мента и использование объема машины. Увеличение индуктивности об мотки якоря приводит к снижению среднего значения потребляемого тока (рис. 4а), тем большему, чем больше становится величина индуктивности.

Такая закономерность выполняется для двигателей с любым числом фаз.

На вид механической характеристики mэ=f(V) существенное влияние оказывают параметры двигателя (рис. 4г). Для идеализированного двига теля при любом числе фаз механическая характеристика представляет со бой прямую линию. Величина начального пускового момента ВД пропор циональна числу фаз обмотки якоря и изменяется от 0,955 до 3,5 при уве личении числа фаз от трех до одиннадцати (рис.4з).

Индуктивность обмотки якоря влияет на форму характеристики, уве личивая е нелинейность. Под нелинейностью mэmax понимаем отклоне ние момента реальной характеристики от момента характеристики идеали зированного двигателя, отнесенной к величине начального пускового мо мента. Согласно полученным результатам величина начального пускового момента пропорциональна числу фаз обмотки, а величина нелинейности механической характеристики возрастает в 1,25 раза (с 0,12 до 0,15) при изменении числа фаз с трех до одиннадцати для =0,25. При большей ин дуктивности =2,0 величина нелинейности увеличивается в 1,42 раза (с 0,38 до 0,54).

Получены энергетические характеристики ВД при неполной коммута ции для разной величины индуктивности обмотки якоря, их анализ позво лил количественно оценить влияние величины индуктивного сопротивле ния обмотки якоря на электромагнитную мощность и электромагнитный КПД при изменении частоты вращения от нуля до частоты холостого хода.

Установлено, что, по сравнению с полной коммутацией, сохраняются об щие закономерности в поведении характеристик, а уменьшение числа ра ботающих фаз при неполной коммутации приводит к уменьшению элек тромагнитной мощности и увеличению электромагнитного КПД двигателя.

Количественные изменения параметров ВД зависят от способа питания, числа работающих фаз и индуктивности обмотки якоря (рис. 4е, ж).

При анализе энергетических характеристик управляемых ВД при изме нении угла управления коммутацией в пределах МКИ установлено, что:

для ВД с гальванически развязанными фазами изменения электромагнит ной мощности и электромагнитного момента при отстающей коммутации оказывается больше, чем при опережающей коммутации при одинаковой величине угла управления (рис. 5а, б, в, г);

при питании разомкнутой об мотки от одного источника величина индуктивности обмотки существенно влияет на величину электромагнитной мощности, величина же электро магнитного КПД практически не изменяется (рис. 5б, г);

в машины с большим числом фаз имеют больший диапазон изменения электромагнит ной мощности, чем машины с меньшим числом фаз и зависит он от вели чины индуктивности обмотки якоря и угла управления коммутацией (рис.

5д, е).

Анализ поведения мгновенных значений электромагнитного момента ВД при заданном диапазоне изменения частоты вращения позволил опре делить величину пульсаций в зависимости от величины индуктивности обмотки и угла управления коммутацией и провести количественное срав нение по этому параметру ВД с разным числом фаз (рис. 6). Неравномер ность электромагнитного момента будем оценивать по разности макси мального и минимального моментов m=mmax–mmin или по отношению этой разности к среднему моменту, выраженному в процентах m,%=100(mmax–mmin)/mср).

Даже в идеализированном двигателе при нейтральной коммутации (у=0) отклонение мгновенного значения момента от его среднего значения (рис. 6а) в большую и меньшую сторону отличаются по величине (mmax=+0,11;

mmin=– 0,16). При относительной частоте вращения V=0,4 среднее значение электро магнитного момента на МКИ составляет mср=1,288, а величина пульсаций m=0,268 (или 20,8%). Форма фазного тока при отсутствии индуктивного со противления определяется формой результирующего фазного напряжения.

Форма кривой электромагнитного момента и величина его пульсаций полно стью зависит от формы и пульсаций фазных токов.

Оценка влияния индуктивности обмотки якоря на мгновенные значения фазных токов и электромагнитного момента в трехфазной машине (рис. 6б, в, г) позволила количественно оценить влияние формы фазных токов на вели чину средних значений электромагнитного момента. Для приведенных при меров средний момент составляет соответственно 1,286;

1,239;

1,111 и 0,947.

Увеличение числа фаз ведет к пропорциональному увеличению среднего электромагнитного момента двигателя и пропорциональному уменьшению величины пульсаций момента, выраженной в относительных единицах (рис.

6е). Если величину пульсаций оценивать в процентах, то пульсации умень шаются пропорционально квадрату числа фаз. Характер изменения пульсаций момента в полученной зависимости качественно совпадает с зависимостью, полученной для пятифазного ВД (рис. 6д), имеются количественные отличия, которые заключаются в уменьшении пульсаций электромагнитного момента более, чем в три раза.

Для случая нейтральной коммутации величина пульсаций девятифаз ного двигателя (рис. 6.е) уменьшается при минимальной частоте V=0,1 в 3,25 раза, при максимальной частоте в 3,4 раза и составляет соответствен но 1,66 и 7,14%. При частоте вращения ниже 0,86 пульсации менее 5%.

В девятифазном ВД величина пульсаций не превышает 20% при любой величине угла управления коммутацией в пределах МКИ практически для Рис. 5. Характеристики управляемых ВД всего диапазона изменения частоты вращения при нейтральной и опере жающей коммутации. Только в случае отстающей коммутации и предель ной величине угла управления частота не должна превышать 0,87.

Наибольшие величины пульсации достигаются при максимальной час тоте вращения и предельных углах управления коммутацией. Для отстаю щей коммутации пульсации составляют 29%, а для опережающей 21,3%.

Различие между этими величинами уменьшается при уменьшении частоты вращения и при минимальной частоте V=0,1 составляет 10 %. По сравне нию с пятифазными ВД максимальная величина пульсаций в девятифазном уменьшается в 3,9 раза, а минимальная в 3,25 раза.

В пятой главе рассмотрен вопрос о возможности сохранения двигате лем работоспособного состояния при возникновении отказов элементов силового канала на основе результатов расчетов мгновенных значений ко ординат и энергетических параметров многофазных ВД с различными ва риантами построения схем. Показано, что с точки зрения обеспечения по вышенной надежности наиболее перспективным является схема ВД с галь ванической развязкой фаз. Установлена степень влияния отказов на энер гетические параметры, мгновенные значения токов и моментов при одина ковой величине индуктивности фаз обмотки якоря для двигателей с числом фаз от трех до одиннадцати при отстающей, нейтральной и опере жающей коммутации. Во всех двигателях для рассматриваемых видов от казов величина максимальной электромагнитной мощности уменьшается.

Выявлено, что по степени влияния на энергетические параметры отказы располагаются в последовательности «обрыв ключа ПК» (ОК), «обрыв фа зы ЭМП» (ОФ), «короткое замыкание фазы ЭМП» (КФ), «короткое замы кание ключа ПК» (КК) (рис. 8.). Так если в трехфазной машине максималь ная электромагнитная мощность для указанной последовательности отка зов составляет соответственно 83, 66, 54 и 45 % от той же мощности, раз виваемой исправной машиной, то для одиннадцатифазной получаем соот ношение 95, 91, 87 и 82%. С другой стороны, получена оценка влияния числа фаз ЭМП на величину максимальной электромагнитной мощности при каждом виде отказа. Так если при отказе ОК эта мощность с увеличе ние числа фаз уменьшается до 83, 90, 92 и 95%, то при отказе КК до 45, 64, 74, и 82%. Таким образом, получена оценка предельных энергетических параметров многофазных ВД в аварийных режимах работы. Вместе с этим получаем подобные зависимости для электромагнитного КПД, потребляе мой мощности и среднего электромагнитного момента. В результате пока зана возможность проведения количественной оценки влияния отказов на характеристики ВД для заданного режима (или режимов) работы.

Проведена количественная оценка влияния отказов на характеристики управляемых ВД в аварийных режимах работы. Для каждого вида отказа проведен расчет мгновенных значений момента на периоде повторяемости электромагнитных процессов, а затем определена величина пульсаций для каждого сочетания независимых координат (относительной частоты вра щения V и угла управления коммутацией у). На примере пятифазного дви гателя сделан анализ влияния отказов элементов силовой части ВД при нейтральной, отстающей и опережающей коммутации (рис. 7). Показано, что при отказах типа «обрыв» (ОК и ОФ) величина пульсаций возрастает при заданных пределах изменения независимых координат в случаях ней тральной коммутации в (3 … 7) раз. В случаях опережающей коммутации и предельной величине угла управления – в (1,9 … 2,7) раза, при отстаю щей и предельной величине угла управления – в (1,6 … 2,7) раза.

Пульсации момента при предельных значениях угла управления для отстающей коммутации в случае обрыва ключа остаются больше, чем пульсации для опережающей коммутации при любой частоте вращения.

Так при минимальной частоте вращения они составляют 2,3%, а при мак симальной – 53%. Максимальную величину пульсаций 178% ВД имеет при максимальной частоте вращения и предельной величине угла управления в случае отстающей коммутации. При заданных пределах изменения незави симых координат величина пульсаций при ОК изменяется от 38,0 до 178%, в то время как в исправном двигателе (рис. 6д) от 5,4% до 114%.

Величина пульсаций возрастает при заданных пределах изменения не зависимых координат в случаях нейтральной коммутации в (3 … 7) раз. В случаях опережающей коммутации и предельной величине угла управле ния – в (1,9 … 2,7) раза, при отстающей и предельной величине угла управления – в (1,6 … 2,7) раза. Таким образом, пульсации выросли в большей мере для тех режимов коммутации исправного двигателя, в кото рых они были минимальными.

Пульсации момента при предельных значениях угла управления для отстающей коммутации в случае ОК остаются больше, чем пульсации для опережающей коммутации при любой частоте вращения. Так при мини мальной частоте вращения они составляют 2,3%, а при максимальной – 53%. Максимальную величину пульсаций 178% ВД имеют при максималь ной частоте вращения и предельной величине угла управления в случае от стающей коммутации. При заданных пределах изменения независимых ко ординат величина пульсаций при ОК изменяется от 38,0 до 178%, в то время как в исправном двигателе от 5,4% до 114%. В случае отказов ОФ величина пульсаций мало отличаются от величины пульсаций при отказе ОК. В обоих случаях минимум пульсаций момента соответствует частоте вращения, при которой электромагнитная мощность максимальна.

В случаях отказов типа «короткое замыкание» (КК и КФ) при высоких частотах вращения величина пульсаций момента возрастает более чем на два порядка. При нейтральной коммутации и минимальной частоте вра щения пульсации выросли в 16,7 раза, а при максимальной частоте 0,8 – 27,5 раза. В случае отказа КФ и тех же частотах вращения соответственно в 7,7 и 12,3 раза. Причем при увеличении частоты вращения пульсации Рис. 7. Пульсации электромагнитного момента пятифазного ВД при отказах ОК, ОФ, КК, КФ только возрастают для обоих видов отказов в случае нейтральной комму тации одинаково (в 4,2 раза). Изменение угла управления в любую сторону от нейтральной коммутации приводит к росту пульсаций в случае КК при отстающей и опережающей коммутации (по сравнению с пульсациями при нейтральной коммутации) соответственно в (1,34 … 1,76) и (1,31 … 1,37) раза для предельных значений угла управления и граничных значений час тоты вращения. В случае КФ и тех же значениях координат пульсации увеличиваются в (1,62 … 2,12) раза при отстающей и 1,56 раза при опере жающей коммутации.

Для всего диапазона изменения независимых координат при отказе КК величина пульсаций изменяется от 41,7 до 376% (в 9 раз), а при отказе КФ от 90 до 674% (7,48 раз). При одинаковых значениях координат величина пульсаций при КК превышают величину пульсаций при КФ примерно в два раза. Для всех видов отказов в силовой части минимальный уровень пульсаций имеют ВД в случаях нейтральной коммутации. Максимальный уровень пульсаций имеет место в случаях отстающей и опережающей коммутации при предельной величине угла управления и максимальной частоте вращения. Для отказов типа «обрыв» эта частота 1,0, а для отказов типа «короткое замыкание» – 0,8. Тогда в порядке возрастания пульсаций отказы располагаются в следующей последовательности: ОК+ (1,56), ОФ– (1,68), ОК–(1,87), ОФ+(2,08), КФ–(6,44), КФ+(7,1), КК–(11,8), КК+(13,5).

Знаки плюс и минус здесь соответствуют опережающей и отстающей ком мутации, а в скобках указана кратность возрастания пульсаций по сравне нию с пульсациями при нейтральной коммутации. Таким образом, отказ КК является самым неблагоприятным вариантом отказов силового канала ВД. Расположение рассматриваемых видов отказов в порядке возрастания пульсаций момента при одинаковой частоте вращения (V=0,8) будет таким:

ОФ(36,4%), ОК(47,2%), КФ(177%) и КК(382%).

В девятифазном двигателе при заданных пределах изменения незави симых координат величины пульсаций при отказах ОК (19,6 … 54,1) и ОФ (19,0 … 58,3) мало отличаются друг от друга (рис. 8а, в). По сравнению с пульсациями исправного двигателя (рис. 6е) они увеличились в 2 … 2, раза. В пятифазном двигателе пульсации были ещ в 1,8 … 3,3 раза боль ше, чем девятифазном. Пульсации в девятифазном двигателе уменьшаются по двум причинам: уменьшение дискретности перемещения вектора МДС обмотки якоря;

уменьшение величины угла управления коммутацией в машине с большим числом фаз, причем первая причина оказывает большее влияние, чем вторая. При отказах типа «обрыв» и нейтральной коммутации пульсации возрастают в 1,94 … 2,63 раза, при отстающей коммутации в 2, … 3,3 раза и при опережающей – в 2,3 …2,7 раза. В этих выражениях пер вое число относится к минимальной частоте вращения (V=0,1), второе – к максимальной (V=1,0). При отказах типа «обрыв», как и в пятифазных ма шинах, на низких частотах вращения наблюдается уменьшение пульсаций момента. Это происходит как при нейтральной коммутации, так и при от стающей и опережающей. Угол управления коммутацией при этом изме няется от минус 6о до плюс 8о (рис. 8а, б). Уровень пульсаций 30% девя тифазный ВД имеет при отказах типа «обрыв».

В случаях КФ девятифазного двигателя и заданных пределах измене ния независимых координат пульсации изменяются в пределах (21 … 90)%, а в случае КК – (44 … 168)%. Это указывает на то, что отказ КК по-прежнему является самым неблагоприятным из всех видов отказов (рис.

8б, г). Но при сравнении с пульсациями пятифазного двигателя оказывает ся, что изменения пульсаций для каждого вида отказа практически одина ковы и составляют 2,0 … 2,7 при нейтральной коммутации, (2,3 … 4,0) при отстающей и (2,4 …3,4) при опережающей коммутации.

Проведенный анализ интегральных характеристик и мгновенных зна чений координат на этапе внешнего проектирования ВД позволяет обосно ванно выбрать число фаз, схему соединения, способ питания фаз ЭМП, структуру и силовые ключи выходного каскада ПК с тем, чтобы обеспе чить требуемые характеристики и показатели надежности машины.

В шестой главе приведены основные алгоритмы, необходимые для реализации общей методики расчета электромагнитных процессов и энер гетических характеристик многофазного ВД в штатных и аварийных ре жимах работы. На основе этих алгоритмов разработано девять программ ных комплексов, реализованных в среде разработки IDE Borland C++Builder 5, на компоненты которых получены свидетельства о государ ственной регистрации. Программные комплексы были использованы при выполнении ряда НИР и ОКР по разработке бесконтактных электроприво дов.

Рис. 8. Пульсации электромагнитного момента девятифазного ВД при отказах ОК, ОФ, КК, КФ Предложен инженерный метод расчета энергетических параметров ВД в исправном состоянии и в случаях отказов типа «обрыв» при нулевой ин дуктивности фаз обмотки. Потребляемая мощность линейно зависит от частоты вращения, а форма зависимости электромагнитной мощности от частоты вращения близка к синусоидальной. В базисных величинах (4) выражения имеют вид P1=m – 0,6366.V. (15) Рэ m a0 sin a1V a2 V a3 a4.

(16) При отказах типа «короткое замыкание» изменится выражение для электромагнитной мощности Pэ m a0 sina1 V a3 a2 V a3 a4.

(17) Относительный электромагнитный момент и электромагнитный КПД определяются по (12). В выражениях (15)–(17) m – означает минимальное число фаз, участвующих в электромеханическом преобразовании энергии;

коэффициенты а0–а4, найденные с использованием эвристических методов, учитывают режим работы, вид коммутации, число фаз ВД и зависят от вы бора базовых величин.

При 0 аппроксимирующие зависимости будем искать в виде общих выражений мощностей. Для исправного ВД и при неисправностях типа «обрыв» выражения для относительных потребляемой и электромагнитной мощностей имеют вид k V V sin cos k P 1 k4 ;

(18) 1 V 1 k1V V sin cos k 2V Pэ k4, (19) 1 V где k1=3/;

k2=8/2;

k3 =а();

k4=а4. Коэффициенты в этих формулах зави сят от выбора базисных величин. В этом случае в качестве базисных при няты следующие величины 3 Em U 2 Uп 2 x Uб U п ;

I б 2 п ;

Pб ;

V ;

const V.

3 r 3r 2 Uп r 1 e.

a 1 Здесь Uб, Iб, Pб – базисные напряжение, ток и мощность;

Uп, Еm – напря жение питающей сети и амплитуда фазной ЭДС обмотки;

V – относитель ная частота вращения ротора;

– относительное индуктивное сопротивле ние фазы обмотки статора.

Полученные результаты расчетов (гл. 4, 5) использованы при проекти ровании многофазных ВД для решения задач оптимального проектирова ния исполнительных элементов электропривода. Удобно пользоваться уп рощенными выражениями аппроксимирующих кривых в виде полиномов, которые связывают потребляемую P1 или электромагнитную Pэ мощность с частотой вращения при заданном числе фаз и индуктивности обмотки якоря двигателя в штатных и аварийных режимах с высокой степенью дос товерности (оценивается коэффициентом корреляции R2).

ВД в исправном состоянии:

P1 = 0,0034V 2 - 0,2137V + 3,1944;

(=1,0;

R2=0,9999).

Pэ = 0,0001V 3 - 0,009V 2 + 0,1444V - 0,1317;

(=1,0;

R2=0,9997).

Отказ КФ:

P1 = 0,0041V 2 - 0,2859V + 4,7033;

(=0,8;

R2=0,9999).

Pэ = 0,0002V 3 - 0,0113V 2 + 0,1775V - 0,1755;

(=0,8;

R2=0,9996) Упрощенные выражения могут быть применены и для оценки пульса ции электромагнитного момента в штатных и аварийных режимах работы (n=3 … 11;

=0,25).

m,% = 2,0929n2 - 17,007n + 35,42 (=0,25;

R2 =0,967) И m,% = 7,2143n2 - 60,586n + 139,6 (=0,25;

R2 =0,967) ОК m,% = 5,7857n2 - 48,614n + 113,8 (=0,25;

R2 =0,967) ОФ m,% = 9,2143n2 - 79,586n + 203,4 (R2 =0,988) КФ m,% = 23n2 - 194,4n + 475,4 (R2 =0,985) КК Включение уравнений аппроксимирующих кривых в математическую модель поиска оптимальных вариантов исполнения двигателя позволяет использовать простые зависимости между переменными.

Приведен порядок действий при оценке работоспособности многофаз ных ВД по заданной величине электромагнитной мощности (рис. 9а).

Проведена проверка достоверности полученных решений систем диф ференциальных уравнений, описывающих физические процессы в ЭМП.

Оценка погрешностей проводилась в два этапа. На первом этапе оценива лись погрешности математических моделей, вносимые принятыми допу щениями, приближенным решением системы уравнений, выбранным ме тодом численного интегрирования и т.п. Для этого были проведены рабо ты по оценке точности расчета энергетических параметров по известным моделям (1), (2), которые применяются в классической теории для син хронных двигателей и ВД с малым числом фаз при полной и неполной коммутации. Проведена сравнительная оценка точности расчета энергети ческих характеристик многофазного ВД при полной коммутации фаз ра зомкнутой обмотки относительно метода непосредственного интегрирова ния уравнений электромагнитных процессов на МКИ, дающего наиболее точные результаты, с расчетами по действующим значениям первой и высших гармоник напряжения. Эти характеристики приведены на рис. 9 в, г. Анализ полученных результатов позволил определить области приме нения каждого метода при точности расчетов 3 … 5%.

При полной и неполной коммутации обмотки сопоставлялись резуль таты, полученные по предложенной численно-аналитической методике расчета, с результатами, полученными методом непосредственного интег рирования уравнения электромагнитных процессов на примере трехфазно го двигателя со 180 и 120 – градусной коммутацией при одинаковых экви валентных индуктивностях фаз. Для этого относительные частоты враще ния, мощности и индуктивные сопротивления приведены к единой системе базовых величин (4). Относительная погрешность расчета параметров при полной коммутации для =0 … 8,0 и относительной частоте вращения V=0 … 0,6 не превышает 1,2%;

при неполной коммутации – 2%.

При расчете мощностей (15) – ( 19) по аппроксимирующим выражени ям погрешности вычисления при полной и неполной коммутации исправ ного ВД в диапазоне частот вращения V=0 … 1,2 не превышают 1% ( =0) и 5% ( 0). В аварийных режимах реальных ВД ( =0 … 4,0) – 8% (рис.

9б).

Объективную оценку точности расчета в целом дает сопоставление его с экспериментом. Экспериментальные испытания опытных образцов один надцатифазных ВД типа МД-5 проводились в лаборатории отдела ВНИИ ЭМ на специальной установке. Дополнительные исследования ВД в составе привода специализированного механизма проведены на испыта Рис. 9. К вопросу оценки работоспособности ВД и точности расчетов энергетических параметров тельном стенде предприятия Заказчика ГРЦ им. В.П. Макеева, г. Миасс по штатной документации для исправной машины и при имитации отказов элементов силового канала. Результаты измерения и расчета энергетиче ских характеристик машины, работающей в аварийных режимах, оказы вающих меньшее и большее влияние (ОФ и КК) на характеристики ВД приведены на рис. 10. Сравнивая полученные зависимости можно устано вить однозначность и полное качественное совпадение, что подтверждает правильность решения задачи, приемлемость предложенной методики рас чета энергетических характеристик и достоверность полученных выводов и данных рекомендаций.

Для оценки точности расчета энергетических параметров на основе уп рощенной модели ВД проведен аналогичный вычислительный экспери мент с исходными данными исследуемого двигателя. В аварийных режи мах расчетные значения энергетических параметров отличаются от экспе риментальных на 16-20% при моменте нагрузки не более 1,2Мн. Таким об разом, математический аппарат исследования характеристик многофазного ВД адекватно отражает особенности проектируемого объекта, а точность расчета энергетических параметров двигателя можно читать удовлетвори тельной.

Рис.10. Оценка точности расчета энергетических параметров двигателя МД- Предложенный вариант исполнения специализированных устройств был использован ГНП РКЦ «ЦСКБ-Прогресс» (г. Самара) при разработке конструкторской документации на бесконтактный силовой электропривод крышек специальной аппаратуры изделий 17Ф113, 17Ф20. В ходе выпол нения НИР проведены испытания опытных образцов в университете, под твердившие расчетные технические характеристики электропривода. По результатам выполнения НИР изготовлена опытная партия электроприво дов, которая успешно прошла комплексные испытания, проведенные на предприятии Заказчика. Согласно протоколу № 0722-01-97, испытания с целью определения границ по ресурсным характеристикам привода прово дилась в ЦСКБ на оборудовании экспериментального производства по се тевому графику № 752-17Ф119-506-92 с 01.05.92 по 30.12.96гг. По про грамме испытаний обеспечивался предельный штатный цикл: ВД работал на максимальной частоте вращения и номинальной стабильной нагрузке с реверсом по достижении крайних положений. Кроме того, в процессе ис пытаний изменялись температурные условия работы от нормальных до предельных эксплуатационных. Испытания были завершены после выра ботки требуемого ресурса. На момент завершения испытаний наработка двигателей составила 7261 час, в том числе: 2148 часов – при нормальных условиях;

2648 часов – при минус 50оС;

2465 часов – при плюс 50оС. В ря де электроприводов наблюдались отказы одного из каналов блоков управ ления или обмоток ЭМП, что не приводило к потере работоспособности. В целом проведенные ресурсные испытания подтвердили улучшение харак теристик электропривода и правильность принятых технических решений.

Инженерная методика расчета электромагнитных процессов многофаз ных ВД принята на ОАО «НПО «ЭЛЕКТРОМАШИНА» (г. Челябинск) к реализации при выполнении НИИОКР по проектированию систем, содер жащих высоконадежные ВД.

Программные комплексы использованы для поверочного расчета се рийных образцов двигателей ДБ-80, выпускаемых Златоустовским УПП ВОС. Были выявлены причины низкой эффективности преобразования энергии и даны рекомендации по применению магнитопласта НМ20Р для изготовления индуктора. Изготовлена и испытана опытная партия ВД, рас считанных на разные величины номинальных мощностей, напряжений пи тания и частот вращения. В качестве магнитов использовались магнито пласт НМ20Р, материалы на основе сплавов кобальта SmCo5 и сплав на основе NdFeB. Результаты испытаний подтвердили достоверность полу ченных результатов: относительная погрешность расчета полезной мощно сти для номинальных режимов не превышает 8…15% для машин с индук торами из магнитопласта и 7 …11% для машин с индукторами из сплавов на основе SmCo5 и NdFeB.

Определены направления дальнейшего развития исследований в об ласти теории и инженерной практики многофазных ВД.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Основное содержание диссертации отражено в публикациях:

– в ведущих рецензируемых периодических изданиях;

1. Вигриянов, П.Г. Исследование энергетических параметров пятифаз ного вентильного двигателя при полной коммутации / П.Г. Вигриянов // Вестник Южно-Уральского технического университета, серия «Энергети ка». – 2012. – № 37. – С. 50-53.

2. Вигриянов, П.Г. Общая методика исследования электромагнитных процессов вентильного двигателя с изменяемой структурой электромеха нического преобразователя коммутации / П.Г. Вигриянов // Электричество.

– 2012. – № 8. – С. 44-51.

3. Вигриянов, П.Г. Общая методика исследования электромагнитных процессов вентильного двигателя при полной коммутации / П.Г. Вигрия нов // Электротехника. – 2012. – № 10.– С. 31-35.

4. Вигриянов, П.Г. Особенности исследования электромагнитных про цессов вентильных двигателей с изменяемой структурой электромеханиче ского преобразователя при отказах элементов силовой части / П.Г. Виг риянов // Электричество. – 2012. – № 12. – С. 46-50.

5. Вигриянов, П.Г. Оценка влияния индуктивности обмотки якоря на энергетические характеристики семифазных вентильных двигателей ма лой мощности при полной коммутации / П.Г. Вигриянов // Энергетик. – 2012. – № 11. – С. 45-47.

6. Вигриянов, П.Г. Оценка влияния отказов на энергетические характе ристики девятифазного вентильного двигателя / П.Г. Вигриянов // Извес тия Томского политехнического университета. Энергетика. Выпуск 4. – 2012». – Т. 321. – № 4. – С. 67-71.

7. Вигриянов, П.Г. Оценка влияния отказов на энергетические характе ристики семифазных вентильных двигателей малой мощности / П.Г. Виг риянов // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ.–2012.– Т.128 – №3. – С. 3-8.

8. Вигриянов, П.Г. Оценка влияния отказов на энергетические характе ристики пятифазных вентильных двигателей малой мощности / П.Г. Виг риянов // ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехниче ская промышленность. – 2012. – № 6. – С. 14-18.

9. Вигриянов, П.Г. Пульсации электромагнитного момента многофаз ных вентильных двигателей в аварийных режимах работы / П.Г. Вигриянов // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ.–2012.–Т.128–№3.– С. 9-15.

10. Вигриянов, П.Г. Пульсации электромагнитного момента управляе мых девятифазных вентильных двигателей при отказах типа «обрыв» / П.Г.

Вигриянов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета. – 2012. – № 3.– С. 14-17.

11. Вигриянов, П.Г. Расчет алгоритмов коммутации многофазных вен тильных двигателей / П.Г. Вигриянов // Вестник Южно-Уральского тех нического университета, серия «Энергетика». Выпуск 16. – 2011. – № 34(251). – С. 46-49.

12. Вигриянов, П.Г. Формирование механической характеристики тя гового вентильного двигателя / П.Г. Вигриянов // Вестник Южно Уральского технического университета, серия «Энергетика». Выпуск 5. – 2004. – № 4(33). – С. 44-45.

13. Вигриянов, П.Г. Энергетические характеристики девятифазного вентильного двигателя при полной и неполной коммутации / П.Г. Вигрия нов // Известия Томского политехнического университета. Энергетика.

Выпуск 5. – 2011. – Т. 319. – № 4. – С. 103-106.

14. Вигриянов, П.Г. Энергетические характеристики пятифазных вен тильных двигателей малой мощности при неполной коммутации / П.Г.

Вигриянов // ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротех ническая промышленность. –2012. – № 5. – С. 37-40.



Pages:   || 2 |
 


Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.