Исследование малоинерционного электродвигателя постоянного тока с высокими технологическими характеристиками
Диссертация
Электрические двигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов и полым бескаркасным якорем в настоящее время широко применяются в системах автоматики, вычислительной, медицинской, бытовой и другой технике в качестве датчиков и исполнительных машин. Это обусловлено тем, что они обладают высоким коэффициентом полезного действия, хорошими динамическими характеристиками, высокой… Читать ещё >
Содержание
- 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
- 1. 1. Конструкция двигателей постоянного тока с полым якорем
- 1. 2. Особенности диагональной обмотки и целесообразность ее применения
- 1. 3. Обзор теоретических исследований электродвигателей с полым якорем
- Выводы и постановка задачи исследований
- 2. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С ДИАГОНАЛЬНОЙ ОБМОТКОЙ
- 2. 1. Исследование электродвижущей силы диагональной обмотки
- 2. 2. Метод математического моделирования магнитного поля электродвигателя
- 2. 2. 1. Моделирование магнитного поля электродвигателя с полым якорем
- 2. 2. 2. Математическое моделирование процесса стабилизации постоянного магнита полем якоря
- 2. 3. Разработка методики расчета электродвигателя с диагональной обмоткой!
- Выводы
- 3. МЕТОДИКА ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАЛОИНЕРЦИОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
- 3. 1. Определение функций цели
- 3. 1. 1. Формулировка оптимизационной задачи
- 3. 1. 2. Определение целевой функции оптимизации методом планирования эксперимента
- 3. 1. 3. Ограничения, налагаемые на параметры
- 3. 2. Оптимизация конструкции электродвигателя с диагональной обмоткой
- 3. 2. 1. Обоснование выбора метода решения оптимизационной задачи
- 3. 2. 2. Разработка методики и алгоритма оптимизации электродвигателя
- 3. 1. Определение функций цели
- 4. 1. Анализ кинематических схем оборудования, пригодного для практической реализации
- 4. 2. Разработка натяжного устройства для намоточного провода
- 4. 3. Выбор структуры схемы управления
- 4. 4. Описание полуавтомата для изготовления диагональных обмоток
- 4. 5. Анализ результатов испытаний опытного образца полуавтомата
Список литературы
- Абрамкин Ю.В. Теория и расчет пондеромоторных и электродвижущих сил и преобразования энергии в электрическом поле. — М.: Изд-во МЭИ, 1997.-208с.
- Аветисян Д.А. Автоматизация проектирования электрических систем. -М.: Высшая школа, 1998. 331с.
- Адлер Ю.П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. • Планирование эксперимента при поиске оптимальных решений. М.: Наука, 1976. -279с.
- Акулич И.Л. Математическое программирование в примерах и задачах. -М.: Высшая школа, 1993. 335с.
- Банди Б. Методы оптимизации, вводный курс. М.: Радио и связь, 1988. -128с.
- Беляков П.Ю., Прокопова Л. Н., Фатичев А. Н. Исследование влияния на рабочие параметры микроэлектродвигателя постоянного тока отклонений усилия нажатия на щетку. ВПИ, Воронеж, 1988. — 8с. — Деп. в Информэлектро, 1988, № 151 -эт.88.
- Беляков П.Ю., Писаревский Ю. В., Титова Л. Н. Теоретический анализ диагональной обмотки // Электротехника. 2000. — № 8. — С. 15−17.
- Беляков П.Ю., Титова Л. Н. Полуавтомат для изготовления сотовых обмоток //Воронеж, гос. техн. ун-т. Воронеж, 1999. — 7с. — Деп. в ВИНИТИ, 1999, № 870 — В99.
- Беляков П.Ю., Титова Л. Н. Теоретический анализ сотовой обмотки /Электромеханические устройства и системы: Межвуз.сб.науч.тр. -Воронеж: Воронежский институт МВД России, 1999. с.94−99.
- Билибин К.И., Духанин A.M., Скороходов Е. А. Намоточные работы в производстве элементов электроавтоматики. — М.: Энергия, 1972. 217с.
- Вайвод А.С., Хлымстов М. Ф., Полуэктова А. Ф. Определение допустимых плотностей тока в щеточном контакте электрических машин малоймощности в пусковом режиме // Изв. вузов. Электромеханика. 1987. — № 5. — с. 42−45.
- Вегнер О.Г. Теория и практика коммутации электрических машин постоянного тока. М., Л.: Госэнергоиздат, 1961. — 387с.
- Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1966. — 782 с.
- Высокоэнергетические постоянные магниты и их применение в электротехнике, М., ВНИИЭМ, 1987. Труды ВНИИЭМ, т.85.
- Гольдберг О.Д., Турин Я. С., Свириденко И.С. .Проектирование электрических машин. М.: Энергия, 1984. — 234с.
- Дебердеева Л.А., Макарочкин А.Т. и др. А.с. СССР № 143 109, МКИ Н02К15/04, 1988. Способ изготовления полого якоря с многослойной обмоткой.
- Дикарев Е.А. Определение оптимальных по потерям параметров двигателя постоянного тока с гладким якорем. // Изв. вузов. Электромеханика. 1982. — № 5. — с.540−546.
- Дикарев Е.А. Оптимальное проектирование электрических машин постоянного тока с беззубцовым якорем.: Учеб.пособие. Воронеж: ВПИ, 1985.- 80 с.
- Долидзе В. Ч, Дорохин М. П. Электродвигатели постоянного тока в радиотехнических устройствах. М.: Сов. радио, 1975. — 80с.
- Домбровский В.В. Справочное пособие по расчету электромагнитного поля в электрических машинах. Л.: Энергоатомиздат, 1983. — 256 с.
- Ермолин Н.П. Расчет коллекторных машин малой мощности. Л.: Энергия., 1973.-216 с.
- Жерве Г. К. Обмотки электрических машин. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние., 1989. -400 с.
- Завалишин Д.А., Бардинский С. М., Певзнер О. Б. и др. Электрические машины малой мощности. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. — 432 с.
- Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины: Учебник для вузов. -ML: Энергия, 1980.-928 с.
- Иванов-Смоленский А. В. Электромагнитные поля и процессы в электрических машинах и их физическое моделирование. М.: Энергия, 1969.-304 с.
- Ивботенко Б.А., Ильинский Н. Ф., Копылов И. П. Планирование эксперимента в электромеханике. М.: Энергия, 1975. — 185 с.
- Изотов В.А., Фетисов В. В. Беспазовые машины постоянного тока, состояние и перспективы развития //Электротехника. 1997. — № 6. — с. 1−5.
- Казарин Ю.В., Пустовой В. В. А.с. СССР 783 912, МКИ Н02К15/04, 1979. Способ изготовления полого цилиндрического якоря.
- Каменецкий Ю.М., Штрекалкин С. И., Хохлов В. И. А. с. СССР № 1 352 546, кл. H01F41/04, 1985. Устройство для намотки обмоток .
- Кафтанатий В.Т. Особенности расчета обобщенного коэффициента обмотки бесконтактных электродвигателей постоянного тока с ромбовидной либо трапециевидной формой секции. // Науч.- практ. вестн. Энергия: Воронеж. — 1999. — № 3(37). — с.10−12.
- Кафтанатий В.Т. Синтезированные критерии оптимальности магнитных систем и магнитотвердых сплавов // Электротехника. 1988. — № 5. — с.66−69.
- Кенио Т., Нагамори С. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами: Пер. с англ.: М.: Энергоатомиздат, 1989. — 184 е.: ил.
- Кислицин A. JL, Крицштейн A.M., Солнышкин Н. И. Метод конечных элементов расчета магнитного поля электрических машин с возбуждением от постоянных магнитов. В кн.: Вопросы теории и проектирования электрических машин. Саратов, 1980, № 2, с.66−71.
- Клименко В.Н. Методика оптимального проектирования двигателей для периферийного оборудования ЭВМ: Дисс. .канд. техн. наук. Киев, 1987.- 180 с.
- Клименко В.Н. Расчет пульсаций коэффициента электродвижущей силы малоинерционного двигателя постоянного тока // Изв. вузов. Электромеханика. 1990. — № 8.- с. 51−56.
- Коген-Далин В.В., Комаров Е. В. Расчет и испытание систем с постоянными магнитами. М.: Энергия, 1977. — с.
- Козырев С.К., Лодыгин А. Н., Воронежцев И. В. Цифровое моделирование двигателей постоянного тока независимого возбуждения // МЭИ. М., 1983. — Юс. — Деп. в Информэлектро, № 158эт-Д83.
- Кононенко Е.В. и др. Электрические машины (спец. курс). Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. школа, 1975. — 279 с.
- Кононенко Е.В., Королев Н. И., Писаревский Ю. В. Расчет магнитного поля в электродвигателях с цилиндрическими постоянными магнитами. -Электротехника. 1984, № 12, — с.9−11.
- Кононенко Е.В., Писаревский Ю. В., Титова Л. Н. К вопросу проектирования электрических машин с полым якорем и диагональной обмоткой // Энергия: Науч.-практ.вестн. Воронеж, 2000. — № 2(40). -СЛ 5−17.
- Кононенко Е.В., Фурсов В. Б., Писаревский Ю. В. Магнитное поле возбуждения в электродвигателях постоянного тока с внутриякорным анизотропным магнитом цилиндрической формы // Изв. вузов. Электромеханика. 1985. — № 8.- с.46−51.
- Копылов И.П. Электрические машины: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1986. — 360 с.
- Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин: Учебн. для вузов по спец. «Электрические машины». М.: Высш. шк., 1987.-248 е.: ил.
- Коробов Г. В., Титова JT.H. Определение оптимальных параметров электродвигателя с диагональной обмоткой полого якоря // Энергия: Науч.-практ.вестн.-Воронеж, 2000. № 4(42). — С. 11−14. ,
- Королев Н.И. К оценке реакции якоря в электрических машинах с возбуждением от постоянных магнитов. // Науч.- практ. вестн. Энергия: -Воронеж. 1996. — № 1−2 (23−24). — с.12−16.
- Королев Н.И., Писаревский Ю. В. К расчету магнитного поля в малоинерционных двигателях с полым якорем и внутриякорным постоянным магнитом. ВПИ. — Воронеж, 1984. — 9с. Деп. в Информэлектро, 1984, № 205 эт. — 84 Деп.
- Костенко М.П., Пиотровский JI.M. Электрические машины, ч.1.Изд. 2-е. -Д.: Энергия, 1964.-548 с.
- Кузнецов Ю.Н., Кузубов В. И., Волощенко А. Б. Математическое программирование. М.: Высшая школа, 1980. — 302 с.
- Дедовский А.Н. Электрические машин с высококоэрцитивными постоянными магнитами. -М.: Энергоатомиздат, 1985. 168 с.
- Лившищ П.С. Справочник по щеткам электрических машин. М.: Энергоиздат, 1983.-216с.
- Линецкий Я.Л., Сергеев В. В. Перспективы развития материалов для постоянных магнитов. Электротехника. — 1985, № 2, с. 27.
- Магниты из сплавов редкоземельных металлов с кобальтом. Материалы 2-го междун. Семинара по ПМ из сплавов редкоземельных металлов с кобальтом и их применению, Москва, «Металлургия», 1978.
- Микроэлектродвигатели для систем автоматики: Технический справочник / Под ред. Э. А. Лодочникова, Ф. М. Юферова. -М.: Энеогия, 1969. 272с.
- Монтгомери Д.К. Планирование эксперимента и анализ данных. Л.: Судостроение, 1980. — 384 с.
- Налимов В.В., Чернова Н. А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов М.: Наука, 1965. — 340 с. •
- Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971. — 208 с.
- Ильинский Н.Ф. Элементы теории эксперимента. -М.: МЭИ, 1980. 99 с.
- Номенклатурный каталог АО Научно-производственный концерн (объединение) «Энергия», 1992.
- Обмотки электрических машин. /М.М. Палей, И. Н. Рабинович, В. П. Федоров, П. А. Хаккен. Изд. 7-е перераб. и доп. Л.: Энергия. — 1975.- 488 с.
- Осин И.А., Антонов М. В. Устройство и производство электрических машин малой мощности: Учебн. Пособие для СПТУ. М.: Высш.шк., 1988. — 215 с.
- Панков А.П., Шустов А. В., Горячев О. В. Алгоритм расчета магнитостатического поля электрического двигателя постоянного тока с полым немагнитным якорем и магнитоэлектрическим возбуждением. // Изв. вузов. Электромеханика. 1986, № 6. — с. 35- 40.
- Пановский В., Филипс М. Классическая электродинамика: Пер. с англ.: -М.: Физматгиз, 1963. 432 с.
- Парнес М.Г. Расчет и конструирование намоточных станков. М.: Машиностроение. 1975. — 232с.
- Пархоменко Г. А., Писаревский Ю. В., Титова Л. Н. Исследование способов увеличения магнитной проницаемости обмоточной зоны электродвигателяс гладким якорем // Энергия: Науч.-практ.вестн. Воронеж, 2000. -№ 3(41). — С.27−31.
- Патент США № 511 687, НКИ 310/198, 1985 Обмотка без сердечника, способ и устройство для ее изготовления.
- Патент ФРГ 3 215 157, МКИ Н01Г41/04, 1983. Устройство для натяжения провода.
- Патент Японии 57−212 556, МКИН01Г41/04, 1984. Намоточный станок.
- Патент Японии 57−226 006, МКИ Н01Г41/04, 1984. Натяжное устройство.
- Патент Японии 57−27 658, МКИ Н02К15/04, 1982. Способ изготовления обмотки беспазового якоря.
- Патент Японии 60−59 821, МКИ4 Н02К15/04, 23/58, 1985. Способ изготовления якоря без ферромагнитного сердечника.
- Перминов Ю.Н., Сивкович А. Ю. Исследование внутренних магнитных систем возбуждения двигателей постоянного тока с полым якорем. // Изв. вузов. Электромеханика. 1986, № 3. — с. 40−45.
- Писаревский Ю.В. Анализ и расчет электродвигателей постоянного тока с внутриякорными магнитами: Дисс. .канд. техн. наук. Воронеж: ВПИ, 1985.-291 с.
- Писаревский Ю.В., Титова J1.H. Моделирование магнитного поля электродвигателя постоянного тока с внутриякорным цилиндрическим магнитом // Труды всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы». ВГТУ. — Воронеж, 1999. — С.
- Полковников В.А. и др. Электропривод самолетных агрегатов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1991. 396с.
- Постоянные магниты: Справочник / Под ред. Ю. М. Пятина. 2-е изд. -М.: Энергия, 1980.-488 с.
- Расчет электрических цепей и электромагнитных полей на ЭВМ / М. Г. Александрова, А. Н. Белянин, В. Брюкнер и др.: Под ред. JI.B. Данилова и Е. С. Филиппова. М.: Радио и связь, 1983. — 344 с.
- Рыбников С.И. Автоматическое управление намоткой. М.: Энергия, 1972, — 112с.
- Рыжов A.M., Макарочкин А. Т. Пояснительная записка к OTP. Разработка станка для намотки полого якоря с диагональной обмоткой: Министерство электротехнической промышленности. № Госрегистрации 1 830 030 741.
- Савин Н.В. Применение метода конечных элементов с квадратичной аппроксимацией потенциальной функции для расчета электромагнитных полей // Электричество, 1987. № 1, с. 62−66.
- Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979. -392 с.
- Скороходов Е.А. Намоточные станки, М.: Энергия, 1970. — 177с.
- Скороходов Е.А., Билибин К. И. Механизация и автоматизация производства обмоток электроэлементов. М.: Энергия. 1978. — 192с.
- Сонн В.И. А.с. СССР 815 780, МКИ Н01Г41/04, 1981. Устройство для натяжения провода.
- Справочник по электрическим машинам: В 2 т. /Под ред. И. П. Копылова и Б. К. Клокова. Т.1. М: Энергоиздат. 1988. — 456с.
- Справочник по электрическим машинам: В 2 т. /Под ред. И. П. Копылова и Б. К. Клокова. Т.2. М: Энергоиздат. 1989. — 688с.
- Столов Л.И., Афанасьев А. Ю. Моментные двигатели постоянного тока. -М.: Энергоатомиздат, 1989. 224 с.
- Сурин Н.В., Цырлин И. А., Костин В. Ф. Об использовании различных типов обмоток в микроэлектродвигателях постоянного тока с полым немагнитным якорем. Сб. трудов электротехнического факультета //Электрические машины. — Воронеж, 1971. — с. 179−190.
- Тазов Г. В., Хрущев В. В. Автоматизированное проектирование электрических машин малой мощности: Учебное пособие для вузов. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1981. — 336 с.
- Терзян А.А. Автоматизированное проектирование электрических машин.- М.: Энергоатомиздат, 1983. 256 с.
- Тозони О.В., Маергойз И. Д. Расчет трехмерных электромагнитных полей.- Киев.: Техника, 1974. 352 с.
- Тозони О.В. Расчет электромагнитных полей на вычислительных машинах. Киев.: Техника, 1967. — 252 с.
- Токарев Б.Ф., Морозкин В, П., Киселев В. И., Шилов С. Г. Оптимизация двигателей постоянного тока с автономными источниками энергии. // Электротехника. 1982. — № 11. -с.44−49.
- Фиакко А., Мак-Кормик Г. Нелинейное программирование. Методы последовательной безусловной минимизации. М.: Мир, 1972. — 240 с.
- Хомяков В.В., Каган В. Г. и др. А.с. СССР 729 762, МКИ Н02К15/04, 1977. Способ изготовления обмотки полого якоря.
- Хрущев В.В. Электрические машины систем автоматики: Учебник для вузов. 2 изд., перераб. и доп. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985.-368 с.
- Черняускас Э.А., Декснис Р. В., У сков А.С. А.с. СССР758 278, МКИ Н01Г41/04, 1980. Устройство намотки электрических катушек.
- Чурсинов В.М., Костюченко Т. М. А.с. СССР 1 278 988, МКИ Н01Г41/04, 1986. Устройство для натяжения провода.
- Шеминов В.Г., Широков Ю. П., Цырлин И. А. Проектирование коллекторных двигателей постоянного тока малой мощности // Электротехника, 1984, № 9, с.42−44.
- Штелтинг Г., Байссе А. Электрические микромашины: Пер. с нем.: -М.: Энергоатомиздат, 1991. 229 с.
- Электрические двигатели с гладким якорем для систем автоматики/ Васильев Ю. К., Лазарев Г. В., Рубан Н. С. и др.- Под ред. Ю. К. Васильева. -М.: Энергия, 1979.- 176с.
- Юферов Ф.Н., СуринН.В., ЦырлинИ.С. Критерий, оптимальности магнитоэлектрических машин постоянного тока с полым якорем и внутренним расположением магнита. Сб. трудов электротехнического факультета //Электрические машины. Воронеж, 1973. — с. 126−133.
- DC Servomotors Super R. Промышленный каталог фирмы Sanyo Denki Co.Ltd., Япония, 1990.
- Maxon motor. Промышленный каталог фирмы Interelectric AG, Швейцария, 1989. ds
- Minimotor SA. Faulhaber motops. Промышленный каталог фирмы Minimotor SA, Швейцария, 1995−1996.
- Portescap Motion Systems. Промышленный каталог фирмы Portescap, ФРГ, 1995.
- Belmans R., VerdickD., Geysen W. Finite element method for analyzing the mechanical and thermal behavior of electrical machines. // Wiss. Schriftenr.Techn. Univ., Karl-Marx-Stadt. 1990. — № 2. — c.67−71.
- Krawczuk A, Weselucha Z. Beam software for electromagnetic modeling of electrical devices. // Pr. Inst, electrotechn., 1987. c. 111−118.
- Stoia D., Savu J., Radulesku M., Moiseanu A. Finite element modeling of permanent magnet devices. // Proc.Conf.Optimiz.Elec.Electron., Driving, Autom. and Comput. Equip., Brasov, Nov. 20−21,1987, Vol.1, 1987. c.13−17.135