Установившиеся электромагнитные процессы многофазных вентильных двигателей в штатных и аварийных режимах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.01, доктор технических наук Вигриянов, Павел Георгиевич

• Вигриянов, Павел Георгиевич
• доктор технических наук
• 2013

Оглавление диссертации доктор технических наук Вигриянов, Павел Георгиевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность избранной темы

Анализ научной литературы и исследований, проведенных

другими авторами

Цель диссертационной работы

Основная научная проблема

Научная новизна

Основные научные результаты, выносимые на защиту

Практическая значимость

Внедрение результатов работы

Апробация работы

Публикации

Структура и объем работы

1. ВЕНТИЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ БЕСКОНТАКТНОГО ПРИВОДА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

1.1. Структурная схема, особенности работы, основные направления совершенствования ВД. Сравнение с отечественными и зарубежными аналогами

1.2. Анализ возможных отказов элементов ВД и некоторые способы его резервирования

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ МАЛОЙ МОЩНОСТИ

2.1. Объект исследования и его физическая модель

2.2. Методы исследования электромагнитных процессов многофазных вентильных двигателей

2.3. Схемы соединения и способы питания фаз обмотки

2.4. Алгоритмы коммутации фаз обмотки ВД

2.5. Эквивалентные схемы и уравнения электромагнитных процессов

3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ УСТАНОВИВШИХСЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ МНОГОФАЗНЫХ ВЕНТИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

3.1. Преобразование исходных уравнений электрического равновесия

3.2. Общая методика исследования электромагнитных процессов

в нормальных и аварийных режимах работы

3.2.1. Основные особенности методики решения систем дифференциальных уравнений

3.2.2. Постановка задачи исследования

3.2.3. Обоснование специальной коммутационной функции SDB

3.2.4. Применение специальной коммутационной функции для описания алгоритмов коммутации и физических процессов

3.3. Методика исследования электромагнитных процессов исправного двигателя

3.3.1. Требования к общей методике исследования

3.3.2. Общая методика исследования электромагнитных процессов вентильного двигателя при полной коммутаций

3.3.3. Методика исследования электромагнитных процессов вентильного двигателя с изменяемой структурой электромеханического преобразователя

3.4. Особенности исследования электромагнитных процессов в аварийных режимах работы

4. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВИВШИХСЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ МНОГОФАЗНЫХ ВЕНТИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

В ИСПРАВНОМ СОСТОЯНИИ

4.1. Характеристики многофазных ВД при полной коммутации

4.2. Характеристики ВД при неполной коммутации

4.3. Характеристики управляемых ВД

4.4. Пульсации электромагнитного момента исправного двигателя

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ МНОГОФАЗНЫХ ВЕНТИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В УСТАНОВИВШИХСЯ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ

5.1. Анализ возможности сохранения работоспособного состояния многофазных ВД при отказах элементов силового канала

5.2. Характеристики многофазных ВД в аварийных режимах работы

5.3. Оценка пульсаций электромагнитного момента при отказах

6. ВЕРИФИКАЦИЯ И ПРИКЛАДНЫЕ ВОПРОСЫ АНАЛИЗА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ВЕНТИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В АВАРИЙНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ

6.1. Алгоритмическое и программное обеспечение общей методики исследования электромагнитных процессов

6.2. Анализ результатов практических расчетов характеристик ВД

6.3. Оценка работоспособности многофазных ВД при отказах элементов силового канала

6.4. Оценка точности расчетов характеристик ВД. Экспериментальная часть

6.5. Направления дальнейших исследований в области теории

и инженерной практики

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А. Характеристики пятифазного ВД в исправном состоянии

силового канала

Приложение В. Мгновенные значения координат пятифазного ВД в исправном состоянии и аварийных режимах работы

Приложение Г. Пульсации электромагнитного момента двигателей с одинаковой индуктивностью фаз обмотки (^=0,25) в случаях

»-» и п тах

отказов при максимальной электромагнитной мощности Рэ для

отстающей, нейтральной и опережающей коммутации

Приложение Д. Свидетельства о государственной регистрации

программ для ЭВМ

Приложение Е. Технические характеристики электродвигателей

Приложение Ж. Акты внедрения результатов диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Установившиеся электромагнитные процессы многофазных вентильных двигателей в штатных и аварийных режимах»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность избранной темы

В автоматизированных приводах техники новых поколений заметное место занимает электропривод на основе вентильных двигателей (ВД) постоянного тока, нашедший применение в системах управления летательных аппаратов [17, 19, 67, 82, 122, 180, 191], космических аппаратах [94, 95, 104, 145, 157] и промышленных роботах, манипуляторах, металлорежущих станках [26, 58, 81, 82, 84, 132, 133, 156], медико-биологических и информационно-преобразовательных устройствах [27, 68, 85, 200]. Это объясняется его гибкостью и многофункциональностью, возможностью построения высококачественных систем управления, хорошими динамическими показателями и регулировочными свойствами, разнообразием конструкций и схем, возможностью работы в тяжелых условиях эксплуатации, большим сроком службы и высокой надежностью [12, 17, 18, 81, 83, 92, 94, 102, 129, 142, 145, 157].

Вопросам обеспечения высокой надежности при конструировании и эксплуатации электроприводов систем управления всегда уделялось значительное внимание [5-7, 71, 83, 88, 91, 92, 145]. Несмотря на значительные усилия в области повышения надежности таких электроприводов, за последние 30 лет уровень надежности остается недостаточно высоким и не удовлетворяет все возрастающим требованиям [6, 7, 62, 71, 156, 185]. Низкая надежность приводов систем управления может привести не только к увеличению стоимости эксплуатации, но и к аварийным ситуациям более сложного объекта, последствия которых трудно представить.

Анализ научной литературы и исследований, проведенных другими авторами

При разработке и практической реализации силовых и приборных электромеханических систем с постоянными магнитами накоплен большой опыт по теории [8, 63, 113, 118, 119], методам исследования физических процессов [110, 112], надежности [7, 62, 71, 86, 103, 115, 121-123, 162-164], оптимальному

проектированию [81, 82, 117, 120, 144, 185] и математическому моделированию [97, 110, 150, 151, 165, 179, 188] вентильных двигателей различных схемных и конструктивных исполнений [114, 149, 166, 200], предназначенных для систем автоматических устройств.

Важный вклад в решение этих проблем внесли работы A.A. Дубенского, А.И. Бертинова, В.А. Балагурова, С.Г. Воронина, В.М. Гридина, Н.И. Лебедева, Ш.И. Лутидзе, В.К. Лозенко, И.Е. Овчинникова, В.Ф. Шалагинова, Л.И. Столо-ва, Ю.И. Конева, В.А. Лифанова, В.П. Миловзорова и многих других ученых и специалистов. Однако, имеющаяся теоретическая база и методы проектирования ориентированы в основном на машины с малым числом фаз, а публикации в области исследования многофазных ВД направлены на решение частных вопросов.

Разработка систем авиационной и космической техники научного, оборонного, социального и хозяйственного назначения требует увеличения важности выполняемых функций, роста сложности аппаратуры и повышения требований к надежности автономных объектов [71]. Применяемые в настоящее время ВД не всегда могут обеспечить эти требования [157]. Возникает научная проблема - необходимость разработки двигателей систем автоматических устройств, способных обеспечить необходимый уровень надежности в различных сочетаниях её составляющих [145, 146, 158, 185].

Повышение надежности и улучшение характеристик ВД возможно за счет применения новых материалов и конструктивных решений при создании электромеханического преобразователя [18, 21, 108, 113, 142, 149, 178, 200, 202], использования новых методов резервирования [5, 7, 62, 162], так как совершенствование и миниатюризация электронной аппаратуры электропривода и микропроцессорной техники пока не ограничены [70, 87-89, 98, 99, 102, 111, 146, 193, 194]. Для эффективного использования в этом направлении новых подходов к разработке ВД необходим соответствующий математический аппарат анализа его характеристик, адекватно отражающий свойства реального объекта

и позволяющий учесть многообразие технических требований, предъявляемых к нему в условиях мелкосерийного, а порой и уникального производства встраиваемых в готовый механизм исполнительных элементов.

Таким образом, существующее противоречие между практической потребностью в разработке и внедрении ВД повышенной надежности и недостаточно развитой теорией анализа и синтеза является основным источником дальнейшего совершенствования электрических машин этого класса, что определяет актуальность научных исследований в этой области.

Цель диссертационной работы - развитие общей теории электромагнитных процессов многофазных электромеханических преобразователей в составе ВД для штатных и аварийных режимов работы и создание на этой основе методов обеспечения надежности и энергетической эффективности многофазных вентильных двигателей.

Основная научная проблема заключается в развитии и углублении научных основ создания и совершенствования электромеханических преобразователей энергии, позволяющих для различных вариантов исполнения машины, разработать подходы, методы, алгоритмы и программы, обеспечивающие проектирование ВД при заданных показателях надежности, реализуя большое число возможных вариантов для штатных и аварийных режимов работы, в отличие от существующих методик, которые решают частные задачи для одного конкретного варианта исполнения ВД.

Задачи исследования

Для достижения поставленной цели необходимо последовательно решить следующие задачи.

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

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

3. Провести анализ методов исследования физических процессов ВД и выбрать метод исследования электромеханического преобразователя с изменяющейся структурой в исправном состоянии и при отказах отдельных элементов.

4. Провести разработку общей методики исследования электромагнитных процессов многофазных ВД различных вариантов исполнения в штатных и аварийных режимах работы.

5. Разработать математический аппарат исследования установившихся электромагнитных процессов электромеханических преобразователей 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 электромеханических преобразователях в аварийных режимах работы.

8. Выдать практические рекомендации по проектированию многофазных ВД повышенной надежности для систем управления автономных объектов

Объектом исследования при этом являются электромеханические преобразователи многофазных вентильных двигателей постоянного тока малой мощности (до 1 кВт), имеющие различные варианты схем построения.

Предметом исследования являются установившиеся электромагнитные процессы электромеханических преобразователей многофазных вентильных двигателей в штатных и аварийных режимах работы.

Методы исследования

Исследования проведены с использованием фундаментальных основ теории электрических машин, традиционных методах интегрального и дифференциального исчисления, модифицированных с учетом особенностей протекания электромагнитных процессов, методах вычислительной математики, нашедших применение в процессе аналитических и численных операций. Основным методом исследования выбран метод численного моделирования. Для решения сис-

тем 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 аналитических методов, доработанных с учетом особенностей протекания физических процессов в электромеханических преобразователях многофазных ВД.

Математическое моделирование осуществлялось на IBM PC совместимых персональных компьютерах, система объектно-ориентированного программирования Borland C++Builder 5 Enterprise Edition, язык программирования С++. Экспериментальные исследования проводились на специально разработанных стендах.

Достоверность полученных результатов обеспечивается обоснованностью и корректностью принятых допущений, адекватностью используемых математических методов, моделей и алгоритмов, совпадением результатов расчетов электромагнитных процессов различными методами, подтверждением результатов расчетов их физическими экспериментами на опытных и серийных образцах многофазных ВД, а также в составе опытных 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» проблеме 30 «Разработка и исследование электрических машин, систем автоматики и специальных установок».

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Предложен новый научный подход к проектированию вентильных двигателей, позволяющий на стадии разработки обосновать выбор рациональной структуры ЭМП с целью обеспечения надежности и обоснования необходимого резервирования.

2. Предложены математические модели ВД малой мощности с возбуждением от постоянных магнитов, позволяющие исследовать характеристики машин с любым числом фаз при различных схемах соединения, способах питания и алгоритмах коммутации фаз обмотки.

3. Автором реализован углубленный метод анализа ЭМП энергии, позволивший исследовать физические процессы при асимметрии электромагнитных связей между фазами обмотки якоря.

4. Впервые предложена, обоснована и применена для формального описания алгоритмов коммутации и исследования электромагнитных процессов специальная коммутационная функция, позволившая связать фазные координаты на смежных межкоммутационных интервалах и получить удобный для программирования математический аппарат в виде циклов и рекуррентных выражений.

5. Впервые предложена и разработана общая методика исследования установившихся 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 надежности и обоснования необходимого резервирования.

6. Впервые разработано алгоритмическое и программное обеспечение, позволившее реализовать абсолютно устойчивый адаптивный метод решения систем дифференциальных уравнений и проводить исследования установившихся электромагнитных процессов ВД с любым числом фаз с постоянной и изменяющейся структурой электромеханического преобразователя в штатных и аварийных режимах работы.

7. Полученные результаты расчетов энергетических, электромеханических, механических характеристик и пульсаций токовой составляющей электромагнитного момента многофазных ВД в штатных и аварийных режимах ра-

боты, позволили провести анализ влияния на них параметров обмотки якоря ЭМП и угла управления коммутацией.

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

Основные научные результаты и положения, выносимые на защиту

1. Специальная коммутационная функция, связывающая фазные координаты на смежных межкоммутационных интервалах при симметричной коммутации.

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

3. Расчет алгоритмов управления коммутацией фаз обмотки якоря ЭМП в аварийных режимах работы.

4. Общая методика исследования электромагнитных процессов ВД с постоянной и изменяемой структурой ЭМП в штатных и аварийных режимах работы.

5. Математический аппарат исследования электромагнитных процессов ориентированный на применение численного метода моделирования физических процессов.

Указанные научные результаты получены лично автором.

Практическая значимость

Основным практическим результатом теоретических исследований является разработка программных комплексов для исследования электромагнитных процессов многофазных ВД в штатных и аварийных режимах работы, показавших свою эффективность при разработке ряда проектов. Программные ком-

плексы представляют собой эффективный инструмент проектирования, который позволяет облегчить работу по проектированию целого класса машин -многофазных ВД, повысить качество проектных работ при сокращении сроков их выполнения, экономить ресурсы за счет исключения этапа макетирования при разработке бесконтактных электроприводов 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 исследование влияния параметров обмотки якоря и угла управления коммутацией на характеристики двигателей, обосновать выбор рациональной структуры электромеханического преобразователя и необходимого резервирования ВД.

3. Определена степень влияния количества фаз на характеристики двигателей в штатных и аварийных режимах работы, что позволило дать рекомендации 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 решении задач оптимального проектирования учитывать энергетические параметры многофазных ВД в штатных и аварийных режимах работы.

Внедрение результатов работы

Практическая полезность работы заключается в эффективном использовании программных комплексов в конкретных проектах, внедренных в инженерную практику предприятий и организаций Российской Федерации:

1. Научно-производственным предприятием ВНИИЭМ, г. Миасс, при разработке опытной серии вентильных электроприводов 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. 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 дисциплинам «Электрические машины», «Системы управления электроприводов», «Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов», а также в курсовом проектировании в дисциплинах связанных с изучением электрических машин и систем управления автоматизированных электроприводов.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы обсуждались и получили положительные отзывы на 11 всесоюзных и всероссийских научно-технических конференциях, включая конференции с международным участием.

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

2. 1-я Всесоюзная научно-техническая конференция по электромеханотро-нике (г. Ленинград, 1987).

3. Научно-техническом семинаре «Контроль, техническая диагностика и прогнозирование в приборостроении» (г. Ленинград, 1989).

4. Всесоюзная научно-техническая конференция «Вентильные электромеханические 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 технологии в приборостроении» (Томск: ТПУ, 1999)

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

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

10. Международная научно-техническая конференция «Электромеханические 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, рекомендованных ВАК. По результатам диссертационной работы оформлено 9 свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ лично автором.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения; содержит 330 страниц машинописного текста, 26 таблиц, 71 рисунок, библиографический список, включающий 208 наименований, 30 страниц приложений.

Диссертация имеет следующую структуру и логику построения.

Во введении обоснована актуальность темы, проанализировано современ-

ное состояние проблемы, определены объект и предмет исследования, сформулирована цель работы, указаны пути её 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 содержания диссертации по главам.

В первой главе показано, что возможности, заложенные в идее схемного и конструктивного исполнения ВД постоянного тока, наиболее полно удовлетворяют совокупности требований, предъявляемых к двигателям систем автоматики в отношении регулировочных и энергетических характеристик, надежности и массогабаритных показателей. Показаны основные пути совершенствования ВД.

Анализ влияния отказов элементов машины позволил привести их к двум типам отказов силового канала двигателя: «обрыв» и «короткое замыкание». Показана актуальность создания исполнительных элементов вентильного привода повышенной надежности, рассмотрены способы их резервирования. Предложена новая постановка задачи внешнего проектирования многофазного ВД, в которой основным является требование обеспечения работоспособного состояния машины при отказах отдельных элементов. Критериями работоспособности приняты предельные значения потребляемой и электромагнитной мощностей, электромагнитного момента и его пульсаций.

Выявлены особенности функционирования многофазных ВД в штатных и аварийных режимах работы. Для штатных режимов это асимметрия электромагнитных связей между фазами ЭМП и изменение структуры последнего; в аварийных режимах к ним добавляется изменение параметров неисправных фаз.

Исследование установившихся электромагнитных процессов в штатных и аварийных режимах многофазных ВД предложено проводить по цифровым моделям машины.

Вторая глава посвящена математическому описанию многофазного вентильного двигателя малой мощности. Приведена физическая модель машины и рассмотрены методы исследования установившихся электромагнитных процессов, указаны области применения каждого из них.

Проведена систематизация схем соединения, способов питания и структур выходных каскадов полупроводникового коммутатора; введены понятия полной и неполной коммутации. Выделены наиболее рациональные с точки зрения электромеханического преобразования энергии алгоритмы управления коммутацией и приведены их основные характеристики.

Комплексная форма записи положения результирующего вектора магнитного поля статора позволила формализовать описание алгоритмов управления коммутацией и получить уравнения, пригодные для расчета координат вектора напряжения и синтеза логической части схемы двигателя.

Приведены эквивалентные схемы электрических контуров и уравнения, описывающие электромагнитные процессы преобразователе многофазной машины в течение межкоммутационного интервала, на основе которых построены математические модели многофазного ВД.

В третьей главе описаны преобразования уравнений электрического равновесия для полной и неполной коммутации фаз обмотки, приведена инженерная методика расчета мгновенных значений координат и энергетических характеристик по цифровой модели ВД. Исследование электромагнитных процессов исправного двигателя проводится в координатах с!, д. В случае неполной коммутации предложено дополнительное преобразование - «симметрирование», которое позволяет исходную систему с несимметричными связями свести к эквивалентной симметричной. Симметричная система приводится к двухфазной системе с помощью преобразования Фортескью.

Уточнена постановка задачи проектирования многофазных ВД повышенной надежности.

Предложена, физически обоснована и применена для расчета алгоритмов управления коммутацией фаз обмотки якоря специальная коммутационная функция, которая выражена одним постоянным для заданного способа питания и числа фаз числом.

Сформулированы требования к общей методике исследования, реализация которой стала возможной благодаря применению специальной коммутационной функции. На основе анализа особенностей протекания физических процессов многофазного ВД предложена общая методика исследования электромагнитных процессов с постоянной и переменной структурой ЭМП в штатных режимах работы.

Показано, что в аварийных режимах возникают дополнительные, по отношению к штатным режимам, изменения структуры ЭМП. Это позволило распространить методику исследования физических процессов исправной машины на аварийные режимы с учетом особенностей влияния каждого отказа на электромагнитные процессы ВД.

В четвертой главе приведены результаты исследования установившихся электромагнитных процессов в исправной машине. Рассмотрены энергетические характеристики исправных многофазных ВД при полной и неполной коммутации для разных способов питания фаз обмотки. Проведена оценка влияния индуктивности обмотки якоря на величины потребляемой и максимальной электромагнитной мощности, электромагнитного КПД, среднего значения электромагнитного момента многофазных ВД с числом фаз от трех до одиннадцати.

Проведена количественная оценка влияния и угла управления коммутацией на энергетические параметры многофазных ВД при изменении этого угла в пределах одного межкоммутационного интервала, а также для одной величины угла в двигателях с разным числом фаз обмотки.

Проведена оценка пульсаций электромагнитного момента исправных ВД числом фаз от трех до одиннадцати.

Пятая глава посвящена исследованию установившихся электромагнитных процессов ВД с различными вариантами построения схем в аварийных режимах работы. Проведен анализ возможности сохранения работоспособного состояния двигателя при отказах элементов силовой части.

Установлена степень влияния отказов на энергетические параметры и мгновенные значения координат токов и моментов при одинаковой величине индуктивности фаз обмотки и при одинаковом характере протекания электромагнитных процессов для двигателей с числом фаз от трех до одиннадцати при отстающей, нейтральной и опережающей коммутации. Для тех же двигателей проведена количественная оценка мгновенных значений электромагнитного момента при четырех видах отказов элементов силового канала, что позволило количественно оценить величину относительных пульсаций момента, выявить влияние каждого отказа на величину пульсаций и дать рекомендации по исключению возможности возникновения самых неблагоприятных из этих отказов.

В шестой главе приводятся схемы алгоритмов расчета мгновенных значений координат, начальных и граничных условий, периода повторяемости электромагнитных процессов, энергетических характеристик. Они лежат в основе предложенной общей методики решения систем дифференциальных уравнений любого высокого порядка, и методов численного интегрирования.

На основе рассмотренных алгоритмов разработан ряд программных комплексов, на компоненты которых получены свидетельства о государственной регистрации. Указаны разработки, в которых эти алгоритмы и программные комплексы получили практическое применение при разработке вентильных электроприводов систем автоматики и специальных установок.

Анализ результатов практического расчета характеристик позволяет получить приближенные аппроксимированные зависимости, удобные для использования в упрощенных расчетах энергетических параметров и характеристик многофазных ВД в процессе синтеза электроприводов.

Полученные результаты расчетов позволили установить зависимости в виде полиномов второго или третьего порядка между параметрами объекта проектирования в штатных и аварийных режимах, то есть определить ограничения, необходимые при решении задач оптимального проектирования исполнительных элементов бесконтактного электропривода на базе многофазных ВД.

Проведена верификация общей методики исследования, алгоритмов и программных комплексов, подтвердившая адекватность отражения особенностей протекания установившихся электромагнитных процессов в ЭМП многофазного ВД для штатных и аварийных режимов работы.

Определены направления дальнейших исследований в области теории и инженерной практики.

Заключение содержит выводы, сделанные по результатам всей работы.

В диссертации приведен библиографический список использованных источников из 208 наименований отечественных и зарубежных авторов.

В работе имеется 8 приложений, содержащих результаты расчета характеристик, технические характеристики двигателей и акты внедрения.

1. ВЕНТИЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ БЕСКОНТАКТНОГО ПРИВОДА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

1.1 Структурная схема, области применения, особенности работы и основные направления совершенствования ВД . Сравнение с отечественными и зарубежными аналогами

Вентильные двигатели являются основой бесконтактных приводов, которые занимают заметное место среди электроприводов в различных системах автоматики летательных аппаратов (управление положением антенн, астродатчиков, панелей солнечных батарей, элеронов, закрылков), роботов и манипуляторов, судов и автомобилей, а также в металлорежущих станках, медико-биологических и информационно-преобразовательных системах [9, 11,12, 16, 17, 19, 20, 26, 59, 81, 83, 91, 92, 100, 101, 113, 122, 124,128, 129, 133, 141, 144, 145, 157, 160-162, 177, 178, 181, 187, 191]. Это объясняется тем, что по сравнению с исполнительными элементами других типов вентильный двигатель обладает совокупностью таких достоинств, как простота конструкции, отсутствие скользящего контакта электромеханической части, отсутствие потерь мощности на возбуждение, широкий диапазон частот вращения, способность работать в тяжелых эксплуатационных условиях (взрывоопасные и агрессивные среды, большие высоты и дополнительные нагрузки от ударов, вибраций, линейных ускорений; изменение положения в пространстве) [17, 83, 95, 104, 129, 156, 180, 187, 191]. Вентильный двигатель имеет хорошие рабочие и регулировочные характеристики [84, 85, 141, 187], высокие объемно-массовые, динамические и энергетические показатели [95, 117, 127, 141, 145, 148, 149, 157, 185], возможность непосредственного управления от цифровых вычислительных машин [15, 84, 89, 102, 145, 177, 178].

Вентильный двигатель (ВД) постоянного тока (рис. 1.1) состоит трех функциональных блоков: электромеханического преобразователя энергии (ЭМП), полупроводникового коммутатора (ПК) и датчика положения ротора (ДПР).

ЭМП состоит из статора, на котором расположена обмотка якоря, и ротора

Рис. 1.1. Структурная схема вентильного двигателя

(индуктора), выполненного на базе постоянных магнитов. Индуктор жестко связан с управляющим (сигнальным) элементом датчика положения. Сигналы с чувствительных элементов датчика подаются на ПК, где, после соответствующего преобразования логической частью, усиливаются по мощности и поступают на силовые ключи инвертора, с помощью которых фазы обмотки ЭМП определенным образом подключаются к шинам источника питания. Введение позиционной обратной связи по положению ротора относительно статора делает ВД бесконтактным аналогом коллекторной машины постоянного тока. Вместе с этим ВД обладает двумя существенными особенностями, которые отличают его как от коллекторных машин, так и от других видов электрических машин. Во-первых, ВД содержит все элементы управляемого электропривода: исполнительный элемент (электромеханический преобразователь энергии), усилитель мощности (полупроводниковый коммутатор) и следящее устройство (датчик положения ротора). Во-вторых, существует две цепи воздействия на ПК: первая цепь - силовая, где можно изменять напряжение питания; вторая -слаботочная цепь обратной связи, отключение которой ведет к торможению двигателя, а включение - к его разгону. Наличие этих цепей дает возможность управлять двигателем путем воздействия как на силовую цепь, так и на цепь обратной связи. В связи с этим можно отметить, что ВД наиболее полно удовлетворяет совокупности требований, предъявляемых к двигателям систем автоматики [12, 17, 18, 177, 178, 180, 183, 187, 191, 195, 197] в отношении регулиро-

вочных и энергетических характеристик, надежности и массогабаритных показателей, и поэтому признаны на ближайшее десятилетие наиболее перспективными исполнительными элементами [8, 94, 95, 101, 102, 128, 131, 132, 138, 142, 145, 177, 178, 208]. Кроме того, становится реальной возможность создания полностью электрифицированных объектов на основе бесконтактных приводов, соизмеримых по всем основным показателям с гидравлическими и пневматическими приводами [19, 67].

За последние годы ясно проявляется тенденция использования бесконтактного дискретного привода, который наиболее полно реализует функциональные возможности и особенности ВД [59, 61, 62, 83, 132, 138, 178, 198, 205-208]. Разработка и внедрение такого привода обусловлены рядом его несомненных преимуществ перед приводом аналоговым [20, 72, 82, 86, 141, 145, 148, 207]: проще реализуется и содержит меньше функциональных элементов; в процессе регулирования отсутствует многократное преобразование управляющего сигнала; датчик положения ротора, являющийся инерционным элементом, не входит в канал регулирования, что благоприятно сказывается на динамических свойствах системы; привод хорошо стыкуется с современными цифровыми устройствами управления.

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 [21, 77, 128, 142, 146, 154, 203], разработка новых вариантов конструкции ЭМП [1-4, 8, 9, 91, 92, 108, 122, 128, 131, 158, 162, 185, 198, 206], миниатюризация электронной части машины [13, 14, 80, 89, 95, 96, 103, 114, 130], создание датчиков новых типов [80, 108, 128, 134, 138, 143, 157, 177].

В течение последних 10-15 лет у нас в стране и за рубежом разработаны технологии и налажен выпуск высококоэрцитивных магнитотвердых материалов на основе интерметаллических соединений кобальта с редкоземельными металлами. Высокая удельная энергия редкоземельных постоянных магнитов

позволяет существенно снизить массу и габаритные размеры электрических машин [83, 85, 88, 89, 91, 92, 102, 108, 117, 145, 146, 157, 160, 177, 178, 192].

Совершенствование схем, конструкций и технологии изготовления ПК в настоящее время происходит путем отказа от электронных узлов, выполненных на дискретных элементах, модулей и микросборок, которые не обеспечивают возрастающих функциональных требований, а также требований по надежности, массе, объему, потерям энергии, материалоемкости и все более широкого использования гибридной тонкопленочной технологии производства больших интегральных схем (БИС) и силовых больших интегральных схем (СБИС) [15, 86-89, 102, 128, 130, 140, 192]. БИС и СБИС, трудоемкость которых слабо зависит от их структурной сложности, открывают принципиально новые функциональные и схемотехнические возможности интеграции цифровой и аналоговой обработки данных, фильтрации и преобразования сигналов. Важнейшей из этих возможностей является создание отказоустойчивых мощных интегральных распределенных структур, «самозащищенных» от перегрузок, нарушений в нагрузке и питании, и, одновременно, сохраняющих характеристики системы при локальных отказах в самой структуре. Эти структуры СБИС позволяют практически детерминировано задать почти любой ресурс электронной части ВД [130, 148,201,202].

В части датчиков положения ротора следует ожидать создания совмещенных датчиков положения и скорости, датчиков положения, объединенных с якорем машины, датчиков единого информационного обеспечения, формирующих сигналы углового положения и скорости объекта управления, а также гармонические функции угла для создания вращающегося поля синхронной машины [128, 131, 142, 148, 157, 193].

Наряду с совершенствованием материалов, элементов, конструкций, технологии производства и технических характеристик ВД все более жесткие требования предъявляются к надежности электрических машин, которая для не-восстанавливаемых изделий оценивается такими показателями частных свойств

как безотказность, долговечность и сохраняемость [73, 74, 86, 140, 191]. Наиболее ярко эти требования проявляются при разработке и создании исполнительных элементов регулируемых электроприводов специальных механизмов и систем автоматики летательных аппаратов, когда в зависимости от назначения двигателя и условий его применения надежность определяется сочетанием нескольких свойств: безотказности, долговечности и сохраняемости. В качестве показателей надежности чаще всего выдвигаются требования обеспечения 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 назначенного срока службы (14 ...20 лет.), среднего срока сохраняемости (9 ... 20 лет) [94, 157, 158, 160, 162, 180, 185]. В связи с этим уже на этапе проектирования необходимо учитывать современный уровень развития технологии электромашиностроения и электроники, проанализировать возможные отказы элементов и исследовать их влияние на выходные характеристики и работоспособность двигателя, предусмотреть оптимальные способы резервирования, мероприятия по диагностике технического состояния и управлению надежностью ВД.

В отмеченных направлениях совершенствования ВД одним из путей создания двигателей повышенной надежности является увеличение числа фаз ЭМП [1-7, 147, 149, 158, 185] при неизменной мощности двигателя. Это позволяет уменьшить величину тока в каждой фазе разомкнутой обмотки и выполнить ПК в интегральном исполнении, что дает возможность встраивать последний внутри корпуса электрической машины [128, 130, 138, 148, 177]. Многообразие возможных схем соединения фаз обмотки позволяет реализовать преобразователь, структура и параметры которого будут автоматически меняться в зависимости от целей и условий функционирования, улучшается плавность вращения ротора за счет уменьшения дискретности перемещения магнитного поля статора [81, 142], а автономное исполнение каналов коммутации

каждой фазы обеспечит повышенную надежность машины на основе принципов функционального резервирования [6, 7, 62, 130, 147, 158, 185].

1.2. Анализ возможных отказов элементов ВД и некоторые способы его резервирования

Одним из важнейших показателей, определяющих выбор того или иного типа электрической микромашины для систем автоматики, является надежность ее работы [14, 18, 26, 74, 83, 141, 187]. Считая, что двигатели прошли период обкатки, рассмотрим влияние внезапных отказов отдельных элементов в период нормальной эксплуатации на работоспособность ВД. Оценку будем проводить для наиболее характерных отказов в каждой части функциональной схемы (см. рис. 1.1): электромеханическом преобразователе, полупроводниковом коммутаторе и датчике положения ротора. При традиционном исполнении ВД для ЭМП, по конструкции аналогичного синхронному или шаговому двигателю, характерными являются отказы подшипникового узла и обмотки [14, 94, 129, 157, 181, 185, 189, 195]. Вероятность отказов различных элементов двигателя зависит от его габаритов, частоты вращения, напряжения питания и качества технологического процесса. Для большинства систем рассматриваемого класса электромеханический преобразователь, являющийся исполнительным элементом, монтируется в рабочий орган того прибора или механизма, где используется электропривод. Другими словами он не является самостоятельной конструктивной единицей в обычном понимании электрического двигателя, то есть не имеет собственного корпуса, вала и подшипников, а представляет собой встраиваемую электрическую машину, состоящую из двух блоков - ротора и статора, каждый из которых является законченной конструкцией [94, 108, 128, 142, 148, 149, 157]. Ротор ВД в общем случае состоит из вала, постоянного магнита - индуктора и управляющего элемента датчика положения. Последний имеет разнообразные конструкции, но зачастую его функции выполняет индуктор. Поскольку объем магнита рассчитывается исходя из экстремальных уело-

вий эксплуатации, учитывается изменение магнитных свойств материала во времени и, как правило, магнит подвергается стабилизации, то отказы ротора возникают вследствие механических повреждений конструкции: отказы подшипников, разрушение сварных соединений между осью и немагнитными защитными втулками (или магнитами). При любом отказе ротора машина утрачивает работоспособность.

Так как подшипниковый узел относится ко всему прибору или механизму, то вопрос выбора типа опор (шарикоподшипниковые, газо- и гидродинамические, магнитные) и обеспечение надежности их работы должен рассматриваться при проектировании механической части изделия [19, 71, 82, 86, 94, 103, 104, 153, 155]. В связи с этим при анализе отказов ЭМП будем рассматривать только обмотку якоря. В машинах очень малых габаритов, где используется тонкий обмоточный провод, наибольшее число отказов возникает из-за обмотки. Наиболее характерными являются межвитковые замыкания и замыкания на корпус, снижение сопротивления изоляции, обрыв выводных концов [14, 181]. Основные причины этих отказов: невысокое качество межслойной изоляции, точечные повреждения изоляции провода, низкое качество заливки или пропитки, плохое качество пайки или сварки [192, 195].

Межвитковые замыкания в обмотках с тонким (диаметр менее 0,1 мм) проводом для большинства случаев (90%) приводят к обрыву цепи в местах замыкания [14, 181]. Для машин с проводом большего сечения исход такого отказа зависит от места возникновения, величины переходного сопротивления поврежденного участка, частоты вращения ротора, способа питания и проявляется в изменении режима работы и величины электромагнитных параметров ЭМП в большей или меньшей мере, что требует дополнительного изучения этого вопроса. По статистическим данным [14] для машин систем автоматики в 70% случаев отказов наблюдается обрыв обмотки, в 30% - замыкание, если нагрузки не превышали допустимых уровней.

При замыкании обмотки на корпус режим работы ЭМП либо не изменяется, когда корпус машины не имеет гальванической связи с шинами источника питания, либо фаза (или часть ее) оказывается постоянно подключенной к шине, соединенной с корпусом. В последнем случае это ведет к полной утрате работоспособности трехфазного ВД, поскольку на некоторых тактах коммутации вектор поля якоря может быть нулевым, двигаться в обратном направлении по отношению к направлению вращения ротора, либо источник питания оказывается закороченным или включенным на часть обмотки фазы через поврежденный участок и силовой ключ инвертора, подключающий фазу к соединенной с корпусом шине. При достаточно мощном источнике питания возрастает величина тока через неисправную фазу или силовой транзистор, что приводит к отказу последнего. Чаще всего в эмиттерную цепь для защиты транзистора включается плавкая вставка, которая обрывает цепь при долговременном протекании тока в два-три раза превышающего номинальный ток. Характер отказов силовых транзисторов будет рассмотрен ниже.

Снижение сопротивления проводниковой, межслойной или корпусной изоляции происходит постепенно и приводит в конечном итоге к межвитково-му замыканию либо замыканию на корпус, анализ влияния которых проведен выше.

Обрыв одного из выводных концов обмотки ЭМП приводит к полной утрате работоспособности трехфазной машины, так как электрическая цепь оказывается разомкнутой на четырех из шести тактов при 120-градусной коммутации или двух тактах при 180-градусной коммутации.

При обработке статистических данных по отказам обмоток машин малой мощности в процессе эксплуатации [129] оказалось, что самой распространенной неисправностью является обрыв выводных концов (42,5%), далее следует пробой изоляции и занижение сопротивления изоляции (38,3%), межвитковое замыкание (13,2%), прочие неисправности (6%).

Таким образом, отказы обмотки ЭМП проявляются в двух основных видах: «обрыв» и «замыкание», что в подавляющем большинстве случаев приводит к полной утрате работоспособности ВД с малым числом фаз.

Наиболее характерными в коммутаторе являются отказы силовых транзисторных ключей. Они обусловлены пробоем р-п переходов, обрывами и перегоранием выводов, наружным пробоем между выводами, короткими замыканиями в структуре, растрескиванием кристаллов и другими причинами [140]. Надежность работы полупроводниковых ключей существенно зависит от следующих факторов: технологического разброса параметров; температуры р-п переходов; напряжений и токов; также от кратковременных перегрузок по напряжению и току; мощности, рассеиваемой на коллекторном переходе; уровней климатических воздействий; электрической схемы [24, 87, 103], формирующей траекторию рабочей точки транзистора [130].

Для силовых транзисторов, работающих в режиме переключения, ухудшение параметров оказывает влияние в основном на частотные свойства и потери мощности ключа, а основными видами отказов [14] являются обрыв и замыкание цепи эмиттер-коллектор, причем отказы типа «замыкание» проявляются в четыре раза чаще, чем отказы типа «обрыв». Следствием отказов силовых ключей являются изменения режимов работы фаз обмотки, которые аналогичны работе ЭМП при обрыве одной из фаз или постоянном подключении фазы к источнику. Следует отметить, что к такому же результату приводят отказы чувствительных элементов датчиков положения, формирователя импульсов и функционального преобразователя в случаях, когда при вращении ротора величина сигнала управления не изменяется (сигнал нулевого или единичного уровня).

Транзисторные каскады предварительного усиления управляющего сигнала выполняются обычно по схеме с общим эмиттером на дискретных элементах или транзисторных сборках. В отличие от выходных ключей, здесь транзисторы работают в активном режиме. Причинами внезапных отказов транзисторов могут быть как естественные постепенные изменения в физической структуре

прибора, которые при определенных условиях приобретают лавинообразный характер, приводящий к отказу, так и условия применения прибора. При работе транзистора в его структуре могут возникать микроповреждения в результате локальных флуктуаций плотности тока и перегревов, которые, накапливаясь, при очередной неконтролируемой кратковременной перегрузке приводят к внезапному отказу. Характерными примерами внезапных отказов являются короткие замыкания и обрывы в структуре прибора. Короткие замыкания возникают в результате пробоя диэлектрических изолирующих слоев или проплавления р-п переходов, вызываемых перегрузками. За коротким замыканием, как правило, следует обрыв цепи, так как в местах пробоя резко возрастает плотность тока, происходит значительный разогрев образовавшейся проводящей перемычки и ее перегорание [130, 193]. Весьма часты случаи, когда отказы транзисторов происходят в результате выхода из строя предохранительных цепей защиты от перегрузок, пассивных ограничительных элементов, то есть зависимые отказы [193].

При внезапных отказах «обрыв» и «короткое замыкание» транзисторов каскадов предварительного усиления уровень выходного сигнала остается неизменным.

Формирователи импульсов сигналов управления и функциональный преобразователь реализуются обычно [80, 167, 190] на интегральных микросхемах, надежность последних, в основном, определяется надежностью соединений кристалла с внешними выводами, которая значительно ниже надежности монокристалла с элементами и межсоединениями [140, 182, 193]. Подавляющее большинство отказов самих монокристаллов обусловлено недостаточным качеством технологического процесса их производства и связано с физико-химическими процессами, протекающими в объеме и на поверхности полупроводника, состоянием контактных соединений [193].

Внешним проявлением отказа формирователя импульсов или функционального преобразователя является наличие на выходе логической части сигна-

ла постоянного уровня [87], что делает невозможным правильное функционирование силовой части схемы и приводит к полной потере работоспособности ВД с малым числом фаз. Таким образом, отказы элементов схемы коммутатора приводят к обрыву или замыканию силовых ключей в случае отказа силовых транзисторов, либо к одному из устойчивых состояний (включено или выключено), силового ключа при отказе в логической части схемы или каскадах предварительного усилителя.

Среди датчиков положения ротора ВД в настоящее время наибольшее распространение получили три разновидности датчиков: гальваномагнитные -датчики Холла и магнитодиоды; индуктивные - дроссели и трансформаторы насыщения, выполненные на малогабаритных ферритовых сердечниках; фотоэлектрические датчики [80, 83, 140, 167, 190, 192].

Неисправности чувствительных элементов гальваномагнитных датчиков положения носят характер, присущий всем полупроводниковым приборам, и приводят к двум видам отказов: обрыв или короткое замыкание цепи. Так, например, для полупроводниковых диодов 15% составляют отказы типа обрыв, 35% - отказы типа замыкание, 50% приходится на ухудшение параметров, что в конечном итоге приводит к отказу того или другого типа [14]. При таких отказах с чувствительного элемента ДПР будет поступать сигнал постоянного уровня, что приводит к нарушению нормальной работы логической части схемы ПК и, следовательно, силовых транзисторных ключей, которые оказываются либо постоянно запертыми, либо постоянно открытыми.

Датчики положения с фотоэлектронными элементами, состоящие их источников излучения, фотоприемников, модуляторов излучения, нашли применение в электрофонах высшего класса [141]. Характерными неисправностями таких датчиков являются отказы источников излучения (лампы накаливания, газоразрядные лампы, фототранзисторы и так далее). В первом случае будут отсутствовать управляющие сигналы со всех чувствительных элементов ДПР, силовые ключи будут заперты, а двигатель неработоспособен. Во втором слу-

чае виды отказов (фотоприемников) и их влияние на работу двигателя будут такими, как и для гальваномагнитных датчиков, поскольку фотоприемники выполнены на базе полупроводниковых приборов.

В конкретных схемах двигателей не все блоки коммутатора или ДПР присутствуют в явном виде. Часто операции одного блока выполняются элементами другого блока. Это связано со стремлением упростить как структурную схему коммутатора, так и элементный состав всего двигателя. Такая картина хорошо прослеживается в ВД с индуктивными датчиками положения [12, 29, 83, 141, 189].

Индуктивные датчики положения могут иметь два типа чувствительных элементов: индуктивные и трансформаторные с переменным воздушным зазором [141]; индуктивные и трансформаторные элементы с насыщением магни-топровода потоком постоянного магнита [144]. Конструкции чувствительных элементов первого типа аналогичны конструкции ЭМП ВД, поэтому характер отказов этих датчиков будет аналогичен отказам ЭМП машин малой мощности с обмотками, выполненными тонким проводом.

Наиболее широкое распространение нашли индуктивные датчики положения ротора с чувствительными элементами второго типа. В состав таких датчиков входят вспомогательный источник напряжения, дроссели (рис. 1.2а), или трансформаторы (рис. 1.26) насыщения, выпрямители на полупроводниковых диодах, выходные (согласующие) трансформаторы. После выпрямления управляющий сигнал поступает непосредственно на базу входного транзистора силового ключа без каких-либо дополнительных преобразований.

При отказе вспомогательного источника все сигналы с ДПР имеют нулевой уровень, и силовые ключи ПК оказываются запертыми.

В датчике с дросселем насыщения (см. рис. 1.2а) обмотка дросселя и обмотка питания высокочастотного генератора соединены последовательно и включены на вход выпрямительного моста. В дросселе насыщения и трансформаторе вспомогательного источника питания возможны два вида отказов с оди-

наковой степенью вероятности их появления [14]: обрыв и замыкание. При обрыве обмотки дросселя или вторичной обмотки трансформатора выходной сигнал чувствительного элемента будет нулевым, а при замыкании обмотки дросселя - единичным. Замыкание обмотки трансформатора (в зависимости от места появления неисправности) приводит к изменению уровня напряжения на вторичной обмотке. Если это изменение незначительно, то работоспособность ДПР сохраняется, в противном случае - сигнал будет нулевым.

При отказе любого из диодов моста (обрыв или замыкание) вместо двух-полупериодной схемы получаем однополупериодную схему выпрямления, а работоспособность датчика сохранится только при наличии сглаживающего фильтра.

Отказы элементов ДПР с трансформаторами насыщения (см. рис. 1.26) носят тот же характер, что и с дросселем насыщения. Иным будет влияние на выходные сигналы чувствительного элемента. Так при обрыве любой из обмоток трансформатора насыщения или трансформатора дополнительного источника на выходе ДПР будут нулевыми сразу два сигнала. Обрыв вторичной обмотки трансформатора насыщения влияет лишь на один сигнал, уровень которого станет нулевым.

а) б)

- Т\

ГЛ

Рис. 1.2. Схемы включения чувствительных элементов с дросселями (а) и трансформаторами насыщения (б)

Влияние замыкания во вторичной обмотке трансформатора дополнительного источника питания или одной из обмоток трансформатора насыщения носит такой же характер, как и в случае дроссельного датчика. Только в первом случае отказ оказывает влияние на оба сигнала управления, а во втором - только на один.

При обрыве выпрямительного диода выходной сигнал ДПР будет нулевым. Замыкание диода приводит к появлению на выходе ненасыщенного чувствительного элемента сигнала, изменяющегося с частотой напряжения дополнительного источника питания. Однако силовой ключ будет заперт, поскольку вход транзистора шунтируется конденсатором фильтра.

Следовательно, ВД с индуктивными датчиками положения ротора в случае отказа отдельных элементов машины с малым числом фаз становятся неработоспособными.

Таким образом, анализ работы ВД показывает, что внезапные отказы элементов машины проявляются в изменении режимов работы силовой части инвертора и ЭМП, и приводят либо к обрыву цепи фазы, либо к постоянному включению фазы на одну из шин источника. Это позволяет при проектировании выделить в самостоятельную область исследование характеристик ЭМП, исправного, и при двух указанных видах отказов.

Наиболее вероятные отказы элементов схемы приводят к нарушению режимов работы элементов силового канала ВД:

Одной из главных причин замены коллекторного двигателя постоянного тока вентильным двигателем является стремление повысить ресурс и надежность систем электропривода, сохранив хорошие энергетические характеристики и регулировочные свойства. При этом чаще всего используется классическая схема с трехфазным двигателем и ПК, содержащим трехфазный мостовой инвертор [158]. Такая схема обеспечивает удовлетворительные электромеханические характеристики привода, достаточную надежность [122].

В некоторых случаях к исполнительным элементам электропривода [185] предъявляются повышенные требования по надежности, в частности, может быть выдвинуто требование обеспечения работоспособности и заданных характеристик при отказе любого одного электронного элемента ПК. В таких случаях приходится осуществлять резервирование электронной аппаратуры ВД [14]. Традиционно применяется раздельное постоянное резервирование схемы ПК с целой кратностью. Наилучшим с точки зрения надежности и возможностям схемно-конструкторской организации является такой вариант исполнения, где осуществляется тройное резервирование каналов формирования импульсов управления коммутацией с последующей их мажоритарной выборкой на инверторе [158, 185], а это требует шестикратного увеличения числа силовых ключей, каждый из которых должен быть рассчитан на максимальный ток двигателя. Схема соединения ключей одной стойки инвертора (ключи Kl, К4 на рис. 1.1) при организации мажоритарной выборки два из трех показана на рис. 1.3, где в обозначении сигнала управления Yi,k первый индекс указывает номер ключа, на который этот сигнал подается, второй - индекс одного из резервированных каналов формирования управляющих импульсов.

Мажоритарный элемент, реализующий выборку два из трех, выполнен из набора логических элементов И (каждая из трех ветвей с последовательным соединением ключей К1.1-К1.2, К1.3-К1.4, К1.5-К1.6) и ИЛИ (параллельное соединение всех трех ветвей) и обеспечивает сохранение работоспособности двигателя при отказе любого из каналов либо ключей ПК.

Практическая реализация мажоритарной структуры инвертора на дискретных элементах приводит к неоправданному увеличению объема и массы аппаратуры привода. Следует еще заметить, что датчик положения и электромеханический преобразователь при этом не резервируются, и отказ любого элемента ДПР или одной из фаз ЭМП приводит к полной утрате работоспособности трехфазного ВД. Поэтому дальнейшее повышение надежности исполнительных

элементов дискретного привода должно идти путем совершенствования датчиков положения и ЭМП.

Рис. 1.3. Схема соединения ключей стойки инвертора при организации мажоритарной выборки два из трех

Повысить надежность ДПР возможно путем резервирования чувствительных элементов, как это делается обычно в радиоэлектронной аппаратуре [14]. Применить подобные методы резервирования для ЭМП чаще всего невозможно из-за сложности конструкции привода и ограничений по массе и габаритам. Здесь возможен и другой путь - использование многофазного ВД.

Многофазный вентильный двигатель.

Анализ характерных отказов элементов ДПР, ПК, ЭМП, проведенный выше для машин с малым числом фаз, справедлив и для многофазных ВД. Но в характере проявления отказов будет существенное отличие. Если в машине с малым числом фаз подавляющее большинство отказов 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.

В [1] предложено взять ЭМП с большим числом фаз и выполнить автономными каналы управления каждой из них, тогда при отказе одного из каналов или одной из фаз преобразователя работоспособность двигателя сохранится. Увеличение числа фаз ЭМП обеспечивает наличие информационной, алгоритмической и функциональной избыточности, что позволяет включить ВД в систему управления надежностью изделия [2, 177].

С увеличением числа фаз уменьшается влияние отказа в канале управления или фазы ЭМП на характеристики ВД [6]. С другой стороны, увеличение числа каналов (фаз) приводит к увеличению вероятности 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 известной вероятности отказа одного канала можно найти такое количество каналов (фаз ЭМП), при котором обеспечиваются с одной стороны заданные показатели надежности двигателя с учетом возможности возникновения одного или нескольких отказов в аппаратуре управления, а с другой стороны удовлетворительные выходные характеристики ВД.

Использование такого способа резервирования имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при исследовании физических процессов и проектировании ВД в целом. Этот способ совпадает с общим стремлением к увеличению числа фаз ЭМП, исходя из условий улучшения характеристик [7, 25, 71, 72, 138, 147, 173, 177, 189, 197, 198, 205-207]. Однако для решения перечисленных задач необходимо разработать общие методы исследования электромагнитных процессов для получения количественной оценки характеристик многофазных ВД как в штатных режимах работы, так и при отказах отдельных элементов схемы.

В связи с этим при разработке многофазных ВД повышенной надежности следует изменить задачу исследования, ввести критерии работоспособного состояния машины. В качестве критериев работоспособности чаще всего берутся

предельно допустимые величины потребляемой или электромагнитной мощности, КПД, электромагнитного момента или величина его пульсаций.

Первой задачей исследования является анализ установившихся электромагнитных процессов в случае отказов элементов, необходимый для получения интегральных характеристик двигателя. Здесь возникает ряд проблем, которые не могут быть решены с привлечением известных методов анализа электромеханических преобразователей: асимметрия электромагнитных связей между фазами обмотки, изменение структуры и параметров ЭМП в процессе работы, неопределенность алгоритмов коммутации при отказах типа «короткое замыкание».

Так как многофазные ВД относятся к объектам техники, которые находятся в стадии становления, то применение приближенных методов сравнительной оценки на этапе проектно-конструкторской проработки вариантов исполнения двигателей позволяет сократить общее время, трудозатраты и стоимость проектирования, что ускоряет внедрение результатов теоретических разработок в промышленное производство. Поэтому на данном этапе достаточно знать статические характеристики для всего спектра возможных схем соединения, способов питания и алгоритмов управления коммутацией фаз обмотки якоря двигателей.

Наряду с этим нужно отметить, что широкое применение микропроцессорной техники, серийный выпуск БИС и СБИС позволяет не только включить многофазный ВД в систему диагностики и управления надежностью изделия, но и программным путем обеспечить изменение структуры ЭМП для штатных режимов работы и уменьшить влияние отказов элементов на выходные характеристики двигателя в аварийных режимах работы [15, 102, 130, 142, 197, 198, 206-208].

Изменение структуры преобразователя на каждом межкоммутационном интервале (МКИ) присуще также алгоритмам коммутации исправных машин с разомкнутой схемой обмотки [60, 123] как при малом числе фаз (120-градусная

коммутация трехфазного ВД), так и для большинства алгоритмов коммутации многофазного ВД.

Исследование физических процессов ЭМП с изменяющейся структурой достаточно сложно, так как решение системы дифференциальных уравнений требует обязательного применения средств вычислительной техники даже при самых простых алгоритмах коммутации, например, при 120-градусной коммутации трехфазного ВД [61]. При числе фаз более трех и наличии электромагнитных связей между фазами система уравнений электрического равновесия в фазных координатах оказывается громоздкой, а линейные преобразования не упрощают решения этой системы. Даже при использовании ЭВМ решать систему неудобно, а игнорирование связей между фазами может привести к ложным оценкам [69, 79].

Поэтому второй задачей исследования является разработка методики расчета электромагнитных процессов, которая позволяла бы по упрощенной математической модели ВД проводить исследование физических процессов при постоянной и переменной структуре ЭМП для любого числа фаз и алгоритма коммутации, как исправной машины, так и в случае отказов ее элементов. Методика должна учесть наибольшее число требований физического и эксплуатационного характера быть достаточно простой, чтобы допускать адаптацию к конкретным требованиям технического задания силами проектировщика. Реализация методики невозможна без использования средств вычислительной техники, поэтому разработку программного обеспечения анализа ВД следует ориентировать на применение персональных компьютеров удобных в работе и обладающих достаточно высокой вычислительной мощностью.

Выводы

1. Установлено, что одним из направлений улучшения характеристик и повышения надежности ВД в настоящее время является использование ЭМП с увеличенным числом фаз и автономным исполнением каналов управления коммутацией фаз обмотки якоря.

2. Вскрыт ряд актуальных проблем, которые возникают при анализе физических процессов многофазного ВД, но не могут быть решены путем применения известных методов в виду того, что:

- при изменившейся постановке задачи исследования круг решаемых задач не ограничивается анализом характеристик исправной машины и необходима количественная оценка влияния внезапных отказов элементов ВД на выходные характеристики и работоспособность ЭМП;

- для большей части алгоритмов коммутации исправного ВД и в случаях отказов элементов машины нарушается симметрия электромагнитных связей между фазами обмотки;

- для различных режимов работы двигателя при неполной коммутации фаз обмотки в течение каждого МКИ вместе с нарушением симметрии электромагнитных связей происходит изменение структуры ЭМП;

- при отказах ЭМП типа «замыкание» одновременно с нарушением симметрии электромагнитных связей и изменением структуры ЭМП происходит изменение параметров неисправной машины, пренебречь которыми нельзя;

- для большей части режимов работы и алгоритмов коммутации исследование многофазного ВД возможно только путем применения средств вычислительной техники.

3. Для решения возникших задач необходимо провести работы по развитию математического аппарата анализа физических процессов многофазного ВД в части исследования установившихся электромагнитных процессов:

- построить математические модели многофазного ВД с сосредоточенными параметрами для штатных и аварийных установившихся режимов;

- разработать методику расчета установившихся электромагнитных процессов по мгновенным значениям координат с учетом вариации числа фаз ВД для исправной машины и в случае отказов её отдельных элементов;

- создать программное обеспечение для анализа электромагнитных процессов в штатных и аварийных режимах работы.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ МАЛОЙ МОЩНОСТИ

2.1. Объект исследования и его физическая модель

Под объектом исследования будем понимать многофазный вентильный двигатель постоянного тока (см. рис. 1.1), который содержит следующие функциональные части: электромеханический преобразователь (ЭМП) энергии, полупроводниковый коммутатор (ПК) и датчик положения ротора (ДПР).

ЭМП состоит из статора, на котором расположена многофазная обмотка якоря, и ротора (индуктора) выполненного на базе постоянных магнитов. Индуктор жестко связан с управляющим элементом датчика положения, а сигналы с чувствительных элементов датчика управляют состоянием силовых ключей коммутатора. ПК и ЭМП энергии входят в силовой канал, а датчик положения находится в цепи обратной связи, то есть в канале информационном.

Наличие позиционной обратной связи по положению ротора по отношению к статору делает ВД бесконтактным аналогом коллекторной машины постоянного тока. Функцию коллектора выполняют ДПР совместно с ПК.

Вместе с этим ВД обладает двумя существенными особенностями, которые отличают его как от коллекторных машин, так и от других видов электрических машин. Первой особенностью ВД является то, что он содержит все элементы управляемого электропривода: исполнительный элемент (ЭМП энергии), усилитель мощности (ПК) и следящее устройство (ДПР). Второй особенностью является наличие двух цепей воздействия на ПК. Первая цепь - силовая, где можно изменять напряжение питания; вторая - слаботочная информационная цепь обратной связи. По этой причине часто в информационный канал включается устройство управления, с помощью которого можно в процессе работы изменять моменты времени коммутации фаз и, следовательно, управлять двигателем.

Электронная часть ВД выполнена на дискретных элементах и благодаря этому он максимально приспособлен к совместной работе с вычислительными устройствами. Элементы ПК и ДРП работают в ключевом режиме, что позволяет преобразовывать сигнал с минимальными затратами энергии и в полном объеме использовать модульный принцип построения управления двигателем с применением последних достижений силовой электроники и микроминиатюрной техники.

Электроника, вычислительная техника - отдельные самостоятельные отрасли, которые в настоящее время достигли высокого уровня развития. А вопросы исследования электромагнитных процессов многофазных ЭМП ВД в штатных и аварийных режимах работы изучены недостаточно полно.

Физическая модель ВД.

Электромеханический преобразователь многофазного ВД имеет симметричную структуру статора и ротора и мало конструктивно отличается от переменно-полюсного шагового двигателя с активным ротором без полюсных наконечников. На каждую пару полюсов ротора приходится «п» одинаковых фаз, равномерно расположенных по окружности расточки статора, магнитные оси которых сдвинуты в пространстве относительно друг друга на 2к/п электрических радиан.

Активный ротор может быть выполнен с электромагнитным возбуждением (обмотка и контактные кольца), либо с возбуждением от постоянных магнитов (магнитоэлектрические машины). Практическое применение получили главным образом магнитоэлектрические двигатели вследствие своей конструктивной и технологической простоты, высокой экономичности и надежности в работе, небольших габаритов и массы. В нашей машине возбуждение осуществляется постоянными магнитами. Магнит, предварительно стабилизированный частным циклом перемагничивания, может быть охарактеризован внутренней магнитной проницаемостью [79] или коэффициентом возврата

Лм=р=АФ/Л/^сош!:, и коэрцитивной силой (рис. 2.1)

Ес=сот1.

Это позволяет представить постоянный магнит в виде фиктивной обмотки возбуждения / приведенной к числу витков фазы и включенной на источник тока

1с -Ее/и> =сот1.

контуром возбуждения

Активное сопротивление этой обмотки принимается равным нулю. В схеме замещения магнитной цепи постоянному магниту соответствует элемент, состоящий из источника магнитодвижущей силы Ее с постоянной внутренней проводимостью Лм. При необходимости учитывается проводимость магнитного рассеяния Лам. Такое представление постоянного магнита удобно тем, что оно позволяет вычислять по схеме замещения собственную и взаимные проводимости и индуктивности фиктивной обмотки так же, как и для реальных электрических контуров. Все постоянные магниты заменяются одной эквивалентной им фиктивной обмоткой возбуждения.

Физическая модель электромеханического преобразователя многофазного вентильного двигателя для одной пары полюсов приведена на рис. 2.2.

2я эл. радиан

1 ... ? п* ... к 1* ... 2* п ... к* I

2 л"

8к=2п(к-1)/п

2* п дк

Ь2=2п/п

02

Вращение

®

ротора /*

91

6«

©

/

Рис. 2.2. Физическая модель электромеханического преобразователя многофазного вентильного двигателя

На рисунке обозначены: 1, 2, ... , к, ..., п - начала фаз обмотки статора; /- начало фиктивной обмотки индуктора; концы фаз имеют те же индексы со штрихами; /* - конец фиктивной обмотки индуктора; ак - пространственный угол сдвига между первой и каждой из оставшихся фаз обмотки; 0А. - пространственный угол сдвига между магнитной осью индуктора и магнитной осью к-й фазы.

2.2. Методы исследования электромагнитных процессов многофазных ВД

Исходной базой для аналитического исследования электромагнитных процессов многофазных ВД может служить общая теория электрических машин [60, 79, 90, 106, 191]. Для исследования используют несколько методов: по усредненным значениям координат [28, 79], по мгновенным значениям координат на отдельных интервалах времени [12, 61, 83, 141, 187] по первым гармоникам [28, 60],

по первой и высшим гармоникам [63]. Выбор метода исследования зависит от мощности двигателя и его конструктивного исполнения, частоты вращения, схемы включения фаз обмотки и её выполнения, а также от принятых допущений при описании процессов. Так электромагнитные процессы в ЭМП многофазных двигателей с замкнутой схемой обмотки подобны процессам в коллекторных машинах постоянного тока, поэтому их можно исследовать по усредненным значениям координат и рассчитывать как обычные машины постоянного тока [82, 141]. Но такое выполнение обмоток приводит к значительному завышению мощности силовых ключей коммутатора, так как каждый из них должен быть рассчитан на пусковой ток двигателя. В случае применения разомкнутой схемы обмотки п-фазной машины при равном числе элементов в обеих рассматриваемых схемах ток по каждому элементу при разомкнутой обмотке будет в п (или п /2 при коммутации двух ключей) раз меньше тока двигателя, и использование силовых ключей будет в п раз лучше [52]. Поэтому ВД часто выполняют с разомкнутыми обмотками [61, 83, 141].

В случае разомкнутых обмоток соотношения, типичные для коллекторных машин постоянного тока, применить нельзя, поскольку на работу машины существенное влияние начинают оказывать число фаз обмотки якоря, способ их включения, соотношение активного и индуктивного сопротивлений фаз, форма кривой ЭДС вращения, реактивные моменты, реакция якоря. Это вынуждает вести анализ работы таких машин на основе дифференциальных уравнений, связывающих мгновенные значения токов, ЭДС вращения, ЭДС самоиндукции и взаимной индукции, а также напряжение питания [61, 83, 141, 144]. Решение такой системы уравнений в принципе возможно. Однако даже в машинах с малым числом фаз (2 - 4) выражения получаются сложными и громоздкими, что скрывает сущность физических процессов, протекающих в машине, и значительно снижает возможности анализа данного решения [22, 61, 83]. Добавляет сложности ещё и тот факт, что для ряда алгоритмов коммутации нельзя получить аналитические решения, и приходится использовать средства вычислительной техники. Поэтому при иссле-

довании электромагнитных процессов целесообразно принять некоторые допущения, вытекающие из конструктивных особенностей машины, специфики исполнения обмоток ЭМП, схемы ПК и принципов функционирования всей системы, которые позволяют получить относительно простые решения без ущерба их точности [11, 12, 141].

Описание и исследование процессов многофазных вентильных двигателей будем проводить с учетом следующих допущений.

1. Магнитные потери принимаем равными нулю.

2. Воздушный зазор является областью пространства между магнитными системами статора и ротора. Предполагается, что одна сторона воздушного зазора является магнитно «гладкой», а другая имеет магнитную неравномерность (полюсные выступы), периодически повторяющиеся через п электрических пространственных радиан.

3. Магнитный материал статора и ротора имеет линейную характеристику намагничивания с очень высокой относительной магнитной проницаемостью. Предполагается, что насыщение отсутствует.

4. Активные сопротивления фаз и собственные индуктивности фаз машины одинаковы

Я\ =Я2 = ... =Яп =Я; Ь\=Ь2 = ... = Ьп = Ь.

5. Все фазы обмотки якоря расположены на статоре и их магнитные оси равномерно распределены по расточке машины.

6. В установившемся режиме частота вращения ротора постоянна. Пульсациями частоты вращения в пределах межкоммутационного интервала, вызванными неравномерностью электромагнитного момента, пренебрегаем.

7. Падение напряжения на силовых ключах и шунтирующих диодах ПК в открытом состоянии равно нулю, а сопротивление закрытых ключей в обоих направлениях и диодов в обратном - равны бесконечности.

8. Изменение потоков самоиндукции и взаимоиндукций фаз не наводит токов в теле ротора и, следовательно, не меняет величины основного магнитного потока.

9. В силу слабой магнитной проницаемости материала магнита проводимости для потока реакции якоря по продольной и поперечной осям отличаются не существенно и мало зависят от углового положения ротора. Это позволяет упрощенно считать индуктивности фаз якорной обмотки неизменными на интервале коммутации, а амплитуды взаимных индуктивностей фаз одинаковыми.

10. В силу изложенных в п. 9 причин и незначительной (3-7)% пульсации основного магнитного потока явлением реакции якоря на магнитный поток индуктора пренебрегаем.

Учитывая эти допущения, рассмотрим возможные схемы соединения фаз, способы питания обмотки якоря, эквивалентные схемы и уравнения электромагнитных процессов ЭМП многофазного двигателя.

2.3. Схемы соединения и способы питания фаз обмотки

Классификация схем соединения фаз обмотки якоря и способов их питания проводилась ранее для машин с малым числом фаз [141, 187]. В основу этой классификации положены следующие признаки: 1) число фаз, образующих обмотку; 2) способ соединения фаз обмотки якоря; 3) способ питания, характеризующий возможность изменения направления тока в каждой фазе.

По числу фаз обмотки разделяются на одно-, двух-, трехфазные и с большим числом фаз (в общем случае п фаз).

По способу соединения фаз обмотки подразделяют на замкнутые и разомкнутые. Замкнутые обмотки состоят из п фаз, которые образуют замкнутый контур в виде многоугольника. В разомкнутых обмотках концы фаз соединяются в п лучевую звезду (с выведенной нейтральной точкой или без неё). В общем виде классификация схем соединения и способов питания фаз обмоток, проведенных по

тем же признакам, для многофазных ВД приведена в [52]. Схемы соединения фаз обмотки приведены на рис. 2.3. К двум традиционным схемам соединения обмотки якоря добавлена третья - гальванически развязанные фазы.

а)

в)

Рис. 2.3. Схемы соединения фаз обмотки вентильного двигателя: а) гальванически развязанные фазы; б) разомкнутая обмотка;

в) замкнутая обмотка

Класс соединения накладывает ограничения на число фаз в обмотке. Например, число фаз замкнутой обмотки должно быть не менее трех, а разомкнутые обмотки без выведенной нейтральной точки (с последовательным) соединением фаз - не менее двух.

По способу питания фаз обмотки различаются двигатели с реверсивным

(двухполупериодным) питанием, при котором ток в каждой фазе в процессе коммутации изменяет свое направление и двигатели с нереверсивным (однополупе-риодным) питанием, при котором ток в каждой фазе может протекать только в одном направлении.

Для ВД с симметричной структурой статора пространственный угол между магнитными осями смежных фаз зависит от четности числа фаз. Так для нечетного числа фаз этот угол определяется выражением

5=2 л/и.

При четном числе фаз возможны два варианта выполнения обмотки, которые отличаются углами между магнитными осями фаз (рис. 2.4)

5=2к/п и 5=л/и.

Схема соединения фаз обмотки и способ их питания определяют структуру ПК. Для гальванически развязанных фаз при реверсивном питании существует только один способ включения - через однофазный мостовой инвертор (рис. 2.5). Выходной каскад ПК содержит « таких инверторов.

Замкнутая обмотка может подключаться к источнику питания также единственным способом - каждая общая точка двух смежных фаз подсоединяется к выходу полумоста (рис. 2.6). В этом случае выходной каскад ПК представляет собой «-фазный мостовой инвертор. Для разомкнутой обмотки возможны три варианта подключения к источнику питания.

1. Начало каждой фазы подключается к выходу полумоста и выходной каскад ПК, аналогично замкнутой обмотке, образует «-фазный мостовой инвертор, соединенный с единым источником постоянного тока.

2. Общая точка соединяется с объединенными шинами двух источников питания, а начало каждой фазы с выходами полумоста, ключи которого подключены к разным источникам питания (рис. 2.7а), выходной каскад при этом представляет собой также «-фазный мостовой инвертор, но рассчитанный на двойное напряжение питания.

¥2

\

РЗ

а)

Р4

б)

Рис. 2.4. Расположение фаз по расточке статора при четном числе фаз: а) 5=2л/и; б) 5=п/п

3. Общая точка фаз соединяется с одной из шин источника питания, а начало фаз через полупроводниковый ключ подключается второй шине источника питания (рис. 2.76).

В соответствии с терминологией, принятой в [83, 141], два первых варианта относятся к реверсивному способу питанию фаз. Последний вариант называется нереверсивным.

Рис. 2.5. Инвертор выходного каскада вентильного двигателя с гальванически развязанными фазами

Рис. 2.6. Схема выходного каскада полупроводникового коммутатора

с замкнутой схемой обмотки

Каждая из подключенных к источнику питания фаз обмотки якоря создает свою магнитодвижущую силу (МДС), вектор которой ( Бб ) совпадает по направлению с магнитной осью фазы, а модуль в установившемся режиме определяется схемой подключения и активным сопротивлением фазы. Модуль и направление

результирующего вектора МДС обмотки якоря (Б) определяется способом подключения фаз к источнику питания и их количеством. В совокупности эти факторы образуют способ коммутации фаз обмотки. Выбор наиболее целесообразных алгоритмов коммутации проводим с точки зрения максимального использования каждой фазы в электромеханическом преобразовании энергии. Для этого проекция вектора МДС любой фазы на результирующий вектор поля должна быть положительной.

В первую очередь определим минимальное и максимальное число фаз обмотки, участвующих в создании результирующего магнитного поля якоря (вектор Б). При реверсивном питании для всех схем обмоток максимальное число фаз равно числу фаз машины

Мтах М-

Минимальное число фаз, участвующих в создании поля якоря для реверсивных схем равно единице

Только для разомкнутой обмотки, питающейся от одного источника

"'иш 2.

Как показано в [19] число целесообразных способов коммутации для различных схем обмоток определяется выражением

Заключение диссертации по теме «Электромеханика и электрические аппараты», Вигриянов, Павел Георгиевич

Выводы

1. Приведены основные алгоритмы общей методики, где показаны ключевые моменты расчета алгоритмов коммутации, начальных и граничных условий, мгновенных значений координат, энергетических характеристик. Реализация предложенных алгоритмов возможна любых типах ЭВМ, что дает возможность исследовать в нормальных и аварийных режимах электромагнитные процессы отдельного ВД, а также использовать цифровую модель машины в комплексных моделирующих стендах, применяемых при разработке сложных систем автоматического регулирования и управления.

2. Получены количественные значения энергетических характеристик многофазных ВД, по которым оценивается работоспособность машины в аварийных режимах работы. Получены зависимости мгновенных значений электромагнитного момента, а также его пульсаций от числа фаз обмотки ЭМП для штатных и аварийных режимов работы, что позволяет при проектировании ВД на этапе технического предложения выбрать число фаз, схему соединения, способ питания фаз ЭМП, структуру и силовые ключи ПК с тем, чтобы обеспечить требуемые характеристики и показатели надежности исправной машины, а также обеспечить её работоспособность в случае отказов элементов.

3. Предложенные методы позволили разработать программные комплексы для исследования электромагнитных процессов многофазных ВД, с помощью которых можно рассчитывать мгновенные значения координат и исследовать электромагнитные процессы в исправной машине и при отказе элементов для наиболее применяемых схем соединения, способов питания и алгоритмов коммутации фаз обмотки якоря ЭМП.

4. Оценка методов расчета энергетических характеристик по точности получаемых результатов позволила определить области применения каждого из них. Кроме этого получены простые выражения для расчета энергетических характеристик в штатных и аварийных режимах, использование которых при синтезе ВД позволяет получить приближенные значения этих характеристик.

5. Подтверждено экспериментально, что разработанный математический аппарат адекватно отражает основные особенности протекания установившихся электромагнитных процессов в ЭМП многофазного ВД и обеспечивает погрешность расчета интегральных значений энергетических параметров не превышающую 1,2-5% для исправной машины и 8-20% для аварийных режимов работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое направление решения актуальной научно-технической проблемы, направленной на развитие теории и инженерных методов проектирования многофазных ВД - перспективных исполнительных элементов бесконтактного электропривода электромеханических систем. Полагая, что теоретические и практические результаты исследования достаточно полно сформулированы в выводах, сопровождающих каждую главу, отметим лишь основные из них.

1. Предложена научная гипотеза этапа предварительного проектирования ВД повышенной надежности, основой которой является положение о том, что многофазный двигатель сохраняет работоспособность при отказах отдельных его элементов. Проведенный анализ позволил свести наиболее вероятные отказы в схеме двигателя к четырем видам отказов элементов силового канала, что позволило формализовать исследование электромагнитных процессов электромеханического преобразователя с постоянной и переменной структурой в штатных и аварийных режимах работы.

2. Впервые предложены новый подход, общая методика и разработан математический аппарат, позволяющий исследовать установившиеся электромагнитные процессы ЭМП с постоянной и изменяющейся структурой по мгновенным значениям координат. Это дает возможность провести количественную оценку мгновенных значений координат и энергетических параметров машины в штатных и аварийных режимах, применить новые методы резервирования исполнительных элементов электроприводов систем автоматики, выполненных на базе многофазных ВД с автономными каналами управления коммутацией, повысить надежность их работы.

3. Впервые предложена специальная коммутационная функция, связывающая электромагнитные процессы в ЭМП на смежных МКИ. Применение 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 мгновенных значений фазных токов.

4. Проведенная количественная оценка влияния единичных отказов элементов на мгновенные значения координат и интегральные характеристики позволила оценить работоспособность машины в аварийных режимах работы, а проведенные ресурсные испытания опытных образцов на предприятии заказчика подтвердили исходную научную гипотезу о возможности повышения уровня надежности бесконтактных электроприводов на основе многофазных ВД.

5. Основным практическим результатом работы следует считать разработку программных комплексов, которые применялось для исследования электромагнитных процессов многофазных ВД в нормальных и аварийных режимах работы и были использованы при создании опытных образцов бесконтактных электроприводов специального назначения на предприятиях НИИ ПМ (г. Москва), ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» (г. Самара), ГРЦ им. В.П. Макеева (г. Ми-асс), ОАО «Миассэлектроаппарат» (г. Миасс), 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 промышленными образцами.

6. Верификация общей методики исследования, алгоритмов и программных комплексов, подтвердила адекватность отражения особенностей протекания установившихся электромагнитных процессов в ЭМП многофазного ВД. Показано, что разработанный математический аппарат обеспечивает погрешность расчета интегральных значений энергетических параметров не превышающую 1,2-5% для штатных режимов и 8-20% для аварийных режимов работы.

7. Опыт разработки бесконтактных электроприводов специализированных механизмов показал, что применение многофазных ВД позволяет при сущестпп Л !У вующем 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 использование функциональных возможностей многофазных ВД позволяет создавать перспективные и уникальные устройства систем автоматики повышенной надежности при жестких ограничениях по спецстойкости, массе, габаритам, качеству выходных характеристик машины.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Вигриянов, Павел Георгиевич, 2013 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. А. с. 1259461 СССР, МКИ3 Н 02 Р 6/02, Н 02 К 29/06. Вентильный электродвигатель /A.A. Иванов, В.К. Лозенко (СССР). - № 373892/24-07; заявл. 15.05.84; опубл. 23.09.86, Бюл. № 35. - 14 е.: ил.

2. А. с. 1269236 СССР МКИ3 Н 02 Р 6/02, Н 02 К 29/00. Вентильный электродвигатель /A.A. Иванов, В.К. Лозенко, О.Н. Рублева (СССР). -№ 4029357/24-07; заявл. 26.02.86; опубл. 30.07.87, Бюл. № 28. - 3 е.: ил.

3. А. с. 1327242 СССР МКИ3 Н 02 К 29/00, 19/24. Вентильный электродвигатель / Б.Е. Коник, В.Ф. Мищенко, Б.Е. Синдаловский (СССР). -№ 3539748/24-07; заявл. 13.01.83; опубл. 07.11.86, Бюл. № 41. - 6 е.: ил.

4. А. с. 1374356 СССР МКИ3 Н 02К 29/00, 3/12. Многофазная электрическая машина / A.B. Капелинский, М.Н. Фесенко Е. С. Подколодный, Н. С. Иванов (СССР).- № 4118736/24-07; заявл. 27.07.86; опубл. 15.02.88, Бюл. № 6,- 3 е.: ил.

5. Андрианова, P.A. Вероятности безотказной работы многосекционных вентильных двигателей / P.A. Андрианова, С.Г. Воронин, В.М. Сандалов // Тез. докл. к всесоюзной научно-технической конференции. - М., 1989.

6. Андрианова, P.A. Надежность многосекционного вентильного двигателя / P.A. Андрианова, С.Г. Воронин, A.M. Рафиков // Тез. докл. I Всесоюзной научно-технической конференции по электромеханотронике. - Л.: Изд-во ЛЭТИ. - 1987.-С. 150-152.

7. Андрианова, P.A. Оценка вероятности безотказной работы многосекционных вентильных двигателей / P.A. Андрианов, С.Г. Воронин // Электротехника.- 1989.-№9.-С. 27-30.

8. Апсит, В. В. Исторический обзор развития бесконтактных синхронных машин // Бесконтактные электрические машины. - Рига, 1970. - Вып. 9. - С. 5-64.

9. Афанасьев, A.A. Магнитоэлектрический вентильный двигатель для электромеханического усилителя руля автомобиля / A.A. Афанасьев, В.В. Ефимов, В.А. Нестеров, Г.В. Соловьев // Электричество. - 2009. - № 2. - С. 41-46 .

10. Афанасьев, A.A. Особенности преобразования энергии вентильных индукторных двигателей /A.A. Афанасьев //Электричество.- 2012.-№ 9.-С. 44-50.

">«1 \J X

11. Балагуров, В. А. Электрические машины с постоянными магнитами / В. А. Балагуров, Ф. Ф. Галтеев, А. Н. Ларионов. - М.: Энергия, 1964. - 480 с.

12. Балагуров, В. А. Бесконтактные двигатели постоянного тока / В.А. Балагуров, В.М. Гридин, В.К. Лозенко - М: Энергия, 1975. - 128 с.

13. Балашов, Е.П. Микропроцессоры и микропроцессорные системы: учебное пособие для вузов / Е.П. Балашов, В.Д. Пузанков; под ред. В.Б. Снолова. - М.: Радио и связь, 1981. - 328 с.

14. Белецкий, В.В. Теория и практические методы резервирования радиоэлектронной аппаратуры / В.В. Белецкий. - М.: Энергия, 1977. - 104 с.

15. Белов, A.B. Конструирование устройств на микроконтроллерах / A.B. Белов. - СПб.: Наука и Техника, 2005. - 256 с.

16. Бертинов, А. И. Бесконтактные электрические машины постоянного тока / А.И. Бертинов, В.Л. Потоцкий. - М.: Информэлектро, 1967.

17. Бертинов, А. И. Электрические машины авиационной автоматики / А. И. Бертинов. - М.: Оборонгиз, 1961. - 428 с.

18. Беседин, И. М. Основные направления совершенствования моментного электродвигателя на базе магнитоэлектрической машины постоянного тока /И. М. Беседин, С. А. Грузков, А. В. Михеев // Труды МЭИ. - М.,1981-Вып.523. Электромеханические системы с постоянными магнитами.

19. Брускин, Д.Э. Самолеты с полностью электрифицированным оборудованием / Д.Э. Брускин, С.И. Зубакин // Итоги науки и техники. Электрооборудование транспорта. М.: ВИНИТИ. - 1986. - №6. - С. 1-112.

20. Бут, Д.А. Бесконтактные электрические машины / Д.А. Бут. - М.: Высш. шк, 1985.-255 с.

21. Бут, Д.А. Использование РЗМ-магнитов в электромеханических системах преобразования энергии / Д.А. Бут // Межвед. сб. науч. трудов. - М.: МЭИ, 1984.-№32.-С. 9-16.

22. Важнов, А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока / А.И. Важнов. - Л.: Энергия, 1980. - 256 с.

23. Вевюрко, И. А. Некоторые особенности расчета и проектирования бесщеточных микродвигателей постоянного тока // Электротехника. -1964. - № 4. -С.8-11.

24. Ведерников, В.В. Причины, механизмы отказов и надежность полупроводниковых приборов / В.В. Ведерников, H.H. Горюнов, A.A. Чернышов - М.: Знание, 1977.-44 с.

25. Ведяшкин М.В. Математическое моделирование надежности многофазного асинхронного электропривода / М.В. Ведяшкин, Д.М. Глухов, О.О. Муравлева // Известия вузов. Электромеханика. № 6. 2008. С. 22-25.

26. Вентильные электродвигатели малой мощности для промышленных роботов / В.Д. Косулин, Г.Б. Михайлов, В.В. Омельченко, В.В. Путников. - JL: Энергоатомиздат, 1988. - 184 с.

27. Вигриянов, П.Г. Алгоритмы управления коммутацией секций исполнительного элемента дисковода магнитной памяти / П.Г. Вигриянов, С.Г. Воронин // Межвуз. сб. трудов. - Рязань: Изд-во РРТИ, 1986. - С. 95-99.

28. Вигриянов, П.Г. Выбор метода расчета энергетических характеристик вентильного двигателя при полной коммутации / П.Г. Вигриянов, С.Г. Воронин. - Челябинск: ЧПИ, 1988. - 8 с. - Деп. в Информэлектро 27.07.87, № 863-эт.

29. Вигриянов, П.Г. Исследование электромагнитных процессов вентильных двигателей: монография / П.Г. Вигриянов. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010,- 161 с.

30. Вигриянов, П.Г. Исследование энергетических параметров пятифазного вентильного двигателя при полной коммутации / П.Г. Вигриянов // Вестник Южно-Уральского технического университета, серия «Энергетика». - 2012. -№37.-Вып. 18.- С. 50-54.

31. Вигриянов, П.Г. Методика расчета энергетических характеристик многофазного вентильного двигателя при симметричной коммутации / П.Г. Вигриянов- Челябинск: ЧПИ, 1988 - 18 е.- Деп. в Информэлектро 11.05.88, № 170-эт.

32. Вигриянов, П.Г. Общая методика исследования электромагнитных процессов вентильного двигателя с изменяемой структурой электромеханического

преобразователя коммутации /П.Г. Вигриянов //Электричество-2012. - № 8-С. 44-51.

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

34. Вигриянов, П.Г. Особенности исследования электромагнитных процессов вентильных двигателей с изменяемой структурой электромеханического преобразователя при отказах элементов силовой части / П.Г. Вигриянов // Электричество. - 2012. - № 12. - С. 46-50.

35. Вигриянов, П.Г. Особенности преобразования координат в уравнениях движения многосекционного вентильного двигателя / П.Г. Вигриянов, С.Г. Воронин // Тез. докл. науч.-техн. конф. по электромеханотронике 21-23 окт. 1987.

- Л. Изд-во ЛЭТИ, 1987. - С. 17-18.

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

37. Вигриянов, П.Г. Оценка влияния отказов на энергетические характеристики девятифазного вентильного двигателя / П.Г. Вигриянов // Известия Томского политехнического университета. Энергетика. Выпуск 4. - 2012». - Т. 321.

- № 4. - С. 67-71.

38. Вигриянов, П.Г. Оценка влияния отказов на энергетические характеристики семифазных вентильных двигателей малой мощности / П.Г. Вигриянов // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. - 2012. - Т.128 - №3. - С. 3-8.

39. Вигриянов, П.Г. Оценка влияния отказов на энергетические характеристики пятифазных вентильных двигателей малой мощности / П.Г. Вигриянов // ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. - 2012. - № 6 - С. 14-18.

ос/1

40. Вигриянов, П.Г. Оценка пульсаций электромагнитного момента вентильных двигателей при неисправности типа «обрыв» / П.Г. Вигриянов. - Челябинск: ЦНТИ. Информационный листок, 1988. - № 86-92.

41. Вигриянов, П.Г. Пакет программ для расчета энергетических характеристик многофазного вентильного двигателя / П.Г. Вигриянов. - Челябинск: ЦНТИ. Информационный листок, 1988. - № 88-39.

42. Вигриянов, П.Г. Пакет программ для расчета энергетических характеристик многофазного вентильного двигателя при неисправности типа «обрыв» / П.Г. Вигриянов.-Челябинск: ЦНТИ. Информационный листок, 1988.-№ 88-61.

43. Вигриянов, П.Г. Пакет программ для расчета энергетических характеристик многофазного вентильного двигателя при неисправности «короткое замыкание» / П.Г. Вигриянов. - Челябинск: ЦНТИ. Информационный листок, 1988. - № 88-62.

44. Вигриянов, П.Г. Преобразование координат при неполной коммутации / П.Г. Вигриянов // Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователе: сб. научн. трудов. - Челябинск: Изд-во ЧПИ, 1987. - С. 25-30.

45. Вигриянов, П.Г. Применение специальной коммутационной функции для исследования физических процессов многофазных вентильных двигателей с изменяющейся структурой электромеханического преобразователя / П.Г. Вигриянов // Фундаментальные и прикладные проблемы науки. Т 1. Материалы VII Международного симпозиума. М.: РАН, 2012. - С. 229-236.

46. Вигриянов, П.Г. Программы расчета энергетических характеристик многофазного вентильного двигателя / П.Г. Вигриянов. - Челябинск: ЦНТИ. Информационный листок, 1988. - № 88-44.

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

48. Вигриянов, П.Г. Пульсации электромагнитного момента управляемых де-вятифазных вентильных двигателей при отказах типа «обрыв» / П.Г. Вигриянов

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

49. Вигриянов, П.Г. Работоспособность и характеристики многофазных вентильных двигателей: автореф. дис. ... канд. техн. наук / П.Г. Вигриянов. -Томск: ТЛИ, 1998.-19 с.

50. Вигриянов, П.Г. Расчет алгоритмов коммутации многофазных вентильных двигателей / П.Г. Вигриянов // Вестник Южно-Уральского технического университета, серия «Энергетика». Выпуск 16. - 2011. -№ 34(251). - С. 46-49.

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

52. Вигриянов, П.Г. Электромагнитные процессы многофазных вентильных двигателей: монография / П.Г. Вигриянов. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2007. -143 с.

53. Вигриянов, П.Г. Энергетические характеристики девятифазного вентильного двигателя при полной и неполной коммутации / П.Г. Вигриянов // Известия Томского политехнического университета. Энергетика. Выпуск 5. - 2011. -Т. 319. -№4.- С. 103-106.

54. Вигриянов, П.Г. Энергетические характеристики многофазного вентильного двигателя в нормальных и аварийных режимах / П.Г. Вигриянов // Тез. докл.. научн.-техн. конф. «Вентильные электромеханические системы с постоянными магнитами». - М.: Изд-во МЭИ, 1989. - С. 14.

55. Вигриянов, П.Г. Энергетические характеристики многофазных вентильных двигателей / П.Г. Вигриянов // Тез. докл. Всесоюзн. семинара «Кибернетика электроэнергетических систем».-Челябинск: Изд-во ЧПИ, 1990.-С. 132-133.

56. Вигриянов, П.Г. Энергетические характеристики пятифазных вентильных двигателей малой мощности при неполной коммутации / П.Г. Вигриянов // ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. - 2012. - № 5. - С. 37-30.

57. Вигриянов, П.Г. Энергетические характеристики семифазных вентильных двигателей малой мощности при неполной коммутации / П.Г. Вигриянов // Энергетик. -2012. - № 12. - С. 49-51.

58. Вигриянов, П.Г. Энергетические характеристики управляемых пятифаз-ных вентильных двигателей малой мощности / П.Г. Вигриянов // Вестник Южно-Уральского технического университета, серия «Энергетика». - 2012. - № 37. - С. 54-59.

59. Волокитина, Е.В. Новая серия отечественных вентильных электродвигателей для универсальных технических роботов / Е.В. Волокитина, H.A. Данилов, В.А. Нестерин, Ю.Г. Опалев // Электротехника. - 2011. - № 7. - С. 13-16.

60. Вольдек, А.И. Электрические машины / А.И. Вольдек. - 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергия, 1978. - 832 с.

61. Воронин, С.Г. Исследование пульсаций момента тихоходных бесконтактных двигателей постоянного тока с дискретным датчиком положения ротора /С.Г. Воронин С.Г., В.А. Лифанов, Б.Г. Шумихин // Электричество. - 1977. -№11.-С. 54-58.

62. Воронин, С.Г. Обеспечение работоспособности электропривода с синхронным двигателем при единичных отказах в силовом канале / С.Г. Воронин, П.О. Шабуров, Д.А. Курносов // Электричество. - 2010. - № 11. - С. 39-42.

63. Воронин, С.Г. Общие уравнения мощностей бесконтактного двигателя постоянного тока / С.Г. Воронин // Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей: сб. научн. трудов. - Челябинск: Изд-во ЧПИ, 1985. - С. 11-17.

64. Воронин, С.Г. Определение неисправности датчика положения ротора вентильного двигателя при внезапном отказе / С.Г. Воронин, П.О. Шабуров // Контроль. Диагностика. - 2011. - № 2. - С. 48-51.

65. Воронин, С.Г. Применение преобразования Фортескью при математическом описании коммутационных процессов вентильного двигателя / С.Г. Воронин // Электромеханические системы с постоянными магнитами: сб. научн. трудов. - М.: Изд-во МЭИ, 1988. - № 112.- С. 16-22.

987

<

66. Ганджа, С. А. Математическая модель вентильного многосекционного моментного двигателя на основе агрегированных переменных // Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей: темат. сб. науч. тр. - Челябинск: ЧПИ, 1984. -С. 8-13.

67. Гарганеев, А.Г. Перспективные системы электроснабжения самолета с полностью электрифицированным оборудованием / А.Г. Гарганеев, С.А. Харитонов // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. - 2009. - Т. 2. - С. 185-192.

68. Гарганеев, А.Г. Применение систем бесперебойного электропитания в экстренной медицине / А.Г. Гарганеев // Известия Томского политехнического университета.-2005.-Т. 308.-№7.-С. 166-171.

69. Гечис, С.Ю. Исследование стабильности мгновенной скорости вращения бесконтактных двигателей постоянного тока малой мощности: автореферат дис. ... канд. техн. наук / С.Ю. Гечис. - Каунас, Изд-во КПИ, 1976. - 22 с.

70. Глазенко, Т.А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока / Т.А. Глазенко. - Л.: Энергия, 1973. - 304 с.

71. Глазунов, Л.П. Основы теории надежности автоматических систем управления / Л.П. Глазунов, В.П. Грабовецкий, О.В. Щербаков. - Л.: Энерго-атомиздат, 1984. - 208 с.

72. Глухов Д.М. Математическая модель надежности многофазных асинхронных двигателей в аварийных режимах эксплуатации / Д.М. Глухов, О.О. Муравлева // Изв. вузов. Электромеханика. - 2006. - № 3. - С. 20-22.

73. ГОСТ 13377-75. Надежность в технике. Термины и определения.

74. ГОСТ 24.701 - 86 Надежность автоматизированных систем управления. Основные положения.

75. Гофман, В.Э. Бе1рЫ5 / В.Э. Гофман, А.Д. Хомоненко. - СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2000. - 800 с.

76. Гридин, В.М. Исследование электромагнитных процессов в бесконтактных двигателях постоянного тока с несимметричной якорной обмоткой / В.М. Гридин // Электричество. - 2012. - № 10. - С. 43-49.

77. Гудим, З.Ю. Современный уровень производства редкоземельных постоянных магнитов за рубежом / З.М. Гудим // Электротехника. - 1985. - №2. - С. 56-57.

78. Демидович, Б.П. Основы вычислительной математики / Б.П. Демидович, И.А. Марон. - М.: Наука, 1966. - 664 с.

79. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями / Б.А. Ивоботенко, В.П. Рубцов, Л.А. Садовский, В.К. Цаценкин, М.Г. Чиликин; под ред. М.Г. Чи-ликина. - М.: Энергия, 1971. - 624 с.

80. Домрачеев, В.Г. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений: справочное пособие / B.C. Домрачеев, В.Р. Матвеевский, Ю.С. Смирнов. -М.: Энергоатомиздат, 1987. - 392 с.

81. Дубенский, А. А. Проектирование бесконтактных двигателей постоянного тока с оптимальными динамическими характеристиками / A.A. Дубенский, Т. В. Куликова // Вторая всесоюзная конференция по бесконтактным машинам постоянного тока : тез. докл. -М., 1975.

82. Дубенский, А. А. Проектирование оптимальных бесконтактных двигателей постоянного тока с повышенной равномерностью вращения / А. А. Дубенский, Т. В. Куликова, Н. И. Куликов // Вторая всесоюзная конференция по бесконтактным машинам постоянного тока: тез. докл. - М., 1975.

83. Дубенский, A.A. Бесконтактные двигатели постоянного тока / A.A. Дубенский - М.: Энергия, 1967. - 144 с.

84. Егоров, Ю.Н. Системы привода роботов: справочник / Ю.Н. Егоров, С.А. Ковчин; под ред. С.А. Ковчина - JL: Изд-во Ленингр. ун-та, 1982. - 336 с.

85. Елизарова, Т. А. Вентильные двигатели для привода медико-биологических систем: автореферат дис. ... канд. техн. наук / Т.А. Елизарова. -М.: Изд-во МАИ, 1987. - 18 с.

86. Ермолин, Н. Г. Надежность электрических машин / Н.Г. Ермолин, И.П. Жерихин. - М.: Энергия, 1976.

87. Ефимов, И.Е. Надежность твердых интегральных схем / И.Е. Ефимов, И.Г. Кальман, В.И. Мартынов. - М.: Изд-во стандартов, 1979. - 216 с.

88. Иванов, В.В. Интегральные силовые преобразователи электромехано-тронных устройств с отказоустойчивыми свойствами / В.В. Иванов // Тез. докл. I Всесоюзной научно-технической конференции по электромеханотронике. -Л.: Изд-во ЛЭТИ. - 1987. - С. 139-140.

89. Иванов, В.Н. Современная электронная база электромеханотроники и перспективы её развития, специализированные БИС и СБИС / В.Н. Иванов // Тез. докл. I Всесоюзной научно-технической конференции по электромеханотронике. - Л.: Изд-во ЛЭТИ. - 1987. - С. 12-14.

90. Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины: в 2 т. Т. 2. / А. В. Иванов-Смоленский. — 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МЭИ, 2005. - 528 с.

91. Ильинский Н.Ф. Перспективы развития регулируемого электропривода Электричество. - 2003 - № 2 - С. 2-7.

92. Ильинский, Н.Ф. Итоги развития и проблемы электропривода // Автоматизированный электропривод: Сб. науч. тр. / под. ред Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова. - М.: Энергоатомиздат, 1990.

93. Ирэ, П. Объектно-ориентированное программирование с использованием СИ++ / П. Ирэ; пер. с англ.- Киев: НИПФ ДиаСофтЛтд, 1995. - 480 с.

94. Исследование путей создания электрических двигателей малой мощности с повышенной наработкой для привода гидронасоса. - М.: Изд-во ВИМИ СР ЭЛ-8, 1987.-С. 10.

95. Кавун, Ю. Ю. Новые типы синхронных электрических машин с постоянными магнитами / Ю. Ю. Кавун, Л. К. Ковалев // Проектирование и изготовление аэрокосмических аппаратов / под ред. проф. Ю. Ю. Комарова. - М.: Изд-во МАИ, 2006.

96. Казаков, Ю. Б. Комплексная автоматизированная система исследования двигателей постоянного тока / Ю. Б. Казаков, А. И. Тихонов // Электротехника. - 1995.-№4.-С. 21-24.

97. Казаков, Ю. Б. Численное моделирование и разработка конструкций электрических машин с учетом взаимного влияния физических полей: автореф. дис. ... докт. техн. наук: 05.09.01 / Ю. Б. Казаков. - М., 2000. - 39с.

98. Казанцев, Ю.М. Токовый стабилизатор напряжения солнечной батареи для систем электропитания космических аппаратов / Ю.М. Казанцев, К.Г. Гордеев, А.Ф. Лекарев, С.П. Черданцев, A.M. Гаврилов // Электронные и электромеханические системы и устройства: сб. науч. тр. Томск: Изд-во НТЛ, 2011. С. 62-70.

99. Казанцев, Ю.М., Лекарев А.Ф., Тихонов Е.Г. Синтез управления следящими инверторами систем электропитания / Ю.М. Казанцев, А.Ф. Лекарев, Ю.М.Тихонов // Приборы и системы. Сер. Управление, контроль, диагностика. 2004. № 6. С. 20-25.

100. Кенио, Т. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами: Пер. с англ. / Т. Кенио, С. Нагамори. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 184 с.

101. Ковалев, Л. К. Синхронные электродвигатели с радиально-тангенциальными магнитами / Л. К. Ковалев, Ю. Ю. Кавун, Д. С. Дежин // Электричество. - 2007.- №11. - С. 16-23.

102. Козаченко, В.Ф. Основные тенденции развития встроенных систем управления двигателями и требования к контроллерам / В.Ф. Козаченко. -CHIIP NEWS, 1999.-№ 1.

103. Козлов, Б.А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. - М.: Советское радио, 1975.

104. Козлов, Д.И. Конструирование автоматических космических аппаратов. -М.: Машиностроение, 1996.

105. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин / И. П. Копылов. — 3-е изд. - М.: Высш. шк., 2001. - 327 с.

106. Копылов И.П. Электрические машины / И. П. Копылов. — 5-е изд. - М.: Высш. шк., 2006. - 607 с.

107. Копылов, И.П. Электромеханическое преобразование энергии / И.П. Копылов. - М.: Энергия, 1973. - 400 с.

108. Корабельников, А.Н. Синтез схем управления вентильными двигателями постоянного тока с датчиками от ЭДС вращения: автореферат дис. ... канд. техн. наук / А.Н. Корабельников. - Рязань: Изд-во РРТИ, 1986. - 18с.

109. Корн, Г.А. Справочник по математике / Г.А. Корн, Д.М. Корн; пер. с англ. И.Г. Арамановича, A.M. Березмана, И.А. Ванштейна и др.; под ред. И.Г. Ара-мановича. -М.: Наука, 1974. - 831 с.

110. Коршунов, А.И. Построение математической модели синхронного двигателя с постоянными магнитами на роторе / А.И. Коршунов // Электротехника. -2009.-№ 1.-С. 19-26.

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

112. Костырев, М.П. Электромагнитные процессы в вентильных преобразователях энергии с многообмоточной структурой / М.П. Костырев, Ф.Н. Мягков, А.Н. Аброськин // Известия вузов. Электромеханика. - 2007. - № 6. - С. 59-64.

113. Коськин, Ю.П. Развитие электромеханики в теории и технологиях элек-тромеханотроники / Ю.П. Коськин // Известия вузов. Электромеханика. - 2008. - № 1.-С. 11-20.

114. Кочергин, В.В. Схемы и характеристики синхронного вентильного двигателя с однозубцовой обмоткой / В.В. Кочергин // Электротехника. - 2007. -№ 2. - С. 23-27.

115. Крупенин, Н.В. Новые возможности в диагностике электрических машин / Крупенин Н.В. // Электричество. - 2011. - № 9. - С. 45- 48.

116. Курицкий, Б.Я. Поиск оптимальных решений средствами Excel 7.0 / Б.Я. Курицкий. -СПб: BHV, 1997. - 384 с.

117. Лифанов, В. А. Вопросы оптимального проектирования моментных двигателей постоянного тока / В. А. Лифанов, Г. Н. Мармелев // Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей: сб. науч. трудов. - Челябинск, 1979. - № 108.

118. Лифанов, В. А. Инженерная методика проектирования моментного двигателя постоянного тока / В. А. Лифанов, Г. Н. Мармелев // Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей: сб. науч. тр. - Челябинск: ЧПИ, 1973. - №124.

119. Лифанов, В. А. Уравнения бесконтактного двигателя постоянного тока / В. А. Лифанов, С.Г. Воронин // Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей: сб. науч. тр. Челябинск: ЧПИ, 1972. - №108.

120. Лифанов, В.А. Анализ пульсаций электромагнитного момента микродвигателя постоянного тока / В. А. Лифанов, Г. Н. Мармелев // Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей: сб. научных трудов-Челябинск: ЧПИ, 1979. -№ 108.

121. Лозенко, В.К. Алгоритмический метод диагностирования технического состояния вентильного электрического двигателя / В.К. Лозенко, О.Н. Рублева // Элементы, устройства и математическое обеспечение информационно-преобразовательных систем. - Рязань: Изд-во РРТИ, 1985. - С. 57-61.

122. Лозенко, В.К. Вентильные двигатели для авиационных механизмов: автореферат дис. ... д-ра техн. наук / В.К. Лозенко. - М. Изд-во МЭИ, 1985. - 35 с.

123. Лозенко, В.К. Математическая модель вентильного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов для исследования несимметричных и аварийных режимов работы // Применение постоянных магнитов в электромеханических системах: Межвуз. сб. трудов. М.: МЭИ, 1985. Вып. 67. С. 29-39.

124. Лохнин, В.В. Тяговые двигатели на постоянных магнитах в электроприводе автомобиля / В.В. Лохнин, И.А. Бербиренков // Известия вузов. Электромеханика. - 2008. - № 5. - С. 77-79.

125. Лутидзе, Ш.И. Основы теории электрических машин с управляемыми полупроводниковыми коммутаторами / Ш.И. Лутидзе. - М.: Наука, 1968. - 302 с.

126. Мак-Кракен, Д.Д. Численные методы и программирование на Фортране / Д.Д. Мак-Кракен, У.С. Дорн; пер. с англ. Б.Н. Казака; под ред. Б.М. Наймарка.

- 2-е изд. доп. - М.: Мир, 1977. - 584 с.

127. Малинин, Л.И. Предельные силовые характеристики электромагнитных двигателей постоянного тока / Л.И. Малинин, В.Ю. Нейман // Электротехника.

- 2009. - № 12.-С. 61-67.

128. Микеров, А.Г. Основные направления развития моментных электрических двигателей малой мощности / А.Г. Микеров // Тез. докл. I Всесоюзной научно-технической конференции по электромеханотронике. - Л.: Изд-во ЛЭТИ. - 1987.-С. 10-11.

129. Микродвигатели для систем автоматики: справочник / под ред. Э.А. Ло-дочникова, Ю.М. Юферова. - М.: Энергия, 1969. - 272 с.

130. Микроэлектронные электросистемы: применение в радиоэлектронике / Ю.И. Конев, Г.Н. Гулякович, К.П. Полянин и др.; под ред. Ю.И. Конева. - М.: Радио и связь, 1987. - 240 с.

131. Миловзоров, В. П. Состояние и перспективы развития бесконтактных двигателей постоянного тока с позиционно-импульсной модуляцией фазных напряжений // Вторая всесоюзная науч.-техн. конф. по бесконтактным машинам постоянного тока : тез. докл. - М.,1975.

132. Михайлов, О.П. Перспективы развития автоматизированного электропривода металлорежущих станков / О.П. Михайлов // Электричество. - 1985. -№10.-С. 11-17.

133. Михалев, A.C. Следящие системы с бесконтактными двигателями постоянного тока / A.C. Михалев, В.П. Миловзоров. - М.: Энергия, 1979.

134. Муравлев, О.П. Оценка показателей долговечности узлов электрических машин на основе информации диагностирования и мониторинга / О.П. Муравлев, В.В. Гусев, В.П. Шевчук // Известия вузов. Электромеханика. - 2009. -№ 6. - С. 42-46.

135. Муравлев, О.П. Разработка теории и практических методов управления качеством электрических машин / О.П. Муравлев // Электричество. - 1986. -№4.-С. 29-35.

136. Муравлев, О.П. Эксплуатационная надежность асинхронных двигателей мостовых кранов / О.П. Муравлев, М.В. Ведяшкин // Известия вузов. Электромеханика. - 2011. -№ 6. - С. 38-41.

137. Надежность и эффективность в технике. Методология. Организация. Терминология: справочник / под ред. А.И. Рембезы. - М.: Машиностроение, 1986.-Т.1.-224 с.

138. Набиев, Р.М. / Электроприводы с интеллектом / ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ // № 3, март 2010.

139. Никулин, В.Б. Исследование и минимизация пульсаций электромагнитного момента исполнительных устройств на базе моментных вентильных двигателей: автореферат дис. ... канд. техн. наук / В.Б. Никулин. - Рязань: Изд-во РРТИ, 1987,- 16 с.

140. Никулин, С.М. Надежность элементов радиоэлектронной аппаратуры / С.М. Никулин. - М.: Энергия, 1979. - 80 с.

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

142. Овчинников, И.Е. Вентильные электрические двигатели с постоянными магнитами (состояние и перспективы) / И.Е. Овчинников // Тез. докл. I Всесоюзной научно-технической конференции по электромеханотронике. - Л.: ЛЭТИ.- 1987.-С. 7-8.

143. Овчинников, И.Е. Теория вентильных электрических двигателей / И.Е. Овчинников. - Л.: Наука, 1985.

144. Овчинников, И.Е. Энергетические характеристики бесконтактных двигателей и их оптимизация / И.Е. Овчинников // Двигатели постоянного тока с полупроводниковыми коммутаторами - Л.: Наука, 1972.

145. Омельченко, В.В. Электромеханические приводы органов управления многоразовых космических систем с высокими энергетическими и динамическими показателями / В.В. Омельченко //Электротехника.-2007.-№ 2.-С. 37-43.

146. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка бесконтактного силового электропривода крышек специальной аппаратуры изделий 17Ф20, 17Ф113», № госрегистрации 0180025150 / Под рук. Вороника С.Г. - Челябинск: ЧПИ, 1991.

147. Пат. 2401500 Российская Федерация, МПК7 Н 02 Р 6/08,. Способ обеспечения живучести многофазного вентильного двигателя / С.Г. Воронин, П.О. Шабуров, Д.В. Коробатов, А.Н. Кононов, H.A. Кононов, И.С. Антонов, Д.А. Курносов. - №2009132381/07; заявл. 28.08.2009; опубл. 10.10.2010, Бюл. № 38.

148. Первая Всесоюзная конференция по электромеханотронике (21-23 октября 1987г.): Тез. докл. / АН СССР. - Л.: ЛЭТИ, 1987. - 308 с.

149. Петрищев, С.А. Синтез вентильных моментных двигателей: автореферат дис. ... канд. техн. наук / С.А. Петрищев. - Томск: Изд-во ТПИ, 1987. - 18 с.

150. Пластун, А.Т. Направления научных исследований на кафедре электрических машин УРГУ-УПИ / А.Т. Пластун, В.И Денисенко, В.Ф. Шутько, А.Н. Мойсейчиков // Электричество. - 2007. - №9. - С. 63-70.

151. Плахтына, Е.Г. Математическое моделирование электромашинно-вентильных систем / Е.Г. Плахтына. - Львов: Вища школа, 1986. - 164 с.

152. Подбельский, В.В. Язык Си++: Учеб. пособие / В.В. Шевкопляс. - М.: Финансы и статистика, 1999. - 560 с.

153. Поспелов, Л.И. Конструкции авиационных электрических машин / Л.И. Поспелов, А.Ф. Федосеев; под ред; А.Ф. Федосеева. - М.: Энергоатомиз-дат, 1982.-320 с.

154. Постоянные магниты: справочник / под ред. Ю.М. Пятина- М.: Энергия, 1980.-488 с.

155. Проектирование электрических машин / И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В. П. Морозкин, Б. Ф. Токарев. - 4-е изд. / под ред. И.П. Копылова. - М.: Высш. шк., 2005.-767 с.

156. Промышленная робототехника: справочник / под ред. Я.А. Шифрина. -М.: Машиностроение, 1982. - 415 с.

157. Путников, В.В. Бесконтактные электродвигатели постоянного тока с повышенной наработкой для космических аппаратов /В.В. Путников, A.B. Путников, В.Б. Уваров // Электротехника. - 2007. - № 2. - С. 18-23.

158. Разработка и исследование вентильных электроприводов: отчет по НИР (промежуточ.): / Челяб. политехи, ин-т; рук. Воронин С.Г.; исполн.: Вигрия-новП.Г. [и др.]. - Челябинск: ЧПИ, 1986. - 98 с. - Библиогр.: С. 91-92. -№ГР 01860041189.

159. Разработка специализированных механизмов с бесконтактными момент-ными двигателями постоянного тока: отчет по НИР / рук. С.Г. Воронин. - Челябинск: Изд-во ЧПИ. - 1984.

160. Розно, Ю.Н. Редкоземельные магниты как средство миниатюризации устройств электромеханического преобразования энергии / Ю.Н. Розно, Ю.М. Конев; под ред. Ю.И. Конева // Серия «Электронная техника в автоматике». - М.: Сов. радио, 1980. - С 185-185.

161. Сабинин, Ю.А. Автономные дискретные электроприводы с силовыми шаговыми двигателями / Ю.А. Сабинин, В.И. Кулешов, М.М. Шмырева. - JL: Энергия, 1980.- 160 с.

162. Сандалов, В. М. Резервированные электроприводы на базе вентильных двигателей: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.09.03/В. М. Сандалов.- Челябинск, 2001. - 22 с.

163. Сандалов, В.М. Последствия отказов элементов в схемах вентильных двигателей / В.М. Сандалов // Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей: сб. науч. тр. -Челябинск, 1995.

164. Сандалов, В.М. Сравнительная оценка надежности схем вентильных двигателей / В.М. Сандалов // Электротехнические комплексы автономных объектов: Тез. докл. научн.-техн. конф.- М.: МЭИ, 1997. - С. 67-71.

165. Сарапулов, С. Ф. Физическая модель электромагнитного вращателя металлического расплава / С. Ф. Сарапулов, А. А. Идиятулин, С. М. Фаткулин // Электромеханические и электромагнитные преобразователи энергии и управляемые электромеханические системы: труды III Междунар. науч.-техн. конф. -Екатеринбург: УПИ, 2007. - С. 278-281.

166. Свечарник, Д.В. Электрические машины непосредственного привода: Безредукторный электропривод / Д.В. Свечарник. - М.: Энергоатомиздат, 1988. -208 с.

167. Свечников, C.B. Элементы оптоэлектроники / C.B. Свечников. - М.: Сов. радио, 1971.-112 с.

168. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2012614305 Расчет специальной коммутационной функции и алгоритмов коммутации многофазных вентильных двигателей / Вигриянов П.Г. - реф. опубл. в Бюл. «Программы для ЭВМ», 2012. - № 3(80). - С. 288.

169. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2012614306 Расчет энергетических характеристик многофазных вентильных двигателей малой мощности при полной коммутации / Вигриянов П.Г. - реф. опубл. в Бюл. «Программы для ЭВМ», 2012. - № 3(80). - С. 288.

170. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2012614307 Расчет энергетических характеристик многофазных вентильных двигателей малой мощности при неполной коммутации / Вигриянов П.Г. - реф. опубл. в Бюл. «Программы для ЭВМ», 2012. - № 3(80). - С. 288.

171. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2012617498 Расчет мгновенных значений координат многофазных вентильных двигателей малой мощности с гальванически развязанными фазами обмотки якоря для вариантов неполной коммутации при неисправности типа «короткое замыкание»: / Вигриянов П.Г. - реф. опубл. в Бюл. «Программы для ЭВМ», 2012. - № 4(81). - С. 360.

172. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2012617499 Расчет мгновенных значений координат многофазных вентильных двигателей малой мощности, питающихся от одного источника, для вариантов неполной коммутации при неисправности типа «обрыв»: / Вигриянов П.Г. - реф. опубл. в Бюл. «Программы для ЭВМ», 2012. - № 4(81). - С. 360.

173. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2012617996 Расчет мгновенных значений координат многофазных вентиль-

ных двигателей малой мощности для вариантов неполной коммутации при неисправности типа «короткое замыкание» / Вигриянов П.Г. - реф. опубл. в Бюл. «Программы для ЭВМ», 2012. - № 4(81). - С. 479.

174. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2012617998 Расчет энергетических характеристик многофазных вентильных двигателей малой мощности для вариантов полной коммутации при неисправности типа «короткое замыкание» / Вигриянов П.Г. - реф. опубл. в Бюл. «Программы для ЭВМ», 2012. - № 4(81). - С. 479.

175. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2012617999 Расчет мгновенных значений координат многофазных вентильных двигателей малой мощности для вариантов неполной коммутации при неисправности типа «обрыв» / Вигриянов П.Г. - реф. опубл. в Бюл. «Программы для ЭВМ», 2012. - № 4(81). - С. 479.

176. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2012618000 Расчет энергетических характеристик многофазных вентильных двигателей малой мощности для вариантов полной коммутации при неисправности типа «обрыв» / Вигриянов П.Г. - реф. опубл. в Бюл. «Программы для ЭВМ», 2012. - № 4(81). - С. 479.

177. Семинар проблем энергетики АН СССР: Методы повышения надежности электромеханических элементов бесконтактных силовых электроприводов / P.A. Андрианова, С.Г. Воронин, С.А. Петрищев, В.М. Рублев // Тез. докл. Куйбыш. авиац. ин-т им. С.П. Королева. - Куйбышев: Изд-во КуАИ, 1987. -С. 67.

178. Сидельников Б.В. Перспективы развития и применения бесконтактных регулируемых электродвигателей // Известия вузов. Электромеханика. № 2. 2005. С. 14-20.

179. Сипайлов, Г.А. Математическое моделирование электрических машин (АВМ) / Г.А. Сипайлов, A.B. JIooc. - М.: Высшая школа, 1980. - 176 с.

180. Специальные электрические машины: источники и преобразователи энергии: учебное пособие для вузов / А.И. Бертинов, Д.А. Бут, С.Р. Мизюрин и др.; под ред. А.И. Бертинова. - М.: Энергоиздат, 1982. - 552 с.

181. Справочник по электрическим машинам / Под общ. ред. И.П.Копылова, Б.К. Клокова. - М.; Энергоатомиздат,1989. - Т.2 - 688 с.

182. Степаненко, И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем / И.П. Степаненко. - М.: Энергия, 1977 - 672 с.

183. Столов, Л. И. Моментные двигатели с постоянными магнитами / Л.И. Столов, Б. Н. Зыков. - М.: Энергия, 1977 г. - 112 с.

184. Страуструп, Б. Язык программирования Си++: пер с англ. / Б. Страуст-руп- М.: Радио и связь, 1991,-352 с.

185. Схемно-конструкторская оптимизация бесконтактного привода постоянного тока: отчет по НИР / Руководитель С.Г. Воронин. - №ГР01860041189. -Челябинск: Изд-во ЧПИ, 1986.

186. Уайт, Д. С. Электромеханическое преобразование энергии / Д.С. Уайт, Г.Х. Вудсон; пер. с англ. Н.Ф. Ильинского, Л.А. Садовского, В.К. Цаценкина; под ред. C.B. Страхова - М. -. Л.: Энергия, 1964. - 528 с.

187. Управляемые бесконтактные двигатели постоянного тока Н.П. Адволот-кин, В.Т. Гращенко, Н.И. Лебедев и др.-Л.: Энергоатомиздат, 1984.-160 с.

188. Федянин, А. Л. Программный комплекс моделирования электромеханических устройств / А. Л. Федянин, С. В. Леонов, О. П. Муравлев // Электромеханические преобразователи энергии : материалы междунар. науч.-техн. конф. - Томск: ТПУ, 2005. - С.163-165.

189. Хазов, Б.Ф. Справочник по расчету надежности машин на стадии проектирования/ Б.Ф. Хазов, Б.А. Дидусев. - М.: Машиностроение, 1986.-224 с.

190. Хомерике, O.K. Гальваномагнитные элементы и устройства автоматики и вычислительной техники / O.K. Хомерике. - М.: Энергия, 1975. - 78 с.

191. Хрущев, В.В. Электрические машины систем автоматики: учебник для вузов. / В.В. Хрущев - Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 368 с.

192. Цифровые преобразователи перемещений в микропроцессорных системах управления: методические рекомендации для ИТР в области робототехниче-ских систем/ сост. Ю.С.Смирнов. - Челябинск: Изд-во ЧПИ,1987- 35 с.

193. Чернышев, А.А. Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем / А. А. Чернышов. - М.: Радио и связь, 1988. - 256 с.

194. Шевкопляс, Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения: Справочник. / Б.В. Шевкопляс. - М.: Радио и связь, 1990. - 512 с.

195. Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств. - М.: Высшая школа, 1988. - 224 с.

196. Якимец, И.В. Преобразование переменных в магнитосвязанных статических цепях / И.В. Якимец // Изв. вузов. - 1982. -№ 7. - С. 780-787.

197. Arnold J.I. Future trends in highle reliable systems. AGARD-NATO, № 224.

198. Corney J.M. The development of multiple redundant flight control systems for high integrity applications. The Aeronautical Journal 1980, № 837.

199. Fortescue, C.L. Method of symmetrical coordinates applied to the solution of polyphase networks / C.L. Fortescue. - Trans. AIEE. - vol. 37, Pt II.

200. http://www.avtomash.ru/pred/miela/miela_istori.htm.

201. http://www.glyn.co.nz/Power_Elec_Mitsubishi.htm.

202. http://www.symmetron/ru/suppliers/mitsubishi/power_mitsubishi.pdf.

203. [e-mail].

204. Rron, G. Non-Riemannian dynamics of rotating electrical machinery, Journ. Math, and Physics, vol. 13, 1934.

205. Lean D.Ms. An analytical redundancy scheme for flight control systems. The Aeronautical Journal. № 889, 1985.

206. Nuber R.R., McCulloch B. Self-repairing flight control system. SAE Techn. Pap. Ser., 1984, № 841552.

207. Sodeghy Т., Rosental G. A control law for the self-repairing digital flight control system. Proc. IEEE Nat. Aerosp. And Elektron. Conf. NFECON, 1984.

208. Stephen L. Botten, Chris R. Whitley, Andrew D. King. Flight Control Actuation Technology for Next-Generation All-Electric Aircraft // Technology Review Journal-Millennium Issue-Fall/Winter, 2000. p.55-68.