Исследование взаимосвязи электромагнитного момента и геометрических размеров зубцовой зоны вентильно-индукторного двигателя тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.01, кандидат наук Кашуба Александр Викторович

• Кашуба Александр Викторович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Кашуба Александр Викторович

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ, ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВИД

1.1 Актуальность исследования

1.2 Область применения ВИД

1.3 Обзор и анализ подходов к проектированию ВИД

1.4 Математическое моделирование электромагнитных и электромеханических процессов в ВИД

1.5 Выводы по главе

Глава 2 РАЗРАБОТКА ОПТИМИЗАЦИОННОГО АЛГОРИТМА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВИД

2.1 Сравнительный анализ существующих методов оптимизации

2.2 Разработка оптимизационного алгоритма

2.3 Адаптация разработанного алгоритма для оптимизации криволинейной формы зуба

2.4 Выводы по главе

Глава 3 РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННОГО АЛГОРИТМА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ВИД

3.1 Формирование исходных данных для оптимизации, особенности компьютерного моделирования ВИД

3.2 Оптимизация геометрических размеров магнитной системы ВИД конфигурации 12/8 по критерию минимум пульсаций электромагнитного момента

3.3 Оптимизация геометрических размеров магнитной системы ВИД конфигурации 12/8 по критерию максимум среднего значения электромагнитного момента

3.4 Выводы по главе

Глава 4 РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННОГО АЛГОРИТМА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ВИД С КРИВОЛИНЕЙНОЙ ФОРМОЙ ЗУБЦОВ... 94 4.1 Формирование исходных данных для оптимизации, особенности

компьютерного моделирования ВИД с криволинейной формой зубцов

4.2 Оптимизация геометрических размеров магнитной системы ВИД конфигурации 6/4 по критерию минимум пульсаций электромагнитного момента

4.3 Влияние скоса зубцов ротора на величину пульсаций

электромагнитного момента

4.4 Выводы по главе

Глава 5 ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ВИД

5.1 Постановка задачи экспериментальных исследований, выбор объекта исследования

5.2 Описание установки и методика получения статической характеристики ВИД в пусковом режиме работы

5.3 Результаты экспериментальных исследований по получению статической характеристики ВИД в пусковом режиме работы

5.4 Описание установки и методика исследования работы ВИД в динамических режимах

5.5 Результаты экспериментальных исследований ВИД в динамических режимах работы

5.6 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список терминов, условных обозначений и сокращений

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А - Акт об использовании результатов диссертационной

работы

ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Акт о внедрении результатов диссертационной

работы в учебный процесс

ПРИЛОЖЕНИЕ В - Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование взаимосвязи электромагнитного момента и геометрических размеров зубцовой зоны вентильно-индукторного двигателя»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В настоящее время развитие промышленности тесно связанно с развитием электромеханических преобразователей энергии (ЭМП). Двигатели и генераторы имеют широкую область применения. К их технико-экономическим показателям предъявляются постоянно возрастающие требования.

Одним из перспективных типов ЭМП является вентильно-индукторная электрическая машина (ВИМ), используемая в двигательном (ВИД) и генераторном (ВИГ) режимах. Англоязычное название - switched reluctance motor (SRM). Машины этого типа находят все большее применение в различных отраслях промышленности, транспорта, а также в бытовой технике и в медицинском оборудовании.

С развитием силовой и информационной электроники преимущества электромеханических преобразователей данного типа становятся все более ощутимыми. Для наиболее полного раскрытия достоинств ВИД особую роль играют вопросы их проектирования. Первые работы по исследованию и проектированию ВИД связаны с именами отечественных и зарубежных ученых: Л.Ф. Коломейцев, P.J. Lawrenson, T.J. Miller, R. Krishnan.

Для увеличения конкурентоспособности ВИД необходимо дальнейшее совершенствование методов их проектирования, направленное на использование современного программного обеспечения. Это позволяет не только автоматизировать инженерные расчеты, но и применять в них оптимизационные алгоритмы.

При проектировании ВИД важнейшими выходными характеристиками являются частота вращения и крутящий момент на валу. Однако для качественной работы электропривода, основу которого составляет ВИД, необходимо обеспечить высокое значение ряда показателей: энергетических, экономических, удельных. Также, учитывая особенности работы ВИД, немаловажное значение имеет уровень пульсаций электромагнитного момента.

Поскольку магнитная система ВИД во многом определяет эффективность работы электропривода, то актуальной является задача разработки оптимизационного алгоритма проектирования магнитной системы ВИД, с условием обеспечения основных требований, предъявляемых к электрическим машинам, в том числе по уровню пульсаций электромагнитного момента на валу.

Степень разработанности темы исследования. Наибольший вклад в развитие методик проектирования ВИД внесли следующие ученые: R. Krishnan, T.J. Miller, Л.Ф. Коломейцев, С.А. Пахомин, Г.К. Птах, В.Ф. Козаченко, М.Г. Бычков, А.С. Анучин, В.В. Кузнецов, В.В. Рымша, Ю.А. Голландцев, В.Г. Фисенко, А.Н. Попов и др.

Современные методики проектирования ВИД хорошо себя зарекомендовали и широко используются на практике. Однако они не используют в полной мере возможности методов оптимизации.

В основу настоящей диссертации положены исследования, направленные на разработку научно-обоснованных алгоритмов проектирования активной части ВИД с применением оптимизационных расчетов.

Объект исследования: магнитная система ВИД.

Предмет исследования: электромагнитные и электромеханические явления, лежащие в основе функционирования ВИД.

Целью диссертационной работы является снижение пульсаций электромагнитного момента ВИД и повышение среднего его значения путем формирования геометрических размеров магнитопровода ВИД оптимизационным методом.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

- проведен обзор и анализ существующих способов снижения пульсаций электромагнитного момента ВИД;

- разработан оптимизационный алгоритм, позволяющий определять геометрические размеры активной части ВИД, которые обеспечивают

минимально возможные пульсации электромагнитного момента, а также максимально возможный уровень среднего значения электромагнитного момента в заданном объеме магнитной системы; выполнена апробация разработанного алгоритма для ВИД различной конфигурации и по различным критериям;

- разработана компьютерная программа оптимизации геометрических размеров магнитопровода ВИД, которая базируется на методе Монте-Карло и функциональных возможностях программ МЛ^ЛВ и FEMM;

- предложен способ формирования ограничений на геометрические размеры магнитной системы ВИД при их оптимизации;

- разработан алгоритм генерации случайных кривых контура зуба ротора, позволяющий учитывать особенности конструкции магнитопроводов ВИД;

- приведены примеры использования разработанного алгоритма для ВИД различной конфигурации и по различным критериям, с анализом результатов;

- проведены исследования влияния скоса зубцов ротора на величину пульсаций электромагнитного момента ВИД;

- проведены экспериментальные исследования двух образцов ВИД, один из которых спроектирован и изготовлен с применением известных методик проектирования, а второй - с применением предложенного алгоритма оптимизации, выполнен сопоставительный анализ результатов эксперимента и результатов компьютерного моделирования для обоих образцов ВИД.

Научная новизна:

- предложена методика установления взаимосвязи между геометрическими размерами магнитопровода и электромагнитным моментом ВИД, новизна которой заключается в применении оптимизационного алгоритма, учитывающего требования к геометрической форме магнитопровода ВИД, что позволяет получить оптимальные размеры магнитопровода ВИД согласно заданному критерию;

- предложен способ усовершенствования метода оптимизации Монте-Карло, который заключается в использовании нормального распределения

случайной величины с уменьшающейся дисперсией и с изменяемым математическим ожиданием в ходе оптимизации вместо равномерного распределения случайной величины, что позволяет существенно сократить время оптимизационных расчетов геометрических размеров магнитопровода ВИД по сравнению с методом Монте-Карло, а также обеспечить их точность, достаточную для ряда практических задач, связанных с проектированием ВИД;

- предложена методика формирования геометрических размеров зубцовой зоны ВИД, отличающаяся от известных тем, что результатом проектирования являются произвольные (криволинейные) формы зубцов активной части, что позволяет существенно расширить возможности проектирования ВИД и улучшить эксплуатационные показатели машины за счет снятия ограничений, обусловленных прямолинейностью и дугообразностью участков контура магнитопровода.

Теоретическая и практическая значимость диссертационной работы.

Предложенная методика установления взаимосвязи между геометрическими размерами зубцовой зоны и электромагнитным моментом ВИД позволила сформировать рекомендации для расчета геометрических размеров зубцовой зоны ВИД, а также улучшить эксплуатационные показатели машины.

Предложенный алгоритм оптимизации геометрических размеров активной части ВИД позволяет обеспечить точность оптимизационных расчетов, достаточную для ряда практических задач, связанных с проектированием ВИД.

Предложенный алгоритм оптимизации реализован на языке программирования МЛТЬАВ и имеет теоретическое обоснование, а также может быть реализован в любой программной среде, имеющей возможность связи с программами по расчету магнитных полей (например, FEMM, ANSYS, COMSOL, Е1си и др.) или непосредственно в самих программах по расчету магнитных полей, если в них предусмотрены возможности программирования и автоматизации расчетов.

Предложенный подход к формированию произвольных (криволинейных) форм зубцов активной части ВИД позволяет существенно расширить возможности проектирования ВИД и улучшить эксплуатационные показатели машины.

Варианты магнитных систем ВИД, полученные в результате оптимизации, могут быть применены в составе электроприводов, к двигателям которых предъявляются повышенные требования к равномерности электромагнитного момента, либо повышенные требования к уровню крутящего момента в заданных габаритах магнитной системы.

Практическая значимость работы подтверждается актом об использовании результатов диссертационной работы при выполнении прикладных научных исследований, осуществляемых в ООО «Центр технического сотрудничества» при Московском государственном техническом университете имени Н.Э. Баумана, а также актом об использовании результатов исследований в учебном процессе Ростовского государственного университета путей сообщения.

Методология и методы исследований. При решении поставленных задач были использованы методы математического моделирования. В качестве базового метода оптимизации был выбран стохастический метод - Монте-Карло, а его усовершенствование было достигнуто с помощью математических методов, основанных на теории вероятности. Расчеты магнитных полей проводились методом конечных элементов в программе FEMM 4.2. С целью увеличения точности измерений при проведении эксперимента и при выполнении анализа полученных результатов были использованы методы теоретической и прикладной метрологии.

Положения, выносимые на защиту:

- методика установления взаимосвязи между геометрическими размерами зубцовой зоны и электромагнитным моментом ВИД посредством оптимизационного алгоритма и на основе использования при определении

характеристик ВИД полевых методов, обеспечивающих наиболее высокую точность отражения свойств двигателя;

- алгоритм оптимизации, позволяющий сократить время расчета и обеспечить точность расчета геометрических размеров зубцовой зоны ВИД, достаточную для ряда практических задач, связанных с проектированием ВИД;

- методика формирования геометрических размеров зубцовой зоны ВИД, согласно которой результатом проектирования являются произвольные (криволинейные) формы зубцов активной части ВИД.

Степень достоверности и обоснованности. Достоверность и обоснованность результатов диссертационной работы обеспечены:

- корректностью принятых допущений при компьютерном моделировании;

- использованием современных программных средств по расчету магнитных полей;

- сравнительным анализом теоретических данных и результатов проведения эксперимента.

Апробация результатов. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

- Международной научно-практической конференции «Транспорт-2015», РГУПС, Ростов-на-Дону, 2015 год;

- Международной научено-технической конференции «Энергетика транспорта. Актуальные задачи и проблемы», РГУПС, Ростов-на-Дону, 2015 год;

- Международной научно-практической конференции «Транспорт: наука, образование, производство» (Транспорт-2016), РГУПС, Ростов-на-Дону, 2016 год;

- Международной научно-практической конференции «Транспорт: наука, образование, производство» (Транспорт-2017), РГУПС, Ростов-на-Дону, 2017 год;

- XIII международной научно-технической конференции «Динамика технических систем «ДТС-2017», ДГТУ, Ростов-на-Дону, 2017 год;

- Всероссийской национальной научно-практической конференции «Современное развитие науки и техники» («Наука-2017»), РГУПС, Ростов-на-Дону, 2017 год;

- Международной научно-практической конференции «Транспорт: наука, образование, производство» (Транспорт-2018), РГУПС, Ростов-на-Дону, 2018 год;

- Международной научно-практической конференции «Перспективы развития локомотиво-, вагоностроения», РГУПС, Ростов-на-Дону, 2018 год;

- 10th International Conference on Electrical Power Drive Systems, ICEPDS 2018, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia, 2018;

- 26th International Workshop on Electric Drives: Improvement in Efficiency of Electric Drives, IWED 2019, Moscow Power Engineering Institute, Moscow, Russia, 2019;

- Международной научно-практической конференции «Транспорт: наука, образование, производство» (Транспорт-2019), РГУПС, Ростов-на-Дону, 2019 год;

- Международной научно-практической конференции «Перспективы развития локомотиво-, вагоностроения и технологии обслуживания подвижного состава», РГУПС, Ростов-на-Дону, 2019 год.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 22 печатных работы, из них две - в журналах из перечня рецензируемых научных изданий Минобрнауки России, четыре - в изданиях, индексируемых в системе цитирования Scopus, и одно свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 110 наименований и 3 приложений. Общий объем работы составляет 161 страницу, 94 рисунка, 17 таблиц.

Глава 1 АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ, ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВИД

1.1 Актуальность исследования

Развитие отечественной промышленности является основой стабильного социально-экономического роста нашей страны [1]. При разработке и последующем внедрении передовых инновационных технологий в ведущих отраслях промышленности важное место занимают электродвигатели и генераторы.

В настоящее время существует множество типов электрических машин. Их можно разделить по различным классификационным признакам [2 - 4]: характер движения (вращающееся, поступательное); род тока (постоянный, переменный синусоидальный или отличный от синусоидальной формы); наличие или отсутствие постоянных магнитов в конструкции машины; наличие или отсутствие специального преобразователя в системе управления; способ управления (посредством изменения частоты, амплитуды или других параметров питающего напряжения); а также иные классификационные признаки, определяющие выходные характеристики машины.

К электродвигателям в приводах различного назначения могут предъявляться и разные требования, зависящие от условий эксплуатации электрической машины. С ростом технических возможностей и научного потенциала производителей возрастает конкуренция разных типов электрических машин, что способствует повышению предъявляемых к ним требований.

ВИД во многом соответствуют современным требованиям, могут применяться в электроприводах различного типа и назначения. ВИД обладают рядом положительных качеств, которые позволяют им успешно конкурировать с другими типами электрических машин [5 - 8]:

- возможность регулирования частоты вращения в широком диапазоне;

- высокий коэффициент полезного действия (КПД) в различных режимах работы;

- высокое значение пускового электромагнитного момента;

- простота конструкции (отсутствие токоведущих частей и постоянных магнитов на роторе), как следствие, технологичность изготовления активной части и высокая ремонтопригодность;

- возможность работы на одной фазе за счет отсутствия гальванической связи между фазными обмотками;

- отсутствие коллекторно-щеточного узла и скользящего контакта в конструкции машины;

- высокая надежность в эксплуатации.

Однако для дальнейшего совершенствования характеристик ВИД необходимо решить ряд задач, в числе которых - снижение пульсаций электромагнитного момента. Пульсации момента снижают качество управления электрической машиной, могут быть причиной шума и вибраций. Снижение пульсаций электромагнитного момента ВИД наиболее актуально в следующих случаях:

- при создании тягового электропривода различных транспортных средств для обеспечения плавности хода, особенно при трогании с места, а также для уменьшения вибраций в ходовой части при движении транспортного средства в режиме тяги;

- в различных роботах, манипуляторах и других механизмах, имеющих малую инерцию исполнительного органа, где небольшое изменение силового воздействия (момента на валу двигателя) влечет за собой существенное изменение частоты вращения. При значительных пульсациях момента кинематические характеристики такого привода могут выйти за рамки допустимых значений;

- в других электроприводах с требованиями ограничения по уровню вибраций и/или шума.

В электроприводах, перечисленных выше, используются электрические машины различных типов. В силу своих конструкционных особенностей двигатели, применяемые в таких электроприводах (коллекторные двигатели постоянного тока, асинхронные электродвигатели и др.), имеют достаточно низкие пульсации электромагнитного момента, но при этом им несвойственны некоторые достоинства, которыми обладает ВИД.

ВИД в перечисленных выше электроприводах не используются по причине высокого уровня пульсаций электромагнитного момента. При снижении пульсаций ВИД значительно расширяется область их применения. Использование ВИД в перечисленных выше примерах становится не только возможным, но и в некоторых случаях - более рациональным, учитывая его преимущества по сравнению с другими типами электрических машин.

Пульсации электромагнитного момента наряду с магнитострикцией и радиальными силами взаимодействия статора и ротора относятся к электромагнитным причинам вибраций и шума ВИД [9 - 14].

В настоящее время вопросам снижения пульсаций электромагнитного момента ВИД посвящен ряд исследований и предложены меры по их снижению [8, 15 - 36]. Выполнив анализ приведенных в литературных источниках мероприятий, можно выделить основные способы уменьшения пульсаций электромагнитного момента ВИД:

1. Увеличение числа фаз машины [15 - 17]. В результате одновременной работы большого количества фаз с определенным сдвигом друг относительно друга мгновенное значение момента на валу машины имеет малое отклонение от среднего уровня, т.е. происходит усреднение момента на валу машины. Но большое количество фаз в машине способствует как усложнению системы управления, так и усложнению конструкции машины.

2. Введение специальных алгоритмов в систему управления ВИД [18 - 23], т.е. использование специальных форм тока, полученных с помощью варьирования углами управления или формирование формы тока посредством широтно-

импульсной модуляции (ШИМ). Для реализации таких алгоритмов требуется использование современных высокопроизводительных микропроцессоров в сочетании с быстродействующими силовыми ключами.

3. Выполнение магнитопроводов ВИД особой формы для формирования зависимости индуктивности фазной обмотки от положения ротора, обеспечивающей минимальные пульсации электромагнитного момента с учетом перекрытия фаз и взаимного их влияния друг на друга (возможны варианты как со скосом зубцов [24 - 27], так и без скоса [28 - 32]).

Из перечисленных способов уменьшения пульсаций электромагнитного момента ВИД достаточно малозатратным и эффективным является последний: изготовление магнитопроводов по рассчитанным оптимальным геометрическим размерам не усложняет конструкцию машины и технологию её изготовления. Это обстоятельство и определило тему диссертационного исследования.

Диссертационная работа посвящена разработке оптимизационного алгоритма проектирования активной части магнитной системы ВИД, с условием обеспечения требований по уровню пульсаций электромагнитного момента и уровню среднего значения электромагнитного момента.

Следует также отметить, что трудность проектирования электрических машин заключается в том, что их выходные характеристики (КПД, уровень электромагнитного момента, пульсации электромагнитного момента, тепловые потери и др.) находятся в тесной связи друг с другом: при повышении качества электрической машины по одному критерию происходит изменение других характеристик машины.

Поэтому в предложенном алгоритме учтены возможности оптимизации магнитопровода ВИД по двум и более критериям, в том числе и по тепловым потерям.

1.2 Область применения ВИД

Впервые ВИД был использован в XIX веке на железной дороге Глазго -Эдинбург в качестве тягового двигателя локомотива, но массового применения эти электрические машины не нашли, т.к. в то время использовался механический коммутатор, в силу несовершенства элементной базы [5]. Мощный толчок в развитии данного типа электрических машин был сделан благодаря развитию силовой и информационной электроники. Поэтому в последние десятилетия среди ученых и инженеров наблюдается возрастающий интерес к вентильно-индукторным двигателям.

В настоящее время ВИД применяется в случаях, где определяющими показателями работы электропривода являются энергоэффективность и надежность, а недостатки, свойственные ВИД, не оказывают решающего влияния. В последнее время ВИД находят все больше применение в разных областях промышленности, в быту, в транспортных средствах [5, 6, 8, 15, 21 - 23, 28, 29, 35 -51].

По интенсивности разработки и внедрения ВИД можно выделить следующие страны: США, Япония, Китай, Россия, Англия, Германия, Бельгия, Италия, Швеция, Украина [5, 6, 8, 15, 21 - 23, 28, 29, 35 - 51].

Английская фирма Allenwest специализируется на проектировании и изготовлении электроприводов мощностью до 22 кВт общепромышленного назначения, в том числе и на базе вентильно-индукторных двигателей [5, 52].

Фирмой Maytag совместно с фирмой SRDL была разработана стиральная машина с электроприводом на базе ВИД. Полученный результат показал высокую эффективность использования вентильно-индукторных приводов в бытовой технике [39].

Фирма Comp Air Broomwade имеет опыт проектирования и разработки компрессоров с применением ВИД. Этой компанией был разработан компрессор Сус1475 SR, который имеет высокие энергетические показатели [40].

Компанией General Motors был разработан электропривод на базе ВИД для насосных установок систем водоснабжения [41].

Фирма British Jeffrey Diamond установила вентильно-индукторные двигатели мощностью 150 кВт для регулируемого ленточного конвейера в горнодобывающей промышленности [5].

Инженеры и ученые университета в городе Карлсруэ (Германия) совместно с фирмой WEKA ElectricTools, спроектировали и произвели переносной сверлильный станок, предназначенный для сверления отверстий диаметром до 350 мм в стенах и потолках [42, 43].

Кроме бытового и общепромышленного применения есть современные примеры использования вентильно-индукторных двигателей и в транспортной отрасли в составе тягового электропривода. Наибольший успех в этом был достигнут следующими зарубежными компаниями: Magna Physics (США), Sicme Motori (Италия), NEC/Densai (Япония) [5], Le Tourneau Technologies, Inc. (США) [53, 54]. Последняя компания из перечисленных имеет опыт использования ВИД в качестве тягового на карьерном погрузчике L-2350. Примечательно, что данный погрузчик занесен в книгу рекордов Гиннеса как самый большой в мире погрузчик [53, 54]

Среди отечественных примеров использования вентильно-индукторных электроприводов (ВИП) имеется подобный опыт у компании «ВИЭМ». В качестве тягового электродвигателя для карьерного самосвала БелАЗ-75131 предложено использовать шестифазный ВИД мощностью 500 кВт [53]

Ученые и инженеры ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова и Новочеркасского электровозостроительного завода (ООО «ПК «НЭВЗ») спроектировали тяговый вентильно-индукторный электродвигатель НТИ-350 мощностью 350 кВт. Данный ВИД изготовлен в корпусе асинхронного двигателя НТА-350, применяемого в тяговом приводе электропоезда ЭН-3 (Рисунок 1.1) [8, 44].

Рисунок 1.1 - Статор и ротор двигателя НТИ-350

На сайте компании АО ПКБ «ИРИС» предлагается вниманию тяговый электродвигатель мощностью 511 кВт опорно-осевого подвешивания, предназначенный для привода электровоза ОПЭ1. (Рисунок 1.2) [45].

Рисунок 1.2 - Статор в разрезе и ротор тягового двигателя мощностью 511 кВт

Использование ВИД на железнодорожном транспорте не ограничивается данными примерами. Существуют электроприводы на базе ВИД для стрелочных переводов. Специалистами компании ООО «Электротехника - Новые Технологии» был спроектирован такой электропривод с последующим вводом в эксплуатацию [46]. Компания ООО ЭТЗ «ГЭКСАР» [47] имеет аналогичный

опыт: совместно с ФГБОУ ВО РГУПС [48] был разработан ВИД для стрелочного перевода, как альтернатива коллекторным двигателям.

Российский опыт электромашиностроения указывает на широкое применение вентильно-индукторных двигателей в различных областях отечественной промышленности.

Фирмами ООО «МИП «Мехатроника», ООО «НПФ ВЕКТОР» и ООО «НПП «ЦИКЛ+» совместно были спроектированы и изготовлены ВИД мощностью 1,6 МВт для работы на обогатительных фабриках АК «АЛРОСА» (Рисунок 1.3) [49].

Рисунок 1.3 - Вентильно-индукторный привод для фабрики АК «АЛРОСА»

На теплостанции «Коломенская» для работы на сетевом насосе был разработан и внедрен в эксплуатацию опытный образец электропривода на базе вентильно-индукторного двигателя мощностью 630 кВт (Рисунок 1.4). Положительный опыт эксплуатации ВИД на теплостанции «Коломенская» стал толчком для более широкого применения ВИД на других теплостанциях города Москвы [50].

Рисунок 1.4 - ВИП-630 на теплостанции «Коломенская»

Компания АО ПКБ «ИРИС» имеет достаточно широкий спектр производимой продукции, предлагая большой выбор электроприводов на базе ВИД. АО ПКБ «ИРИС» производит вентильно-индукторные двигатели для различного применения в промышленности: двигатели для буровых станков, компрессорных установок, насосов, гребные двигатели, двигатели для безредукторного привода мельниц (Рисунок 1.5) [45].

Рисунок 1.5 - ВИП для безредукторного привода мельниц самоизмельчения руды мощностью 3,2 МВт

Опыт разработки ВИД для применения в медицинском оборудовании имеет компания ООО «Электротехника - Новые Технологии». Использование ВИД в

аппарате искусственной вентиляции легких ИВЛ «Бриз-Т» позволяет обеспечить необходимый дыхательный режим для пациента за счет широкого диапазона регулирования частоты вращения двигателя (Рисунок 1.6) [38, 46].

Рисунок 1.6 - ВИД, применяемый в аппарате искусственной вентиляции легких

1.3 Обзор и анализ подходов к проектированию ВИД

При проектировании электрических машин традиционных типов применялись методики, которые базировались в основном на эмпирических формулах [2 - 4]. В настоящее время все чаще в методиках проектирования используют оптимизационные процедуры [55 - 60]. Для проектирования ВИД общеизвестные алгоритмы расчета часто оказываются недостаточно эффективными по разным причинам. Для ВИД характерно отсутствие синусоидальности физических величин, определяющих процесс преобразования энергии, кроме того, геометрические формы магнитопроводов существенно отличаются от магнитопроводов других типов электродвигателей, что также вносит дополнительные трудности учета параметров основных процессов и явлений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кашуба Александр Викторович, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Постановление Правительства РФ от 15 апреля 2014 г. № 328 «Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности» (с изменениями и дополнениями от 31.03.2020) [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://base.garant.ru/70643464/ (дата обращения 21.03.2020).

2 Копылов, И. П. Проектирование электрических машин : учебник для вузов / И. П. Копылов. - М. : Юрайт, 2012. - 767 с.

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

4 Гольдберг, О.Д. Проектирование электрических машин : учебник для вузов / О. Д. Гольдберг. - М. : Высш. шк., 2006. - 430 с.

5 Кузнецов, В. А. Вентильно-индукторные двигатели : учеб. пособие / В. А. Кузнецов, В. А. Кузьмичев. - М. : Изд-во МЭИ, 2003. - 70 с.

6 Щербаков, В. Г. Тяговые электрические машины : учебник / В. Г. Щербаков [и др.] ; под ред. В. Г. Щербакова, А. Д. Петрушина. - М. : ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2016. - 641 с.

7 Тяговые электродвигатели электровозов / В. И. Бочаров, В. И. Захаров, Л. Ф. Коломейцев, Г. И. Колпахчьян, М. А. Комаровский, В. Г. Наймушин, В. И. Седов, И. И. Талья, В. Г. Щербаков, В. П. Янов ; под. ред. В. Г. Щербакова. - Новочеркасск : Агенство «Наутилус», 1998. - 672 с.

8 Пахомин, С. А. Развитие теории и практики проектирования энергосберегающих вентильно-индукторных электроприводов : дис.... д-ра техн. наук : 05.09.03 / Пахомин Сергей Александрович. - Новочеркасск, 2001. - 386 с.

9 Nubuki, M. High precision torque control of reluctance motor / M. Nubuki, A. Norihiko [et al.] // Conference Record IEEE Industrial Application. New York, 1989. - P. 390-397.

10 Лазароиу, Д. Ф. Шум электрических машин и трансформаторов / Д. Ф. Лазароиу, Н. Бикер. - М. : Энергия, 1973. - 271 с.

11 Шубов, И. Г. Шум и вибрация электрических машин / И. Г. Шубов. -Л. : Энергоатомиздат, 1986. - 208 с.

12 Шабаев, В. А. Анализ источников шума вентильно-индукторного двигателя / В. А. Шабаев // Электротехника. - 2005. - № 5. - С. 62-64.

13 Сайт «WebsorGroup» Повышенный уровень вибрации и шум электродвигателя. Повышенный уровень поперечных вибраций [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.websor.ru/uroven_vibra_asin.html (дата обращения: 23.03.2020).

14 Мирошниченко, Е. Е. Алгоритм расчета и исследование сил одностороннего магнитного притяжения в вентильно-индукторной электрической

машине при неравномерном воздушном зазоре : дис......канд. техн. наук :

05.09.01 / Мирошниченко Екатерина Евгеньевна. - Новочеркасск, 2015. - 117 с.

15 Сопоставительный анализ энергетических свойств вентильно-реактивных двигателей с различным числом фаз / В. В. Рымша, И. Н. Радимов, З. П. Процына, П. А. Кравченко // Електротехшка i Електротромехашка. - 2010. -№ 6. - 39-41 с.

16 Гребенников, Н.В. Динамика и энергоэффективность единиц подвижного состава, оснащаемых вентильно-индукторными электрическими

машинами : дис......канд. техн. наук : 05.22.07 / Гребенников Николай

Вячеславович. - Ростов н/Д, 2012. - 149 с.

17 Grebennikov, N. V. Equivalent magnetic circuit for switched reluctance motor with strong mutual coupling between phases / N. V. Grebennikov, T. Z. Talakhadze, A. V. Kashuba // 2019 26th International workshop on Electric Drives: Improvement in Efficiency of Electric Drives (IWED). - Moscow, Russia, 2019. - P. 1-5. DOI : 10.1109/IWED.2019.8664226.

18 Карнаухов, Н. Ф. Обзор подходов к снижению пульсаций электромагнитного момента вентильно-индукторного двигателя методами

математического моделирования / Н. Ф. Карнаухов, М. Н. Филимонов, Д. А. Статовой, А. С. Лыков // Вестник ДГТУ. - 2016. - № 2 (85). - С. 51-58.

19 Sahoo, N. C. Determination of current waveforms for torque ripple minimization is switched reluctance motors using iterative an investigation / N. C. Sahoo, J.X. Xu [et al.] // Proceedings of the IEE EPA, 1999. - Vol. 146. - № 4. -P. 369-377.

20 Dunlup, G. A. Switched-reluctance motor drive with zero torque ripple and a constant invertor bus current / G. A. Dunlup // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. - 1995. - Vol. 208. - № 1. - P. 61-68.

21 Кузнецов, С. А. Разработка регулятора момента системы управления

вентильно-индукторного двигателя : автореф. дис......канд. техн. наук : 05.13.05 /

Кузнецов Сергей Александрович. - Москва, 2010. - 16 с.

22 Влияние параметров коммутации на характеристики вентильно-реактивного электропривода / И. Н. Радимов, В. В. Рымша, З. П. Процына, М. В. Гулый // Электромашиностроение и оборудование. - 2006. - Вып. 67. - С. 82-87.

23 Шайхиев, А. Р. Улучшение тяговых свойств электроподвижного состава с вентильно-индукторным тяговым электроприводом с учётом

ограничения по сцеплению : дис......канд. техн. наук : 05.22.07 / Шайхиев

Алексей Рифкатович. - Ростов н/Д, 2004. - 120 с.

24 Сулейманов, У. М. Вентильно-индукторный электропривод электромеханического усилителя рулевого управления для «Калины» / У. М. Сулейманов, Д. В. Крайнов // Известия вузов. Электромеханика. - 2005. -№ 2. - C. 56-59.

25 Пахомин, С. А. Вентильно-индукторный электропривод усилителя рулевого управления для автомобилей семейства «Калина» / С. А. Пахомин // Труды V Международной (16-й Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2007. - СПб : СПбГПУ МЭИ ОАО «Электропривод», 2007. - С. 341-343.

26 Коломейцев, Л. Ф. Электроусилитель руля для автомобилей семейства «ВАЗ» / Л. Ф. Коломейцев [и др.] // Тезисы докладов ХХХ1 научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки кадров», посвящённой 135-летию МГТУ «МАМИ». - М. : МГТУ «МАМИ», 2000. - С. 38-39.

27 Пат. 2158692 РФ, МКИ 6B62D 5/04. Электроусилитель руля автомобиля / Л. Ф. Коломейцев, У. М. Сулейманов, С. А. Пахомин, Н. Я. Арабов, Н. Ф. Бакулин, Ц. А. Адамов ; № 99100542/28 ; заявл. 06.01.1999 ; опубл. 10.11.2000.

28 Рымша, В. В. Проектирование линейных вентильно-реактивных двигателей / В. В. Рымша // Сборник научных трудов Донецкого НТУ. - Донецк : ДонНТУ, 2003. - Вып. 67. - С. 120-125.

29 Рымша, В. В. Влияние конфигурации зубцовой зоны статора на электромагнитный момент и радиальные электромагнитные силы вентильно -реактивного электродвигателя / В. В. Рымша, И. Н. Радимов, Чан Тхи Тху Хыонг // Электротехника и электромеханика. - 2006. - № 1. - С. 51-53.

30 Влияние геометрических соотношений зубцовой зоны на электромагнитный момент вентильно-реактивного двигателя / Г. В. Пуйло, А. С. Порайко, И. Н. Радимов, В. В. Рымша / Вюник Нащонального ушверситету „Львiвська полггехшка" Електроенергетичш та електромехашчш системи. -2003. - № 485. - С. 112-117.

31 Пахомин, С. А. О пульсациях электромагнитного момента в трехфазном реактивном индукторном двигателе / С. А. Пахомин // Известия вузов. Электромеханика. - 2000. - № 3. - С. 34-37.

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

33 Пахомин, С. А. Пульсации момента тягового реактивно-индукторного двигателя в режиме ограничения тока / С. А. Пахомин, А. В. Киреев // Известия вузов. Электромеханика. - 2004. - № 1. - С. 25-2S.

34 Кучер, В. Я. Вибрация и шум электрических машин : письменные лекции / В. Я. Кучер. - СПб : СЗТУ, 2004. - 50 с.

35 Пат. 2482590 РФ, МПК H02K 19/10, Н02К 29/06, H02P 25/08, H02P6/08, H02P6/16. Трехфазный вентильно-индукторный двигатель с минимальными шумами, вибрациями и пульсациями момента, способ и устройство управления / В. А. Шабаев, О. В. Кругликов, Я. Б. Тубис ; № 2011149255/07 ; заявл. 02.12.2011 ; опубл. 20.05.2013, Бюл. № 14.

36 Пат. 2482591 РФ, МПК H02K 19/10 H02K 29/06 H02P 25/08 H02P 6/08 HG2P 6/16. Трехфазный вентильно-индукторный двигатель с минимальными шумами, вибрациями и пульсациями момента, способ и устройство управления / В.А. Шабаев, О.В. Кругликов, Я.Б. Тубис ; № 2011149258/07 ; заявл. 02.12.2011 ; опубл. 20.05.2013, Бюл. № 14.

37 Hendershot, J. R. Short flux loops cool SR motors / J. R. Hendershot // Machine Design. - 19S9. - P. 10б-111.

3S Радимов, И. Н. Вентильно-реактивный электропривод аппарата искусственной вентиляции легких / И. H. Радимов, В. В. Рымша, M. В. Гулый // Электромашиностроение и электрооборудование. - 200б. - Вып. 66. - С. 188-1S9.

39 Dependable Kitchen & Laundry Appliances [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.maytag.com (дата обращения 25.03.2020).

40 CompAir Систем Сжатого Воздуха [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.compair.com (дата обращения 01.04.2020).

41 Pushing the Limits of Transportation & Technology [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.gm.com (дата обращения 05.04.2020).

42 KIT - Elektrotechnisches Institut -Willkommen am Elektrotechnischen Institut [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.eti.kit.edu/ (дата обращения 10.04.2020).

43 WEKA Elektrowerkzeuge [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.weka-elektrowerkzeuge.de (дата обращения 17.04.2020).

44 Новочеркасский электровозостроительный завод [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.nevz.com (дата обращения 25.04.2020).

45 АО ПКБ «Интеллектуальные Робастные Интегрированные Системы [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.irisnovoch.ru (дата обращения 01.05.2020).

46 ЭлектроТехника - новые технологии UkraineMotors [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ukrainemotors.com.ua (дата обращения 07.05.2020).

47 ООО ЭТЗ "ГЭКСАР" [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://geksar.ru (дата обращения 16.05.2020).

48 Буряковский, С. Г. Оптимизация системы управления вентильно-индукторного двигателя для стрелочного перевода / С. Г. Буряковский, Б. Г. Любарский, Ар. С. Маслий, Ан. С. Маслий, А. В. Шевкунова // Вестник РГУПС. - 2013. - № 2. - С. 61-67.

49 Электродвигатели: какие они бывают [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://geektimes.ru/company/npf_vektor/blog/270666 (дата обращения 24.05.2020).

50 Козаченко, В. Ф. Вентильно-индукторный привод - перспективное направление развития современного регулируемого электропривода [Электронный ресурс] / В. Ф. Козаченко, А. М. Русаков, А. В. Сорокин, Ю. И. Кочанов, А. А. Ионов, Д. В. Тарасов // Новости теплоснабжения. - 2011. -№11 (135). - Режим доступа: http://www.ntsn.ru/11_2011.html (дата обращения 01.06.2020).

51 Сайт компании «Аксиома Электрика». Область применения ВИД [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www. axiomaelectrica.ru/elektrodvigateli (дата обращения 10.06.2020).

52 Miller, T. J. E. Switched reluctance motors and their control / T. J. E. Miller. - Oxford : Magna Physics Publishing and Clarendon Press, 1993. -205 p.

53 Птах, Г. К. Вентильно-индукторный реактивный электропривод средней и большой мощности: зарубежный и отечественный опыт / Г. К. Птах // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. - 2015. - Т. 2. -№ 3. С. 23 - 33.

54 LeTorneau L-2350 - самый большой погрузчик в мире [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://hontos.ru/tehnica/letorneau-l-2350-pogruzchik-ogromnyih-razmerov (дата обращения 11.06.2020).

55 The design of switched reluctance motor torque optimization controller / G. Xudong, W. Xudong, L. Zhongyu, Z. Yongqin // International Journal of Control and Automation. - 2015. - № 5. - Vol. 8. - P. 27-36. DOI : 10.14257/ijca.2015.8.5.03.

56 Шевкунова, А. В. Совершенствование проектирования активной части

вентильно-индукторной машины : дис......канд. техн. наук : 05.09.01 / Шевкунова

Анастасия Владимировна. - Екатеринбург, 2017. - 150 с.

57 Бычков, М. Г. Оптимизация режимов вентильно-индукторного электропривода средствами управления / М. Г. Бычков // Вестник МЭИ. - 1998. - № 3. - С.73-81.

58 Медведев, В. В. Линейные электромеханические приводы клапанов трубопроводной арматуры. Проектирование и оптимизация : дис.... канд. техн. наук : 05.09.01 / Медведев Виктор Владимирович. - Новочеркасск, 2017. - 186 с.

59 Оптимизация цифровых регуляторов тока для мощных вентильно-индукторных электроприводов / А. С. Анучин, П. В. Двоеглазов, В. Ф. Козаченко, С. А. Трофимов / Промышленная энергетика. - 2016. - № 11. - С. 36-42.

60 Оптимизация управляющего воздействия в синхронных реактивных и индукторных электроприводах переменного тока / А.Н. Горожанкин, А.А. Грызлов, А.Л. Циркуненко, А.М. Журавлев / Электротехника. - 2018. - № 4. -С. 2-7.

61 Бычков М. Г. Основы теории, управление и проектирование

вентильно-индукторного электропривода : дис......д-ра техн. наук : 05.09.03 /

Бычков Михаил Григорьевич. - Москва, 1999. - 382 с.

62 Фисенко, В. Г. Проектирование вентильных индукторных двигателей: методическое пособие по курсу «Специальная электромеханика» для студентов, обучающихся по направлению «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» / В. Г. Фисенко, А. Н. Попов. - М. : Изд-во МЭИ, 2005. -56 с.

63 Шевкунова, А. В. К вопросу о проектировании вентильно-индукторного двигателя / А. В. Шевкунова // Труды РГУПС. - 2015. - № 2 (31). -С. 117-121.

64 Krishnan, R. Switched reluctance motor drives. Modeling, simulation, analysis, design, and applications / R. Krishnan. - Virginia : The Bradley Department of Electrical and Computer Engineering, 2001. - 416 p.

65 Low, Т. An Approach to Design and Simulation of Fraction - Horse Power (FHP) Switched Reluctance Drive / Т. Low, H. Lin, S. Chen // Proceedings of International Conference on Electrical Machines ICEM-94. - Virginia, 2013. - Vol. 4. -Р. 145-150.

66 Голландцев, Ю. А. Вентильные индукторно-реактивные двигатели / Ю. А. Голандцев. - СПб : ГНЦ РФ - ЦНИИ «Электроприбор», 2003. - 148 с.

67 Фисенко, В. Г. Численные расчеты электромагнитных полей в электрических машинах на основе метода конечных элементов : учеб. пособие / В. Г. Фисенко. - М. : Издательство МЭИ, 2002. - 44 с.

68 Finite Element Method Magnetics: HomePage [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.femm.info/wiki/HomePage (дата обращения 20.06.2020).

69 Казакбаев, В. М. Разработка высокоэффективного синхронного

реактивного двигателя : дис......канд. техн. наук : 05.09.01 / Казакбаев Вадим

Маратович. - Екатеринбург, 2017. - 128 с.

70 Кашуба, А. В. Особенности компьютерного моделирования электромагнитных процессов в вентильно-индукторном двигателе / А. В. Кашуба // Сборник научных трудов «Транспорт: наука, образование, производство» («Транспорт-2017»). Т. 1. Технические науки. - Ростов-на-Дону: ФГБОУ ВО РГУПС, 2017. - С. 145-149.

71 McFee, S. A tunable volume integration formulation for force calculation in finite-element based computational magnetostatics / S. McFee, J. Webb, D. Lowther // IEEE Transactions on Magnetics, 1988. - Vol. 24. - P. 439-442.

72 Electromagnetic force density in aferromagnetic material / F. Henrotte, H. Sande, G. Deliege, K. Hameyer // IEEE Transactions on Magnetics, 2004. -Vol. 40. - P. 553-556.

73 Растригин, Л. А. Адаптация сложных систем : монография / Л. А. Растригин. - Рига : Зинатне, 1981. - 375 с.

74 Himmelblau, D. M. Applied Nonlinear Programming / D. M. Himmelblau. - McGraw-Hill, New York, 1972. - 498 p.

75 Петрушин, А. Д. Оптимизация активной части вентильно-индукторного двигателя / А. Д. Петрушин, А. В. Кашуба // Вестник РГУПС. -2016. - № 1 (61). - С. 61-65.

76 Петрушин, А. Д. Проектирование вентильно-индукторной машины с применением оптимизационных алгоритмов / А. Д. Петрушин, А. В. Шевкунова, А. В. Кашуба // Сборник научных трудов Международной научно-практической конференции «Транспорт-2015». Т. 2. Технические науки. - Ростов-на-Дону : ФГБОУ ВПО РГУПС. - 2015. - С. 243-245.

77 Petrushin, A. D. Optimization of the switched-reluctance motor active part by the Nelder-Mead method / A. D. Petrushin, A. V. Shevkunova, A. V. Kashuba // Bulletin of the Tomsk Polytechnic University, Geo Assets Engineering. - 2016. - Т. 327. - № 6. - P. 83-92

78 Петрушин А. Д. Оптимизационные расчеты и экспериментальные исследования вентильно-индукторной машины [Электронный ресурс] /

А. Д. Петрушин, А. В. Шевкунова, А. В. Кашуба // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». - 2017. - Т. 9. - № 2. - Режим доступа : http://naukovedenie.ru/PDF/57TVN217.pdf.

79 Шевкунова, А. В. Оптимизация геометрических размеров зубцовой зоны вентильно-индукторного двигателя / А. В. Шевкунова, А. В. Кашуба // Труды Международной научно-практической конференции «Перспективы развития и эффективность функционирования транспортного комплекса Юга России». Ч. 1. Технические науки. - Ростов-на-Дону : ФГБОУ ВПО РГУПС. -

2015. - С. 247-249.

80 Петрушин, А. Д. Оптимизация геометрии зубцовой зоны вентильно-индукторного двигателя / А. Д. Петрушин, А. В. Шевкунова, А. В. Кашуба // Вестник ГМУ имени адмирала Ф. Ф. Ушакова. - 2015. - № 1 (10). - С. 27-31.

81 Петрушин, А. Д. Использование методов оптимизации при проектировании активной части вентильно-индукторных двигателей / А. Д. Петрушин, А. В. Кашуба, А. Е. Набоков // Сборник научных трудов «Транспорт: наука, образование, производство» («Транспорт-2016»). Т. 2. Технические науки. - Ростов-на-Дону : ФГБОУ ВО РГУПС, 2016. - С. 128-131.

82 Кашуба, А. В. Улучшение эксплуатационных характеристик тягового электродвигателя вентильно-индукторного типа / А. В. Кашуба // Труды РГУПС. - 2016. - № 3 (36). - С. 67-74.

83 Кашуба, А. В. The torque smoothing of switched reluctance motor / А. В. Кашуба // Тезисы Всероссийской научно-практической конференции аспирантов и магистрантов "Science. Research. Practice". - Новосибирск : НГТУ,

2016. - С. 64-65.

84 Петрушин, А. Д. Оптимизация конструкции вентильно-индукторных электродвигателей с учетом режимов их работы / А. Д. Петрушин, А. В. Кашуба // Сборник научных трудов «Транспорт: наука, образование, производство» («Транспорт-2018»). Т. 2. Технические науки. - Ростов-на-Дону : ФГБОУ ВО РГУПС, 2018. - С. 154-157.

85 Кашуба, А. В. Оптимизация магнитной системы вентильно-индукторного электродвигателя при работе в одноимпульсном режиме / А. В. Кашуба, А. В. Шевкунова // Труды РГУПС. - 2017. - № 2 (39). - С. 26-31.

86 Petrushin, A. D. Dynamic Optimization of Switched-Reluctance Motors / A. D. Petrushin, A. V. Kashuba // Russian Engineering Research. - 2018. - № 38. - P. 705-706. DOI: 10.3103/S1068798X1809023X.

87 Петрушин, А. Д. Оптимизация вентильно-индукторных электрических машин с учетом динамических режимов / А. Д. Петрушин, А. В. Кашуба // СТИН. - 2018. - №3. - С. 7-9.

88 Шевкунова, А. В. Исследование влияния фрагментов магнитной системы вентильно-индукторного двигателя на среднее значение электромагнитного момента / А. В. Шевкунова // Вестник РГУПС. - 2016. - № 3. -С. 116-123.

89 Пискунов, Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисления для втузов : учебное пособие для втузов в 2-х т. / Н. С. Пискунов. - М. : Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1985. - Т. 2. - 560 с.

90 Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. - М. : Наука, 1986. - 544 с.

91 Petrushin, A. D. Improvement of Switched Reluctance Motor Performance Using Optimization Algorithms / A. D. Petrushin, A. V. Kashuba // In Proceedings of 10th International Conference on Electrical Power Drive Systems ICEPDS 2018 accepted for publication in IEEE, 2018. - P. 3-6. DOI : 10.1109/ICEPDS.2018.8571756.

92 Киреев, А. В. Индукторный двигатель в системе тягового электропривода подвижного состава / А. В. Киреев, Г. Н. Кононов // Труды V Международной (16-й Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2007. - СПб : СПбГПУ МЭИ ОАО «Электропривод», 2007. - С. 301-303.

93 Киреев, А. В. Разработка алгоритмов эффективного управления

тяговым вентильно-индукторным электроприводом электропоезда : дис......канд.

техн. наук : 05.09.03 / Киреев Александр Владимирович. - Новочеркасск, 2004. -187 с.

94 MathWorks - Makers of MATLAB and Simulink - MATLAB & Simulink [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.mathworks.com/ (дата обращения 27.06.2020).

95 Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2016618039. Оптимизация ВИМ / А. Д. Петрушин, А. В. Кашуба, А. В. Шевкунова ; заявка № 2016615739 ; дата поступления 30.05.2016 ; дата регистрации 20.07.2016.

96 Петрушин, А. Д. Оптимизация магнитной системы вентильно-индукторного электродвигателя / А. Д. Петрушин, В. Г. Щербаков, А. В. Кашуба // Известия вузов. Электромеханика. - 2017. - № 1. - С. 20-27.

97 Приказ Минтранса РФ от 21 декабря 2010 г. № 286 «Об утверждении Правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации» (с изменениями и дополнениями от 25.12.2018) [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://base.garant.ru/55170488/ (дата обращения 03.07.2020).

98 Кашуба, А. В. Оптимизационный метод формирования геометрических размеров зубцовой зоны вентильно-индукторного двигателя / А. В. Кашуба // Транспортные системы и технологии. - 2020. - Т. 6. - № 1. -С. 30-47. DOI : 10.17816/transsyst20206130-47.

99 Haijun, Z. Radial force reduction for switched reluctance motor with skewed slot structure based on FEM / Z. Haijun, Z. Jingjun, G. Ruizhen // Journal of Scientific & Industrial Research. - 2010. - Vol. 69. - P. 594-599.

100 Кашуба, А. В. Влияние скоса зубцов ротора на выходные характеристики вентильно-индукторного двигателя / А. В. Кашуба // Труды РГУПС. - 2019. - № 4 (49). - С. 56-60.

101 Сайт «НасосЭлектроПром». Электродвигатель АИР80 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://electronpo.ru/dvigatel_air80b (дата обращения 10.07.2020).

102 Кашуба, А. В. Особенности снятия статической характеристики вентильно-индукторных двигателей / А. В. Кашуба // Труды РГУПС. - 2018. -№ 4 (45). - С. 56-59.

103 Кашуба, А. В. Экспериментальные исследования вентильно-индукторного двигателя в динамических режимах работы / А. В. Кашуба // Сборник научных трудов «Транспорт: наука, образование, производство» («Транспорт-2019»). Т. 3. Технические науки. - Ростов-на-Дону : ФГБОУ ВО РГУПС, 2019. - С. 297-300.

104 РАЛВЕС [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.uralves.ru (дата обращения 15.07.2020).

105 Autonics [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.autonics.com/main (дата обращения 25.07.2020).

106 ГОСТ 21427.2-83. Сталь электротехническая холоднокатаная изотропная тонколистовая [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200009104 (дата обращения 01.08.2020).

107 Сайт компании «Merobel» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://merobel.ru/ (дата обращения 13.08.2020).

108 Allegro MicroSystems [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.allegromicro.com (дата обращения 20.08.2020).

109 Техническая документация датчика крутящего момента M-40 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://tilkom.pl/upload/iblock/8c2/ 8c22f3f17a4cbc0e774cdf1c0abbc746.pdf (дата обращения 25.08.2020).

110 User Manual. DS0-2090. PC Based Digital Oscilloscope. Operation Manual [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.hantek.com/ (дата обращения 29.08.2020).

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А - Акт об использовании результатов диссертационной

работы

Приложение Б - Акт о внедрении результатов диссертационной работы

об использовании в учебном процессе результатов исследований, полученных в диссертационной работе Кашубы A.B.

Настоящим актом подтверждается использование в учебном процессе результатов диссертационной работы Кашубы A.B. на тему: «Исследование взаимосвязи электромагнитного момента и геометрических размеров зубцовой зоны вентильно-индукторного двигателя», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Результаты диссертационной работы задействованы при проведении лекционных занятий по курсу учебных дисциплин «Тяговые электрические машины», «Проектирование электрических машин» и «Электромагнитные расчеты» на кафедре «Электрические машины и аппараты» Ростовского государственного университета путей сообщения.

Для сопровождения учебного процесса использовались:

- методика установления взаимосвязи между геометрическими размерами зубцовой зоны и электромагнитным моментом ВИД посредством оптимизационного алгоритма;

- алгоритм оптимизации, позволяющий обеспечить точность расчета геометрических размеров зубцовой зоны ВИД, достаточную для ряда практических задач, связанных с проектированием ВИД;

- методика формирования геометрических размеров зубцовой зоны ВИД, согласно которой результатом проектирования являются произвольные (криволинейные) формы зубцовой активной части ВИД.

Заведующий кафедрой «Электрические машины и аппараты»

в учебный процесс

УТВЕРЖДАЮ ^^шаввектор по научной работе ФГБОУ ?£]Щ|р5|^рстовский государственный

Акт

д. т. н., доцент

П. Г. Колпахчьян

Директор НИЧ к. т. н., доцент

В. Н. Носков

Начальник отдела ДиА к. т. н., доцент

А. В. Костюков

Приложение В - Свидетельство о государственной регистрации

программы для ЭВМ