WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Развитие теории и разработка вибрационных электромеханических систем сельскохозяйственного назначения

Автореферат докторской диссертации

 

На правах рукописи

 

 

Денисов Валерий Николаевич

 РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И РАЗРАБОТКА   ВИБРАЦИОННЫХ  ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ    СИСТЕМ     СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО    НАЗНАЧЕНИЯ   

 

 

Специальность: 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

 

 

 

Автореферат  диссертации на соискание ученой степени доктора

технических наук

Москва – 2012


Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении  высшего профессионального образования « Российский государственный аграрный заочный университет».  

Научный консультант:         Мамедов Фуад Алиевич   доктор технических наук, профессор.

Официальные оппоненты:

Беспалов Виктор Яковлевич, д.т.н.,  профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение  высшего профессионального образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ», профессор кафедры «Электромеханика»;

Гольдберг Оскар Давидович, д.т.н., профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение  высшего профессионального образования  « Московский государственный открытый университет им. В.С.Черномырдина», заведующий кафедрой «Электрических машин»;

Забудский Евгений Иванович,  д. т. н., профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение  высшего профессионального образования « Московский государственный агроинженерный университет  им. В.П.Горячкина»,  профессор кафедры «Электроснабжения и электрических машин».

Ведущая организация: Государственное научное учреждение   Всероссийский научно-исследовательский институт  электрификациии сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук.

Защита состоится «_29__»  _мая____ 2012__ г. в __ часов ___ минут

на заседании диссертационного совета Д  220.056.03  при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении  высшего профессионального образования « Российский государственный аграрный  заочный  университет»  по адресу:   143900,  Московская область,  г. Балашиха 8, ул. Ю. Фучика, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения  высшего профессионального образования « Российский государственный аграрный  заочный  университет».

Автореферат разослан ___ ______201___ г.

Ученый секретарь диссертационного света

к.т.н, доцент _______________________________________(О.П.Мохова)___


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

         Актуальность проблемы.  Содержанием современного этапа развития АПК является переход от экстенсивного к интенсивному пути развития. Аграрное производство РФ все еще  сохраняет черты экстенсивной системы.  Оно  в 5 раз более энергоемко, в 4 раза более металлоемко, а производительность труда  в 10 - 13 раз ниже, чем в США. Переход к интенсивному пути развития требует инновационных решений в отношении электрооборудования и технологий АПК, а также  модернизации существующей техники. На это  неоднократно указывалось в ряде директивных документов: Перечне приоритетных направлений развития науки, технологий и техники Российской Федерации,  Перечне критических технологий Российской Федерации. Это отмечается и  в Государственной программе  развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008..2012 годы. В материалах и рекомендациях Министерства сельского хозяйства и Россельхозакадемии большое внимание уделяется  повышению технического уровня сельскохозяйственной техники путем её модернизации. По существующим оценкам модернизация   технологических машин (ТМ)   даст экономический эффект в сотни миллионов рублей.                        Намечены два направления интенсификации производства продукции в АПК; разработка новой техники и модернизация существующей. Качественное изменение ситуации  в этих направлениях невозможно без  развития научного обоснования разработок и модернизации сельскохозяйственной техники.              Большинство ТМ,  эксплуатирующихся в настоящее время,  обладают повышенным энергопотреблением и избыточной материалоемкостью. Причинами этого являются:                                                                                                                                                                1.Использование несовершенных кинематических схем электропривода;               2.Морально и физически устаревший парк электрооборудования;                              3.Несовершенство технологических процессов и рабочих органов (РО) ТМ;          4.Недостаточное использование устройств регулирования характеристик электропривода с учетом изменения их в процессе работы.                                                    Одним из ключевых направлений  решения отмеченных выше проблем является   совершенствование применяемых  в АПК вибрационных ТМ, представляющих собой вибрационные электромеханические системы (ВиЭМС).  Ведь в 63% технологических процессов АПК источником вибрации являются инерционные дебалансные вибраторы, приводимые в движение в 71% случаев от асинхронных электродвигателей                                                                                            Рабочие органы ВиЭМС  совершают  движения, получаемые в результате композиции элементарных продольных перемещений по трем осям координат. Для реализации продольных перемещений  РО использование линейных асинхронных двигателей (ЛАД) в ВиЭМС наиболее рационально. Это позволяет устранить  кинематические энергопоглощающие устройства и снизить материалоемкость конструкции.  Применение ВиЭМС  с рекуперацией электрической энергии  и управлением работой ЛАД создает условия для повышения  энергетических показателей.  ЛАД с рекуперацией энергии и  управлением, вследствие  простоты изготовления, монтажа, обслуживания, использования вторичного элемента  ЛАД как РО ТМ, позволяют совершенствовать ВиЭМС для АПК.  Однако,  в силу большого разнообразия конструкций, малосерийного изготовления,  отсутствия опыта проектирования и эксплуатации ЛАД,  для создания энергоэффективных ВиЭМС на их основе   требуются научно обоснованные математические модели, обеспечивающие возможность многократных расчетов различных вариантов конструкций и нагрузок.

Перспективным направлением снижения материалоемкости ТМ является  совершенствование рабочих органов  ТМ за счет уменьшения избыточного запаса прочности. В связи с недостаточной научной и методической проработкой вопросов проектирования вибрирующих рабочих органов ВиЭМС,  в эти системы закладывают 2-3 кратный запас прочности, реализуемый избыточным объемом металлоконструкций. Это обусловлено  опасениями вибрационного разрушения привода и рабочего органа. Кроме того,  при создании ВиЭМС,  практически не исследованными остаются вопросы взаимодействия рабочих органов со средой. При проектировании  РО ВиЭМС мало  используются  резонансные  и нелинейные эффекты. Назрел вопрос о разработке методов исследований нелинейных колебаний РО  ресурсосберегающих ТМ с учетом их работы в сыпучей среде.            Взаимодействие электрических и механических подсистем в ВиЭМС  является неотъемлемой частью вибротехнологических процессов   в машинах и аппаратах АПК.  Выработка  научно обоснованных методов исследования взаимодействия таких подсистем позволяет найти подходы к улучшению  характеристик энергопотребления. Для  получения конструкций ВиЭМС, позволяющих решать поставленные выше задачи,  выработки рекомендаций по   их проектированию и  использованию,  необходимы научно обоснованные методы   моделирования   как работы составных частей в отдельности, так и  совместной работы этих частей.     Рабочие органы ТМ в сельском хозяйстве  используются   в широком  диапазоне амплитуд и частот, зачастую при неизменных параметрах колебаний. Это приводит к   снижению эффективности работы этих машин и качества выпускаемой продукции, так как в действительности эти параметры должны изменяться в процессе работы в зависимости от особенностей  технологического процесса.  Требуется дальнейшая модернизация ВиЭМС  АПК  с учетом возможности оперативного изменения параметров колебаний  в ходе технологического процесса.          ЛАД, используемый в приводе ВиЭМС, является несимметричной электрической машиной (ЭМ). В условиях сельского хозяйства,  ВиЭМС работает как часть несимметричной энергетической системы. Повышение энергоэффективности ВиЭМС невозможно без развития  теории энергетических процессов в несимметричных энергетических объектах. Для решения задач, возникающих на пути повышения энергоэффективности ВиЭМС, необходимо  совершенствование научного обоснования энергетических процессов в  ЛАД и несимметричных энергетических системах с учетом  неоднородности характеристик этих объектов.               Имеются следующие пути повышения энергоэффективности и снижения материалоемкости  ВиЭМС:                                                                                          1. Применение упрощенных кинематических схем электропривода в тех  случаях, когда это целесообразно, технически осуществимо и экономически оправдано. Эта мера позволяет не только экономить электрическую энергию, но и существенно снижать материалоемкость ТМ;                                                                              2. Создание  математических моделей  ЛАД для ВиЭМС, обладающих свойствами системности, универсальности и возможностями численно-аналитического исследования, как основы для разработки энергоэффективных и ресурсосберегающих  ВиЭМС;         

3. Создание системы диагностики ВиЭМС, как инструмента поддержания его высоких технических и энергетических характеристик;                                                           4. Совершенствование РО ВиЭМС с учетом их продольно-поперечных колебаний  в сыпучей среде на основе  теории нелинейных колебаний;                                     5.Разработка и реализация  концепции рационального питания  несимметричных ВиЭМС.                                                                                                                          В диссертационной работе впервые рассматриваются, представляющие  актуальную научно-техническую проблему, имеющие важное народно хозяйственное значение,  вопросы  научного обоснования  математических моделей ЛАД  с рекуперацией энергии, амплитудно-частотных зависимостей для рабочих органов ТМ, совершающих колебания в сыпучей среде, энергетических процессов, происходящих в электрических машинах (ЭМ) и несимметричных энергетических системах, а также модернизированные энергоэффективные ТМ для АПК.                    Цель диссертационной работы. Диссертационная работа направлена на развитие научных основ разработки  и   модернизации  ресурсосберегающих,  энергоэффективных вибрационных электромеханических систем для АПК с продольно-поперечными движениями рабочих органов.                                                   В соответствии с целью диссертационной работы были поставлены   следующие задачи:

  •  Разработка универсальных   инженерных математических моделей ВиЭМС на базе   ЛАД;
  • Исследование и сравнительный анализ разных типов ЛАД для ВиЭМС;
  • Экспериментальная проверка адекватности  разработанных математических моделей;
  • Развитие методов расчета  колебаний рабочих органов ТМ  при продольно-поперечных перемещениях в  сыпучей среде;
  • Разработка численно-аналитической математической модели для нелинейных ВиЭМС;
  • Разработка научных основ многопараметрической диагностики  ВиЭМС;
  • Развитие энергетической теории параметрически неоднородных систем  и методов  визуализации энергетических процессов в них;
  • Модернизация и разработка ВиЭМС на базе ЛАД с рекуперацией энергии для АПК.

         Объект исследований. Вибрационные электромеханические системы с продольно-поперечными движениями рабочих органов, использующие ЛАД, в частности  ТМ  АПК, служащие для  посева, сушки,  транспортировки,  переработки продукции.                                                                                                     Предмет исследований. Математические модели ВиЭМС на базе ЛАД, собственные колебания РО ВиЭМС с учетом влияния среды, энергетические процессы в несимметричных ВиЭМС.                                                                                Методы исследования. Основные результаты диссертационной работы получены на основании фундаментальных законов и уравнений электромеханик, механики, теории интегральных уравнений и вариационного исчисления.                  Достоверность результатов исследований и выводов проверялась экспериментальными и численно-аналитическими методами, сравнением  полученных результатов с решениями других авторов, экспертизой разработанных технических решений в Роспатенте РФ.

Научные результаты , выносимые автором на защиту:

  • Универсальные  математические модели ВиЭМС на базе ЛАД;
  • Результаты параметрических исследований на основе математических моделей;
  • Оценка энергетической эффективности ВиЭМС  с рекуперацией энергии и разночастотным   питанием;
  • Амплитудно - частотные характеристики рабочих органов сельскохозяйственных машин  при больших прогибах с учетом параметров среды;
  • Научное обоснование способа диагностики ВиЭМС;
  • Энергетическая теория и визуальные модели энергетических процессов в параметрически  неоднородных системах, имеющих место в АПК;

        Научная новизна работы состоит в следующем.

  • Развита итерационная схема нахождения решения полевого уравнения  для ЛАД;
  • Разработаны математические модели ВиЭМС, ориентированные на инженерную практику;
  • Проведен сравнительный анализ ЛАД с рекуперацией энергии и с разночастотным питанием и выработаны  рекомендации по их применению в сельском хозяйстве;
  • Впервые асимптотический метод В.В.Болотина (АМБ) применен для исследования собственных частот, амплитудно-частотных характеристик  рабочих органов сельскохозяйственных машин в сыпучей среде;
  • Разработан математический аппарат для анализа нелинейных  ВиЭМС;
  • Научно обоснован новый способ диагностики  ВиЭМС;
  • Впервые предложены визуальные модели энергетических процессов в ЭМ и введены понятия d и q подмножеств токов ЭМ.

Практическая ценность  предлагаемой диссертационной работы заключается   в следующем:

  •  Разработке  моделей ЛАД, ориентированных на среду специалистов;
  • Упрощении кинематических схем, уменьшении   материалоемкости, повышении качественных характеристик  ряда ВиЭМС, эксплуатируемых в АПК;
  • Возможности проводить параметрическое исследование процессов в  ВиЭМС на основе полученных аналитических приближений;
  • Получении аналитических выражений амплитудно-частотных характеристика  рабочих органов  ВиЭМС с учетом влияния  среды ;
  •  Разработке способа диагностики ВиЭМС.
  • Разработке новых, защищенных патентами РФ, ВиЭМС сельскохозяйственного назначении (сеялки, сушилки, смесители) с улучшенными характеристиками.

Реализация результатов диссертационной работы.  Основные результаты диссертации использованы при выполнении госбюджетных НИР, проводимых в ФГБОУ ВПО « Российский государственный аграрный заочный университет» по теме «Разработка научного обеспечения и обоснования требований по повышению эффективности технологических машин АПК со встроенными электродвигателями» и в рамках договора о научном сотрудничестве со Смоленским НИИ сельского хозяйства  Россельхозакадемии. Результаты работы использованы концерном «Русэлпром»  при создании энергоэффективных двигателей серии 7AVE и энергонасыщенных тракторов  «Беларус-3023». Используются   ОАО «Амкодор» республики Беларусь  при модернизации    зерноочистительно-сушильных комплексов ЗСК-40Ш. Внедрены  в учебный процесс  в  филиале ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ» в г. Смоленске и в ФГБОУ ВПО « Российский государственный аграрный заочный университет» г.Балашихи Московской  области.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях, школах и симпозиумах: Всесоюзной школе по  актуальным проблемам  механики оболочек( Казань,КАИ,1983), IV  Международной конференции «Электротехника, электромеханика и электротехнологии»(18 – 22 сентября 2000. Россия, Клязьма), 5-й Международной. конференции. МКЭЭЭ(Крым, Алушта, 2003),  4-м и 5-м международных симпозиумах «ЭЛМАШ - 2002», «ЭЛМАШ - 2004» (Москва), научно-технических конференциях РГАЗУ (Москва, 2006 – 2009 гг.), международной научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии» (Томск,2005 г.), Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий» (Екатеринбург: ГОУВПО УГТУ – УПИ, 2006), VI Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике» (Чебоксары, 2006 г.), XI-й, XII, XIII Международных конференциях « Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты»( 2006 г., 2008 г., 2010 г., Крым, Алушта), V всероссийской научно-технической конференции «Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии», (Тула, 2006), Всероссийской научно-технической конференции «Приоритетные направления развития науки и технологий» (Тула,2006), VII Всероссийской .научно-технической конференции «Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем» (Чебоксары, 2007), 6-й, 7-й  Международных научно-технических  конференциях «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» ( 2008 г, 2010г.,  Москва, ГНУ ВИЭСХ), ХХI, XXII Международных  научных  конференциях « Математические методы в технике и технологиях».- ММТТ-21 (Саратов,  2008), ММТТ-22 (Псков, 2009), XXVII Российской школе « Наука и технологии» ( Екатеринбург, УрО РАН, 2008), Международной научно-практической конференции «Обеспечение и рациональное использование энергетических и водных ресурсов в АПК» (Балашиха, РГАЗУ, 2009), Межд. Научн.-техн. конференции. «Энергетика, информатика, инновации -2011» ( Смоленск,2011).

Публикации. Содержание работы отражено в  1 монографии,    1 учебном пособии с грифом УМО и  научных публикациях. В их числе   14    статей в ведущих рецензируемых научных журналах,     31      публикация в материалах конференций, совещаний и симпозиумов, имевших статус всероссийских и международных,        12 патентов на изобретения и полезные модели.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы из    290    наименований и приложения, изложена на     350 страницах  машинописного текста.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована  ее цель, осуществлена постановка задач, приведены основные результаты работы, выносимые на защиту,  данные о ее новизне,  практической ценность, публикациях и структуре диссертации.

В первой главе  приводится обзор современного состояния  и  областей  применения вибрационных технологий в основных отраслях сельского хозяйства.

Проанализировано  большое число работ в направлении уменьшения энергозатрат  при использовании вибраций в области почвообработки. Отмечен вклад М.М. Крылова, А.Г Вульфа, Д.Д.Баркана, Н.С.Шкуренко, Г.Г.Трапезонцева, О.В.Верняева, В.И. Ускова, Л.В. Александряна, Р. Мюллера, А. Газеллы, А.И.Тарана,  А.Г Демьянченко и др. в  этом направлении.

. В этих работах отмечается влияние вибраций на уменьшение тягового сопротивления плугов от 20% до 35%, снижение залипания рабочих органов, улучшение водно-воздушного режима, вспушивания, скважности и проницаемости почвы. Зафиксированы преимущества электропривода для задания движений рабочих органов ТМ,  где нужно менять частоту вращений или колебаний рабочих органов. Отмечено, что рассредоточенные электродвигатели, непосредственно передающие движения рабочим органам,  позволяют увеличить КПД  механизмов, уменьшить их материалоемкость, улучшить качественные характеристики за счет внедрения микропроцессорной техники.

Проанализировано применение вибрационных технологий  в растениеводстве. В работах В.М.Булгакова,  В.В. Брея,   А.А.Василенко, П.М.Василенко, А.Г.Возмилова, Б.А.Волика, Н.П.Волоха, В.И.Гиммерфельда, В.И.Горшенина,   Б.В.Зонова, Н.М. Зуева. Заложены  основы  проектирования, теории и практики вибрационных технологий при  посеве и уборке урожая.  Обоснованы параметры рабочих органов; изучены схем вибропривода.  Проведены экспериментальные исследования  работы подкапывающих и сепарирующих рабочих органов, по снижению потерь при уборке корнеплодов. В области внесения в почву удобрений и семян с использованием вибрационных технологий особо отмечены работы Н.М. Беспамятновой, посвященные вибрационным процессам при внесении в почву семян и удобрений, анализу колебаний и вибраций в технологических процессах.  Значительный вклад в создание вибрационных аппаратов для подготовки удобрений, для внесения удобрений и семян  в почву, в методы частотного управления рабочими органами,  выбора параметров и режимов технологических процессов осуществлен в работах Н.М.Кулешова, В.А.Рычкова, А.С.Вишнякова, С.В.Кравченко, С.А.Овсянникова, В.Г.Захарченко,  Н.П.Боровинских, О.А.Пономаревой, Р.С.Рахимова.

Проанализированы  работы по применению вибраций в послеуборочных операциях. Большой вклад в изучение вибрационных технологий в послеуборочных операциях  внесли Н.Е. Авдеев, С.С. Алатырев, В.Н. Анискин, А.С. Архипов, А.М.Васильев, Н.Г. Гладков, В.В. Гортинский, В.П. Горячкин, А.Г. Громов, П.М. Заика, А.Н. Зюлин, А.И. Климок, И.Е. Кожуховский, Н.Ф. Конченко, Н.И. Косилов, В.А.Кубышев, П.Н. Лапшин, И.П.Лапшин, М.Н. Летошнев, А.А. Лопан, Е.А. Непомнящий, Г.Т. Павловский, Ю.В. Терентьев, Г.Д. Терсков, М.А. Тулькибаев, Н.Н. Ульрих,  И.Я Федоренко, В.М Фоминых, В.М.Цециновский, Р.Б.Яруллин. В их работах исследованы вопросы  повышения эффективности работы колеблющихся поверхностей, уменьшения энергоемкости процесса сепарирования. Развита теории вибрационного перемещения зерновых смесей,  моделирования реологических свойств сыпучих материалов,  поведения сыпучих материалов при вынужденных воздействиях,  движения  частиц в псевдоожиженных материалах. Рассмотрены устройства для разгрузки сыпучих материалов, транспортирования и смешивания сыпучих материалов. Исследовано влияние вибраций на технологические процессы   в сыпучих материалах, на повышение эффективности работы вибрационных механизмов за счет использования дорезонансных, резонансных или зарезонансных  режимов работы.

Схематизированная структура   этих областей на основании статистической обработки  числа публикаций по соответствующему направлению представлена на рис.1.

Рис.1 Структура областей применения вибраций.

Выделен класс сельхозмашин  ВиЭМС с продольно-поперечными движениями рабочих органов. Определены направления повышения энергоэффективности и ресурсосбережения ВиЭМС рассматриваемого класса: почвообработка, растениеводство, послеуборочные технологии. Систематизированы вопросы моделирования, анализа  и диагностики электромеханических систем и составляющих их частей. Исследования, проведенные в рассматриваемых областях,  показывают, что: — в настоящее время  в большинстве вибротехнологических сельскохозяйственных машин до сих пор используется электропривод с редуктором или с дебалансными механизмами;                                                                                      

—заявленные цели по энергоэффективности и ресурсосбережению влекут за собой детальный анализ обоснованности применения подобных кинематических схем электропривода;

— требует развития теория электромагнитных и энергетических процессов в ЭМ,  применяемых для привода РО вибрационных ТМ;

— отсутствуют исследования нелинейных колебаний   рабочих органов   ТМ,  представляющих собою пластины или оболочки, совершающие   колебания  в сыпучей среде;

— недостаточно научное обоснование ВиЭМС как единого целого: источник энергии, двигатель, рабочий орган, рабочая среда, система управления;

— несовершенна научная база диагностики  ВиЭМС по фактическому состоянию.  

Таким образом,   для разработки новых  и модернизации существующих типов ВиЭМС требуются научно обоснованные методы моделирования и анализа как их составных частей, так и ТМ как единой системы из взаимодействующих между собой частей.

Для этого целесообразно  использовать математическое моделирование ЛАД, основанное на фундаментальных работах Вольдека А.И., Гольдберга О.Д., Беспалова В. Я.,  Иванова-Смоленского А.В., Копылова И.П.,  Литвина В.И., Львовича А.Ю., Малиновского А.Е., Мамедова Ф.А.,  Сарапулова Ф.Н., Скубова Д.Ю., Ходжаева К.Ш.,  Ямамуры,  и топологический подход, присущий работам Г. Крона и Н.Хенкока.  Исследование ММ ЛАД и топологических свойств операторов ММ  — основные  составляющие анализа электромагнитных и энергетических процессов в ВиЭМС.  

Для научного обоснования  разработки и модернизации  рассматриваемого класса сельхозмашин, в работе выделены основные направления совершенствования методов моделирования и анализа :

—создание  ММ ВиЭМС на базе ЛАД, обладающих свойствами универсальности, системности, аналитичности, применимости в инженерной среде;

—совершенствование методов исследований ММ ВиЭМС и их составных частей;

—разработка методов анализа операторов ММ.

Исследования, предпринятые в этих направлениях,  создают научные основы разработки  и модернизации энергоэффективных сельскохозяйственных ВиЭМС путем  совершенствования  ММ ВиЭМС на базе ЛАД, методов моделирования рабочих органов ВиЭМС,  расчета  ВиЭМС при совместной работе всех ее составных частей, теории преобразования энергии в  ВиЭМС.

В главе отмечен большой вклад в изучение задач о динамическом взаимодействии колебательных систем с источниками энергии   классических работ  В.О. Кононенко, И.И.Блехмана  ,  К.В.Фролова , К.Ш.Ходжаева, А.Ю. Львовича, Д.Ю. Скубова.. Их исследования основываются  на использовании асимптотических методов, методов осреднения, малого параметра, разделении переменных для соответствующих операторных уравнений. Вместе с тем существует метод, позволяющий строить решения  операторных уравнений ММ используя информацию об уравнении, заключенную в функции Грина.

Отражен вклад в развитие теории построения решений операторных уравнений с использованием функций точечного источника Г.Хермандера , В.С.Владимирова , Л. Шварца, В.Д.Купрадзе и М.А.Алексидзе, Г.Шмидта , В.В. Болотина, В.И. Астахова,  Ю.А.Бахвалова, С.Ю.Князева,  А.И.Маликова. Отмечено, что направление применения фундаментальных функций для построения решений уравнений в электромеханике  требует дальнейшего развития.

Проанализированы работы по повышению энергетических характеристик ЛАД и применению ЛАД в АПК. Отмечен  вклад  А.И.Вольдека, О.Н. Веселовского, А.Ю. Коняева, Ф.Н. Сарапулова, Ф.А. Мамедова, А.Е Малиновского, В.И.Литвина,  Б.И. Петленко, Р.С. Аипова,  и др. Отмечено, что для расширения области применения ЛАД в АПК требуется развитие ММ  ЛАД и методов их  исследования для использования устройств компенсации краевых эффектов и рекуперации энергии.

В главе показана необходимость эксплуатационной диагностики ВиЭМС и приведены сведения о методах диагностики электродвигателей и систем, которые разработаны в трудах ВИЭСХ,  Ю.С.Борисова,  О.Д.Гольдберга, С.В. Оськина,  А.И. Некрасова, С.О. Хомутова,  В.С.Петухова,  и др.

На основании проведенного анализа сформулированы основные задачи диссертационной работы, выбраны методы  их решения, намечены направления  экспериментального  исследования адекватности получаемых результатов,  разработки  энергоэффективных  ТМ для некоторых  направлений АПК и методов диагностики ВиЭМС.

Вторая  глава посвящена построению аналитических решений для векторного магнитного потенциала ЛАД на базе  применения функции Грина  и  методам построения инженерных моделей  ЛАД, использующихся в приводе сельхозмашин. Исследования производились как для моделей с распределенными параметрами (уравнения в частных производных — УЧП), так и для математических моделей с сосредоточенными параметрами (обыкновенные дифференциальные уравнения –ОДУ). В  качестве базовой модели ЛАД принята известная модель конвективной диффузии с  соответствующими  начальными и граничными условиями.  Использовано уравнение конвективной диффузии с переменными коэффициентами. Согласно этой модели векторный магнитный потенциал  ЛАД, изображенного на расчетной схеме рисунка 2, может быть описан уравнениями в  о.е.  вида:

,                                                                       (1) .

Краевые условия на бесконечности  и начальное условие принимаются равными нулю.  Выше обозначено:  - векторный магнитный потенциал (ВМП),  - переменные пространства и времени,  - плотность тока обмотки индуктора,   - скорость движения вторичного элемента (ВЭ),  - координаты концов ВЭ,  - функция  магнитной проницаемости индуктора,  -электрической проводимости, коэффициент . Остальные обозначения общеприняты.

Получение решения для векторного магнитного потенциала  основывается на   итерационной схеме

.                                                          (2)

Рис.2 Расчетная схема одномерного ЛАД. 1 - индуктор, 2 – вторичный элемент.

В (2) используется свертка функции Грина левой части уравнения (1) с постоянными коэффициентами и правой части этого же уравнения. Схема основана на применении  функции Грина соответствующего линейного оператора в совокупности с методом интегральных уравнений. При этом функция Грина вводится  для режима идеального холостого хода и  для режима нагрузки.

Приведены численно-аналитические решения задачи для различных случаев исполнения ЛАД. На рисунке 3 показаны кадры анимации вектор-потенциала  ЛАД с коротким ВЭ. Темной полосой показано положение ВЭ.

Рис.3   Графики потенциала  в разные моменты времени.

Из рисунка 3 видно, что в месте прохождения ВЭ происходит «провал» волны ВМП. ВЭ движется с постоянной скоростью  в положительном направлении оси х, начиная от точек с координатами  до точек , пересекая в своем движении область первичной обмотки . В главе обоснована сходимость метода к точному решению задачи.

Для нужд практики разработана инженерная модель ЛАД,  включающая в себя три блока обыкновенных дифференциальных  уравнений.

Первый блок связан с описанием электромагнитного поля ЛАД.  Для описания  поля использовано уравнение  конвективной диффузии типа  (1)

         ,                                                                                    (3)

которое дополняется соответствующим граничными и начальным условиями

.                                               (4)

Здесь   - электромагнитная добротность,  - координаты левой и правой границ ЛАД, ,  - скорость подвижной части,  - начальное распределение векторного магнитного потенциала. Все выражения и величины в (3), (4) даны в о.е..

Приведенное УЧП заменяется двумя ОДУ первого порядка, полученными из него методом Бубнова – Галёркина. При этом  решение

и первичный ток

 

представляются в виде частичных сумм их разложений  в ряды по собственным функциям задачи Штурма – Лиувилля, удовлетворяющим краевым условиям (4). Первый член ряда возбуждаемого электромагнитного поля выражается через  намагничивающие токи , а первый член соответствующего ряда для тока, выражается через первичные токи . Первый блок уравнений имеет вид:

                 (5)

Второй блок уравнений связан с описанием электрических цепей индуктора.  Он задан двумя ОДУ первого порядка с соответствующими начальными условиями. Уравнения получены на основе баланса электрических сил в фазах индуктора и имеют вид:

,

(6)

.

Этим блоком определяются значения токов, потребляемых ЛАД из источника питания.

Третий  блок уравнений моделирует механическую цепь ВиЭМС. Описание механической цепи дано двумя ОДУ первого порядка с соответствующими начальными условиями. Уравнения получены на  основе балансов механических сил и перемещений. Этот блок определяет значения  скорости  и перемещения   подвижной части  массой :

,                                                                           (7)

.                                                                                           (8)

Разработанная математическая модель   (5)-(8) представляет собой нелинейную систему из шести ОДУ первого порядка с соответствующими начальными условиями. При необходимости, её можно расширить включением второго, третьего и так далее членов ряда ВМП. Каждый такой член добавляет в математическую модель два ОДУ. Адекватность модели подтверждается данными многочисленных публикаций, а также экспериментальными данными.

Для ВиЭМС с параметрами ЛАД: длинной -1м, шириной- 0,2м, зазором – 0,02м,  числом пар полюсов -2,  при максимальном числе проводников в пазу – 100, магнитной проницаемостью  и электрическая проводимость вторичной части – соотвественно  Гн/м и  1/(Ом*м), массе подвижной части  2кг, пусковой силе и силе нагрузки -100Н и 50 Н, амплитуде фазного напряжения -393В и частоте  50 Гц было произведено моделирование по предложенной выше инженерной модели. На рисунках 4, 5  изображены результаты моделирования пуска ЛАД в режиме  холостого хода. Из рисунка 4 видно, что среднее значение электромагнитной силы стремится к  нулю, график скорости выходит на постоянную величину. Изображение рисунка 5 показывает, что потребляемая мощность стремится к константе, а полезная равна нулю.

Пусковые характеристики ЛАД при повышенной и пониженной добротности  при наличии нагрузки изображены на рисунке 6. На нем изображены графики электромагнитной силы и скорости,  полученные при решении инженерной модели для добротности   и  о.е.. Значения пусковой силы и нагрузки принимались равными  100 Н и 50 Н соответственно.  Остальные параметры брались, как и для случая ХХ ЛАД.  Предложенная инженерная модель применена к анализу различных типов ЛАД для ВиЭМС: при наличии накопителя энергии в виде пружины ( рисунок 7) и с разночастотным питанием( рисунок 8). Для рассматриваемых приводов получено, что КПД привода с пружиной составил 0,70,  в то время как КПД привода с разночастотным питанием  составил 0,67.  Поэтому при создании ТМ для АПК на базе ЛАД  предпочтительнее устройства с рекуперацией энергии,   использующие пружины Таким образом, материал данной главы позволяют не только исследовать ВМП в ЛАД, но и проводить параметрическое моделирование для  ВиЭМС, реализующих колебательные режимы работы РО при помощи ЛАД. Даны рекомендации для применения ЛАД в  АПК.

Рис. 4. Графики скорости -2 и электромагнитной силы -1

Рис.5. График потребляемой мощности -1

Рис.6 Графики электромагнитной силы и скорости

а).при добротности ,б). при .

.

Рис.7 Принципиальная схема привода с трехфазным ЛАД и пружиной

Рис.8 Принципиальная схема привода с разночастотным питанием

         Третья глава посвящена экспериментальному подтверждению адекватности   численно-аналитических решений, полученных  в главе 2. С этой целью был поставлен эксперимент по сравнению расчетных и экспериментальных данных для конкретного ЛАД. Эксперимент был проведен на кафедре  «Электромеханические системы» филиала «МЭИ(ТУ)» в г. Смоленске.  Эскиз  ЛАД изображен на рисунке 9. Экспериментальная установка выполнена  по принципиальной схеме,  приведенной на рисунке  10.

Рис.9. Эскиз экспериментального ЛАД. 1- пакет индуктора, 2 – обмотка индуктора, 3 – вторичный элемент, 4 – измерительные катушки.

Рис. 10. Принципиальная схема установки. 1 -обмотка индуктора, 2 – вторичный элемент, 3 – измерительные катушки k1,…k60.

Конструктивно установка является  двусторонним ЛАД с шихтованным ферромагнитным ярмом для замыкания магнитного потока. Сердечники выполнены  шихтованными из листов электротехнической стали. Вторичной часть является алюминиевая шина. Эксперимент проведен для четырех случаев: режим идеального холостого хода (ИХХ)-рис.11, режим короткого замыкания (РКЗ) с положением ВЭ со смещением влево – рис.12, вправо относительно центра и по центру- рис.13, 14. Полученные экспериментальные данные на основе проведенной статистической обработки материалов свидетельствуют об адекватности решений, полученных при помощи разработанных моделей,  результатам эксперимента.

Рис. 11. Режим ИХХ ЛАД                           Рис. 12. Короткий ВЭ.

1- экспериментальные данные                              смещен влево                                 2- результаты расчета             

Рис.13.Короткий ВЭ размещен по центру    Рис.14. Короткий ВЭ смещен вправо

Кроме этого  экспериментально исследовано влияние длины  ВЭ на распределение поля ЛАД  и получены данные, указывающие на необходимость  учета геометрических параметров ВЭ при конструировании ЛАД с длинным индуктором. Экспериментально оценено влияние вида соединений обмотки в «звезду» или «треугольник» на поле в ЛАД.  

В четвертой  главе  приводятся результаты  расчетов  колебаний   в  сыпучей среде РО сельхозмашин, имеющих вид пластин или пологих оболочек. Считается, что среда находится в псевдоожиженном состоянии. Эти вопросы имеют важное значение при подборе режимов работы  ТМ при вынужденных колебаниях, а также для создания рабочих органов удовлетворяющих задачам ресурсосбережения. Для научного обоснования исследований и получения практически применимых аналитических формул использован  асимптотический метод В.В.Болотина (АМБ). Задачи решались в нелинейной постановке. Применялись математические модели в форме записи Кармана для  рабочих органов ТМ в виде прямоугольных в плане пластин и пологих оболочек.

Для исследования собственных колебаний прямоугольных в плане однородных тонких гибких прямоугольных пластин  использованы уравнения Кармана

,             

.

Здесь – функция прогиба, - функция усилий в срединной плоскости, -функция свойств среды,  D- цилиндрическая жесткость, h-  толщина пластины, E- модуль упругости, - плотность материала пластины,  - оператор Лапласа. Граничные условия для функции   формулировались стандартным образом, для функции усилий  - в среднем. В соответствии с основной идеей АМБ решение во внутренней области представлялось в виде

Здесь , , и , - неизвестные волновые числа и фазы,  - неизвестные постоянные, которые выбирались так, чтобы тангенциальные граничные условия удовлетворялись в среднем,  - неизвестная функция, если не идет речь о случае малых колебаний. Учитывая, что система уравнений Кармана следует  из вариационного принципа Гамильтона-Остроградского

и  используя для построения приближенного решения осредненную по волновой ячейке плотность лагранжиана , неизвестная функция  определялась из вариационного уравнения .        Уравнение Эйлера для этой вариационной задачи  при имеет вид

.                           (9)

Решение уравнения  (9) искалось  в эллиптических функциях  Якоби в виде

, ,                                                                          (10)

где k – модуль эллиптической функции, K(k) – полный эллиптический интеграл первого рода, ? – частота собственных нелинейных колебаний. При этом частота ? и модуль k эллиптической функции k удовлетворяют соотношениям:

          (11)

                             (12).

Далее в главе приведены  выражения для  в зависимости от волновых чисел. С учетом динамического краевого эффекта получены уравнения для нахождения волновых чисел

.

Для различных видов краевых условий  найдены решения этой системы уравнений при помощи метода итераций. Сравнительный анализ с известными результатами для случая пластин в отсутствии сыпучей среды при  подтверждает адекватность  результатов. На рисунке 15 приведены результаты для амплитудно-частотных зависимостей шарнирно-опертых и защемленных квадратных пластин.

Сравнительный анализ результов, приведенных на рис.15,  с известными результатами А.С. Вольмира, подтверждает  хорошее  соответствие даже  для низших частот. Данные для пластин в сыпучей среде, полученные по этой же схеме, позволяют использовать их при создании новых рабочих органов ВиЭМС с учетом свойств сыпучей среды.

Рис.15 Амплитудно-частотные зависимости для нелинейных колебаний пластин

         Аналогичным образом получены и результаты для собственных колебаний рабочих органов сельскохозяйственных ТМ,  моделями которых служат пологие тонкие оболочки. Для исследования колебаний в этом случае применяются  уравнения вида:

                                                                

.                                             

Граничные условия формулируются аналогично случаю пластин. Рассматриваются собственные колебания пологих оболочек.  Порождающее решение в области срединной поверхности, удаленной от кромок ищется  в виде

                 

                                                              

Здесь n11, l11, n22,l22, n12, l12 – неизвестные параметры, независящие от координат и времени. Они выбираются из условия удовлетворения в среднем граничных условий в тангенциальном направлении. Кривизны обозначены через ,.  Используя вариационный принцип  Гамильтона-Остроградского и идею осредненного по волновой ячейке лагранжиана, приходим  к нелинейному дифференциальному уравнению второго порядка относительно

.                                                                                   

с начальными условиями , . Применив метод гармонической линеаризации, положим, что  и после преобразований получим

,                                                                          (13)

где обозначено

Введены следующие обозначения:

Неизвестные параметры   и волновые числа  находятся усреднением по контуру оболочки и решением уравнений стыковки соответственно. Результаты численного моделирования  зависимости  амплитуды от  частоты в  о.е. для оболочек в отсутствии среды приведены на рисунке 16

Рис.16. Амплитудно-частотные зависимости для колебаний пологих оболочек.

На основании полученных результатов проведены исследования влияния тангенциальных граничных условий на частоты собственных колебаний, описан эффект группировки частот при больших прогибах около некоторой характерной частоты, обнаружено наличие точек бифуркации при пересечении скелетных кривых  для случая оболочек. Получено  влияние сыпучей среды на  сдвиг резонансных частот в сторону более низких частот  колебаний.  Результаты данной главы  необходимы для  использования на этапе проектирования новых РО ТМ сельскохозяйственного назначения дорезонансного, резонансного или  зарезонансного типов.

В пятой  главе изложено   применение метода функций Грина к нелинейным задачам моделирования ВиЭМС. Используются дифференциальные уравнения, описывающие электромеханическую систему в целом, а значит учитывающие взаимодействие электромагнитных и механических процессов в ВиЭМС.  Нелинейная постановка задачи  позволяет исследовать как различные законы питания ЭМ, так и воздействие на ВиЭМС законов управления. Вибрационная электромеханическая система     описывается с помощью системы дифференциальных уравнений первого порядка, записанной относительно характеристик электрической и механической частей системы следующим образом:

                                                                                          (14)

,                                                                                                                      (15)

где  –  вектор, координаты которого есть обобщенные координаты электромеханической системы (например,  фазные токи или потокосцепления, угловые скорости  и т.п.); – вектор питающего напряжения статора или ротора, а также внешних моментов механической части системы;  – параметрическая матрица потокосцепления с постоянными элементами; –вектор-функция, представляющая нелинейную связь, обусловленную произведением обобщенных координат или законом управления, – начальные условия. Такая постановка задачи позволяет моделировать ВиЭМС с различными типами  питания  и при наличии законов управления. Для получения решения системы (14) вводится  матрица Грина как решение системы дифференциальных  матричных  уравнений:

,                               

Принято, что элементы матрицы Грина  ,                              

представляют собою отклики электромеханической системы по обобщенной координате с индексом  на импульсное воздействие по цепи питания с индексом . С использованием интегральных преобразований и итерационной процедуры было найдено решение системы дифференциальных уравнений (14),  (15) по формулам

.                                                   (16)

В  качестве начального приближения  принимается  отклик линейной части системы на заданное внешнее воздействие при нулевых начальных условиях  .

Выражение (16) позволяет получать аналитические или численно-аналитические зависимости для характеристик  рассматриваемых систем. Для ускорения сходимости итерационного процесса  учитываются изменения матрицы Грина на соответствующих  промежутках  времени:

.                                       (17)

Исследован  случай ВиЭМС с низкоскоростным ЛАД. Ниже приведена принципиальная схема ВиЭМС и результаты математического моделирования. Сравнение результатов, полученных разными методами, показывает применимость предлагаемого метода к  моделированию ВиЭМС.

Кинематическая схема электропривода  колебательного движения

1-демпфирующий элемент, 2- вторичный элемент, 3 – пружина, 4 – индуктор, 5 – блок управления ЛАД.

Изменение во времени скорости  ВЭ

    1. -Расчет методом Рунге-Кутта

7-  Расчет методом функций Грина

Рис.17. Кинематическая схема  и графики изменения скорости

.Рис.18. Ток индуктора, рассчитанный разными методами

Рис.19. Перемещение ВЭ, подсчитанное этими же методами

         В этой же главе производится  научное обоснование  метода диагностики   ВиЭМС, построенного на основном свойстве матриц Грина – информации о состоянии и характеристиках системы. Эта информация может быть получена для любой системы путем воздействия на нее импульсными источниками заданной мощности.  Показано, что если воздействие осуществляется точечными источниками, то  отклики системы формируют матрицу Грина. Если воздействие осуществляется функцией Хевисайда, то отклики системы формируют интегральную матрицу Грина. Получаемые матрицы откликов являются функциональными матрицами, но, тем не менее,  они путем обработки их элементов преобразуются в числовые матрицы. Это оказывается удобным для хранения и сравнения этих матриц с эталонными для исследуемого объекта матрицами. Путем сравнения числовых матриц текущего состояния системы с эталонной матрицей этой же системы делаются заключения о текущем состоянии системы  и о месте возникновения дефектов. Разработана методика оценки текущего состояния электрических двигателей с фазным ротором, защищенная патентом [52]. По этой методике в соответствии с принципиальной схемой (рис.20) проводились измерения  в  фазах  двигателя по определенной циклической схеме.

Рис.20 Принципиальная схема опыта по диагностике ЭД с фазным ротором.

Опыты осуществлялись как для двигателя со всеми исправными фазами, так и для случая неисправностей в обмотке одной из фаз.  На фазу 1 статора эталонного асинхронного двигателя  с активным сопротивлением 3 Ом  подавалось постоянное напряжение амплитудой 12 В   в виде функции Хевисайда. За это же самое время с обмоток  1, 2, 3, 4, 5, 6 (Рис.  20 ) одновременно снимались показания цифровым запоминающим осциллографом PCS500, при одинаковых сопротивлениях  шунтов (Ш) 0,25 Ом. Опыт циклически повторялся для каждой фазы двигателя. Имитация  повреждения обмотки проводилась включением дополнительного сопротивления в цепь фазы 2 статора  (Рис. 20 ). Экспериментальные данные в обмотках без повреждений и в обмотках с повреждениями приведены на рис.21,22. На рисунке 21 представлена осциллограмма  для обмоток с неповрежденными фазами. На рисунке   22 представлена осциллограмма для обмоток при наличии повреждения, которое моделируется сопротивлением 10 Ом.  Данные осциллограмм  используются для построения матрицы Грина.  Информации, содержащаяся в матрице Грина и представленная таблицей 1,  по аналогии с реляционными базами данных хранится виде массивов (таблиц).

Рис.21. Обмотки с неповрежденными фазами.

Рис.22. Обмотка при наличии повреждения

Таблица 1. Элементы интегральной матрицы Грина.

Предложен критерий оценки текущего состояния  двигателя на основе сравнения  элементов матрицы Грина этого состояния с соответствующими элементами эталонной матрицы Грина.  Обосновано применение микропроцессорной техники для использования этого критерия. Рассмотрены случаи применения вышеописанного алгоритма для систем,  выведенных из рабочего состояния.

Шестая глава посвящена развитию теории энергетических  процессов в ВиЭМС. ВиЭМС на базе ЛАД является несимметричной электромеханической системой. Теоретические основы преобразования энергии в таких системах в настоящее время разработаны слабо. Основным элементом  разработанной теории является  матричная  ММ  электромагнитных и энергетических процессов в ЭМ. Информация о механической части ВиЭМС вводится в ММ с помощью задания угловой (линейной) координаты ротора (или ВЭ) .  ВиЭМС представлена  линейным оператором с матрицей , который в векторном пространстве токов  осуществляет  преобразование координат  . Базисы, в которых записаны векторы  статора и ротора , связаны углом .  В модель входят и соотношения, определяющие эффективность электромеханического преобразования энергии:

мощность электрических и магнитных цепей  ВиЭМС

();

мощность механического входа ВиЭМС  

.

Для исследования  энергоэффективности введено  понятие  совокупной мощности линейного оператора . Это выражение фактически является моделью мощности ВиЭМС.

Кроме того, для  исследования топологических  свойств  предложено использовать данную  математическую модель в виде .   В соответствии с записанной формулой, очевидно,   что  при фиксированном внешнем воздействии  в ЭМ возможны только токи, определяемые условиями существования матрицы . Определен комплекс топологических свойств ВиЭМС — свойства параметрической матрицы , векторного пространства  и поля мощности ЭМ. Развита концепция по использованию топологических свойств  ММ ВиЭМС  для анализа происходящих в них процессов.  Разработанная модель ориентирована на матричные исследования энергетических  процессов  и многопараметрическую (матричную) диагностику ВиЭМС.

В качестве еще одного элемента теории энергетических процессов разработаны вопросы приводимости матрицы оператора ЭМ в пространства меньшей размерности с учетом ограничений  на векторы напряжений и токов, накладываемые схемой соединений обмоток. Особое внимание уделено матрицам взаимной индукции ротора и статора  ()  и (). Для исследования вопросов приводимости использована  векторно-матричная модель ЭМ  вида:

.

Векторы  заданы в системе координат  ротора, а векторы    в системе координат  статора;  - матрица индуктивных сопротивлений взаимной индукции «ротор-статор»;  - аналогичная матрица «статор-ротор»,  - скольжение. Матрицы  являются собственными параметрическими матрицами статора и ротора, включающими в себя диагональные матрицы параметров рассеяния  и квадратные матрицы самоиндукции статора и ротора . Наличие в составе  матриц рассеяния гарантирует  существование обратных матриц . Это позволило исключением вектора тока ротора  записать уравнение машины в трехмерном пространстве токов статора:

,                                                                                                         (18)

где

Этот подход позволил исследовать параметрические свойства ЭМ, выявить область существования решений задачи приводимости ЭМ.   Показано, что не все токи ротора способны трансформироваться в токи статора. Такая ситуация может возникать при диагностировании обмоток ротора, когда диагностическими факторами служат токи статора. Полученное решение является одним из элементов научного обоснования способов диагностики ЭМ. Кроме этого, показано, что обязательным элементом электромеханического преобразования энергии является  наличие преобразования векторов тока статора и ротора в плоскость ненулевых собственных векторов матриц взаимной индукции.

В главе также осуществлен анализ квадратичных форм  электромагнитной мощности обмотки статора и квадратичной формы механической мощности. На основе понятия квадратичной формы  создана  визуальная модель  потоков мощности для симметричных и несимметричных ЭМ.  При соответствующем выборе системы координат квадратичная форма мощности преобразуется к каноническому виду:

,                                                                      (19)

где   диагональная матрица,  состоящая из собственных чисел матрицы ЭМ. Это позволяет анализировать состояние мощности ЭМ в зависимости от  схемы соединения и вида питания.  При фиксированной мощности,  выражение (19) представляет собой уравнение поверхности в пространстве размерности m. Разработанные модели ориентированы на визуальное решение задач минимизации мощности рассеяния. Развита концепция визуализации мощности ЭМ при помощи  изображения поверхностей неизменной  мощности (поверхностей уровня). Приведены  примеры  поверхностей неизменной мощности трехфазных обмоток. Поверхности строились по выражению (19). С помощью поверхности показано, что одна и та же мощность может быть реализована различными системами фазных токов. В связи с этим выделено геометрическое место малых токов (ГММТ).  Контур ГММТ, обозначенный на рисунке 23 символом , строился по выражению (19) при условии, что . На графиках показаны главные оси, связанные с базисом ,  и оси фаз обмотки  . Положение вектора минимального тока соответствует точке пересечения ГМТ с осью  .

Для  несимметричной трехфазной обмотки  с собственными числа  матрицы этой обмотки равными соответственно , поверхность неизменной мощности обмотки задается уравнением. Это уравнение представляет собой эллипсоид изображенный на рис. 23. Любой точке поверхности соответствует определенный модуль вектора тока, равный . Величины модулей тока для  точек поверхности неизменной мощности находятся между минимальным значением на оси  (о.е.) и максимальным значением на оси  (о.е.). Таким образом, при неизменной мощности модуль тока данной обмотки может изменяться в  раз. Компонента вектора тока  связана, в основном, с мощностью рассеяния, так как она удаляет вектор тока от ГММТ. Для точек, лежащих вне осей ГММТ, эти токи представляют собой несимметричные трехфазные системы, а для точек на осях – однофазные системы токов..

Рис.23. Поверхность неизменной мощности  несимметричной обмотки

         В главе проанализирована также  несимметричная обмотка с вырожденной параметрической матрицей. В трехфазном исполнении матрицы параметров обмотки имеют одно собственное число, равное нулю. У таких обмоток (к ним, в частности, относятся и симметричные обмотки) токи, отвечающие нулевому собственному числу,  являются особыми. Поверхность неизменной  мощности представляет собой эллиптический цилиндр, ориентированный по оси  отвечающей нулевому собственному числу. Особые токи  в подобных обмотках участвуют только в рассеянии энергии. Их исключение из состава фазных токов в любом случае рационально и осуществляется питанием обмотки токами, принадлежащими ГММТ.

Для оценки энергетической эффективности  процессов преобразования   энергии в ЭМ использована концепция  и подмножеств токов. Токи этих подмножеств выбираются из условий:

                                                                                                    

Векторы продольного () и поперечного  подмножеств в канонических базисах строились для той же обмотки, визуальная модель  которой приведена  выше. На приведенных ниже рисунках  24, 25 подмножества токов  показаны полем стрелок. Отмечается, что векторы продольного подмножества ортогональны поверхности неизменной мощности . Векторы поперечного подмножества принадлежат касательным к этой поверхности плоскостям. Для наглядности поверхность неизменной мощности тоже приведена на рисунках 24, 25.        Для несимметричной обмотки с параметрической матрицей общего вида векторы  продольного подмножества показаны на рисунке 24. Канонические оси  обозначены на  рисунке  соответственно. Плотность векторов подмножества тем выше, чем выше значение эффективного собственного числа  в данном направлении.

Рис.24. Поле векторов продольного подмножества токов несимметричной обмотки

Векторы поперечного подмножества  токов  обмотки показаны на рисунке 25. Ориентация векторов  по всем направлениям векторного пространства свидетельствует о том, что эффективное собственное число  изменяется при любой вариации координат. Плотность векторов подмножества тем ниже, чем ниже значение эффективного собственного числа в данном направлении.

Рис.25 Поле векторов поперечного подмножества токов несимметричной обмотки

Проанализирована также несимметричная обмотка с вырожденной параметрической матрицей. Вырожденность параметрической матрицы по оси  (ось ) приводит к тому, что векторы продольного подмножества имеют нулевые координаты по этой оси. Относительно других осей можно отметить, что поток мощности (плотность векторов ) более интенсивен по оси (ось ) и менее интенсивен по оси  (ось ). Это связано с различием собственных чисел матрицы   по этим осям.  С токами, принадлежащими  связаны энергетические обмены и избыточные потери энергии.

Понятие о d- и q- подмножествах токов позволяет формировать рациональное питание ВиЭМС  вектором питающего напряжения по критерию минимума

.

Отмечено, что рациональное питание объекта осуществимо путем реализации его мощности за счет токов подмножества  настолько, насколько это физически возможно, технически и экономически целесообразно.

На визуальных моделях были оценены возможности реализации этого принципа для электротехнического оборудования. Расчеты, проведенные на основе визуальных моделей для серийного асинхронного двигателя 4А160S4У3 мощность 15КВт , позволили оценить результаты нарушения параметрической однородности фаз. Результаты относятся к случаю повышения сопротивления рассеяния одной из фаз на 10% вследствие эксплуатационного старения или механического (электрического) повреждения. Они свидетельствуют о том, что изменение сопротивления одной из фаз на 10% приводит:

- к увеличению  потребления активной мощности на 3,5%;

-  к увеличению реактивной мощности на  3,3  %;

- к появлению поперечного энергообмена мощностью  92,6 ВА, отсутствовавшего  у двигателя без повреждений.

         Положения, выводы и результаты этой главы являются базой  для научного обоснования и  реализации энергосбережения в таких областях практической электротехники,  где  имеет место существенная параметрическая неоднородность объекта или группы объектов. Это особенно касается электрооборудования осветительных электрических сетей, производств с неполнофазным, однофазным и групповым включением электрооборудования в сельском хозяйстве.

Седьмая глава посвящена разработке энергоэффективных вибрационных электромеханических систем сельскохозяйственного назначения  с продольно-поперечными движениями рабочих органов. В частности рассмотрены  ВиЭМС применяемые для операций посева, сушки и сортировки продукции и приготовления смесей.  При разработке этих систем использована основная идея работ Ф.А.Мамедова и его школы,  состоящая в удалении из системы привода энергопоглощающих подсистем.                                                                                               Наиболее приемлема эта идея для систем с продольно-поперечными движениями рабочих органов, так как она позволяет упростить кинематическую схему ТМ,  устранив лишние передаточные звенья ( редукторы, карданные передачи и др. механизмы).  Это осуществимо путем применения ЛАД с рекуперацией энергии при помощи пружины (механической или электрической). При использовании кинематических схем ТМ с ЛАД решается не только задача энергоэффективности, но и задача ресурсосбережения (за счет упрощения кинематической схемы или применения менее материалоемких РО).  Рассматриваемый в главе подход позволяет решать  задачи разработки новой и модернизации существующей техники, так как конструкция ТМ в целом остается неизменной, а меняется лишь часть, отвечающая за преобразование электрической энергии в механическую. К тому же этот подход очень хорошо согласуется с направлением применения в сельском хозяйстве энергонасыщеных тракторов, так как позволяет применять разработанные ВиЭМС путем непосредственного подключения в электрическую сеть трактора без дополнительных механических передаточных устройств. Он создает определенные преимущества, особенно для передвижных технологических машин. Приведены разработки  высевающего аппарата сеялки, защищенные   патентами [47,59]. Конструкция  модернизированного высевающего аппарата приведена ниже на рисунке 26.

Рис. 26  Высевающий аппарат сеялки

Экономический эффект модернизации для рассмотренного случая заключается в ресурсосбережении, повышении энергоэффективности и улучшении технических характеристик конструкции.  В АПК РФ  в 2010 году, в соответствии со статисическими данными,  применялось около 100000 сеялок. В результате  их модернизации будет сохранено минимум  1000 тонн металла и  50000 квт  энергии. Суммарный экономический эффект от модернизации может составить как минимум 20 млн.рублей в  рамках АПК. К тому же у модернизированной конструкции лучше технические характеристики за счет управляемости процессом работы в зависимости от характеристик посевного материала. Экономический эффект в этом случае определяется экспериментальным путем, но по оценкам некоторых авторов он может достигать  до 1000 рублей в год на одну сеялку.

Для задач сушки сельскохозяйственной продукции с различными характеристиками сыпучей среды разработаны конструкции вибрационных сушилок и сушильных комплексов, защищенные   патентами [ 49,55-59] и  частично представленные на рисунках  27,28.

Рис. 27  Односекционная вибрационная сушилка. 1-ЛАД, 2-пружина, 3-ВЭ, 4- вибрационная решетка.

Рис. 28 Многосекционная вибрационная сушилка. Патент [55]

         Для задач приготовления смесей (подготовка удобрений, обработка посевного материала, кормопроизводство и др.) разработаны вибрационные смесители с электромеханическими вибраторами, защищенные патентами [ 51-54] и    приведенные на  рисунке 29.

Рис. 29  Вибрационные смесители.

Экономический эффект от применения разработанного ряда сушилок и смесителей составляет не менее 2000 рублей в год  на один агрегат при снижении энергоемкости на 15%, материалоемкости  на 10%.

 Основные результаты и выводы.

В диссертационной работе на основе теоретических и экспериментальных исследований  решена  важная  научно-техническая проблема  увеличения энергоэффективности и снижения материалоемкости  вибрационного технологического оборудования АПК РФ. Разработаны новые инженерные модели ВиЭМС, получены аналитические амплитудно-частотные зависимости для  рабочих органов ТМ с учетом взаимодействия с сыпучей средой, усовершенствованы  методы  решения нелинейных задач,  модернизированы  ВиЭМС  для посева, сушки и смешивания.

При решении поставленных  задач получены следующие  результаты:

  1. Разработана универсальная инженерная математическая  модель ВиЭМС на базе ЛАД и развита итерационная математическая модель ЛАД. Она необходима  для расчетов различных вариантов конструкций и электромагнитных нагрузок при создании энергоэффективных,   ресурсосберегающих ВиЭМС. Экспериментально подтверждена адекватность разработанных математических моделей;
  2. Проведен сравнительный анализ ЛАД с рекуперацией энергии посредством пружины по отношении к ЛАД с разночастотным питанием на основе разработанных инженерных моделей. Получены результаты, показывающие преимущества  ВиЭМС на базе ЛАД с рекуперацией энергии,  применимые при создании ТМ  для АПК.
  3. Развиты методы расчета колебаний рабочих органов ТМ при  поперечных перемещениях в сыпучей среде. Получены амплитудно-частотные зависимости для поперечных колебаний рабочих органов ТМ в виде тонких пластин и пологих оболочек с учетом взаимодействия со средой  в случае больших отклонений от положения равновесия. Отмечены эффекты группировки частот и влияние параметров среды. Результаты необходимы при разработке ресурсосберегающих РО для ВиЭМС дорезонансного, резонансного и зарезонансного типов;
  4. Разработана численно-аналитическая математическая модель для исследования нелинейных ВиЭМС. Модель позволяет отыскивать аналитические приближения  и производить параметрическое исследование ВиЭМС при произвольном режиме питания и с учетом закона управления. Модель предназначена для осуществления предварительных  аналитических расчетов динамических режимов ВиЭМС ;
  5. Разработаны научные основы многопараметрической диагности ВиЭМС. Предложен, защищенный патентом,  метод диагностики электромеханических систем на основе матриц Грина. Метод позволяет путем сравнения текущего  и эталонного состояний ЭМС определять место и степень дефекта в ВиЭМС, а также  может служить основой для построения микропроцессорных систем диагностики ВиЭМС;
  6. Впервые предложены методы визуализации энергетических процессов в ЭМ и введены понятия подмножеств токов ЭМ, позволившие проанализировать особенности электромагнитных и энергетических процессов в  электрооборудовании сельского хозяйства;
  7. Разработаны, научно обоснованы и защищены патентами энергоэффективные и ресурсосберегающие  ВиЭМС  для посева, сушки сельхозпродукции и приготовления смесей;
  8. Осуществлено внедрение результатов работы: в концерне «Русэлпром» при создании  серии двигателей 7AVE и энергонасыщенных тракторов «Беларус-3023»,  в ОАО «Амкодор» республики Беларусь при модернизации зерноочистительно-сушильных комплексов ЗСК-40Ш,  в учебный процесс  филиала ФГБОУ ВПО «Национальный  исследовательский университет «МЭИ» в г. Смоленске.

Содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Работы в журналах из перечня ВАК:

  1. Денисов В.Н. Продольно-поперечные колебания неоднородного стержня переменного сечения при наличии опорного устройства//   Труды МФТИ,серия “Аэрофизика и прикладная математика”,1975,ч. 1
  2. Курилин С.П., Денисов В.Н. Одномерный расчет переходного электромагнитного процесса в ЛАД методом Бубнова-Галеркина.// Электротехника. – 1981. - № 11. – С. 54 - 56.
  3. Жинжер Н.И.,Денисов В.Н.  Асимптотический  метод  в задаче о нелинейных колебаниях оболочек//Проблемы прочности, № 9,1983
  4. Жинжер Н.И., Денисов В.Н.  Асимптотический метод в задаче о нелинейных колебаниях изотропных прямоугольных пластин// Изв.АН СССР, мех.тв. тела, 1985, №1. С.152-158.
  5. Денисов В.Н., Ершова Л.Н..,Кислицын В.И.,Козлов А.Е. Создание автоматизированного банка  данных для прогнозирования техничес. сост. и планир. ремонтов основного оборудования.//Энергетика, 1985,№7. С.22-23.
  6. Мамедов Ф.А., Денисов В.Н., Курилин С.П., Хуторов Д.В. Варианты построения математической модели линейной машины.// Электричество. – 2000. - №10. – С. 35 – 39
  7. Мамедов Ф.А., Денисов В.Н., Курилин С.П. Особенности энергетических процессов в электрических машинах с асимметричными обмотками.// Электричество. – 2002. - №9. – С. 36 – 43.
  8. Денисов В.Н., Курилин С.П. Преобразование координат и анализ параметрических свойств электрических машин// Электричество,  №6, 2007.- С. 45-50.
  9. Мамедов Ф.А., Денисов В.Н., Курилин С.П. Применение функций Грина к анализу   электрооборудования  в сельском хозяйств// Техника в сельском хозяйстве, 2008, 2.
  10. Денисов В.Н. Метод функций Грина   и моделирование   электромеханических  систем  с линейными     двигателями   для  АПК// Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2008,  6.
  11. Денисов В.Н. Линейные   асинхронные двигатели  в энергосберегающих технологиях АПК// Наука и технологии. Том 2. Труды XXVIII Российской школы.- М.: РАН, 2008.- с. 306 (С.193-201).
  12.  Мамедов Ф.А., Денисов В.Н., Хромов Е.В. Линейный электропривод для вибрационного смесителя сыпучих кормов// Тракторы и сельхозмашины.-2010.- 6.- С.20-22.
  13. Денисов В.Н., Курилин С.П. Микропроцессорная диагностика электромеханических систем // МЭСХ, № 9, 2010.-  С.17-18.
  14. Денисов В.Н., Курилин С.П. Инженерная модель линейного асинхронного двигателя// Электричество, 2011, №3. – С.52-54.

Монографии и пособия с грифом УМО:

  1. Курилин С.П., Денисов В.Н., Круглов В.В. Матричная теория электрических машин.         Печ   М.: АНО ВПО ЦС РФ «Российский университет кооперации»» , 2008.-128 с.: ил. ISBN 978-5-94771-102.
  2. Денисов В.Н., Курилин С.П. Матричное моделирование электромагнитных и энергетических процессов в электрических машинах.:учебное пособие/ В.Н.Денисов, С.П.Курилин, под.ред Денисова В.Н.-Смоленск:РИО филиала ГОУВПО «МЭИ(ТУ)» в г.Смоленске, 2011.-140 с..

Работы в трудах конференций и журналах:

  1. Денисов В.Н. Применение асимптотического метода для анализа собственных нелинейных колебаний упругих пластин// Труды МЭИ, вып.578,1982.С.79-80.
  2. Денисов В.Н.  Применение асимптотического метода  к  исследованию собственных колебаний цилиндрических оболочек при больших прогибах//В кн.:  Актуальные проблемы механики оболочек. Тезисы докладов Всесоюзной школы, Казань,КАИ,1983.
  3. Мамедов Ф.А., Денисов В.Н., Курилин С.П., Хуторов Д.В. Исследование электромагнитных процессов в линейном электродвигателе с коротким вторичным элементом.//IV Межд. конф. «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» МКЭЭЭ: Сб. тр. - 2000. – М., 2000. – С. 326-327.
  4. Мамедов Ф.А., Курилин С.П., Денисов В.Н., Хуторов Д.В. Асимметричные электромеханические преобразователи энергии вращательного и поступательного движения для АПК. // РГАЗУ – агропромышленному комплексу./ Сб. научн. тр. в 2-х ч. - ч.2 – М., 2000. – С.238 - 241.
  5. Мамедов Ф.А., Денисов В.Н., Курилин С.П. Параметрические свойства и особенности энергетики асимметричных обмоток электрических машин.// IV Межд. симпозиум «ЭЛМАШ – 2002»: Сб. тр. – 2002. – М., 2002. – С. 85 – 88.
  6. Курилин С.П., Денисов В.Н. Энергетические показатели электрических машин при полигармонических и апериодических функциях фазных токов.// 5-ая Межд. конф. МКЭЭЭ - 2003: Сб. тр. - 2003. – Ч.1 – Крым, Алушта, 2003. – С. 563 - 566.
  7. Денисов В.Н., Курилин С.П. Визуальные модели мощности многофазных обмоток.// Перспективы и тенденции развития электротехнического оборудования./ V Межд. симпозиум «ЭЛМАШ – 2004» 11 – 15 октября 2004 г.: Сб. тр. – М., 2004. – С. 105 – 111.
  8.  Денисов В.Н., Курилин С.П. Визуализация математических моделей мощности многофазных обмоток.//Материалы международной научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии». Россия, Томск, 20 –22 октября 2005 г. – С. 131-134.
  9. Денисов В.Н., Курилин С.П. Параметрическая матрица электрической машины переменного тока.//     Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий. Труды Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. Екатеринбург: ГОУВПО УГТУ – УПИ, 2006 – С.200 – 202.    
  10. Денисов В.Н., Курилин С.П.Преобразование координат и параметрические свойства электрических машин переменного тока.// Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий. Труды Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. Екатеринбург: ГОУВПО УГТУ – УПИ, 2006 – С.203 – 207.
  11. Денисов В.Н., Курилин С.П. Использование векторных пространств в математическом моделировании электрических машин.// Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике. Материалы VI Всероссийской научно-технической конференции. Чебоксары. 7-9 июня 2006 г.- Изд-во ЧГУ, Чебоксары, 2006.-С.110-113.
  12. Денисов В.Н.О сходимости одного итерационного метода теории ЛАД// XI-я Межд. конф. Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты. Труды. Часть 2.   –  18-23 сентября 2006 г. Крым, Алушта. – С. 283 - 284.        
  13.    Денисов В.Н., Курилин С.П. Особенности параметрических матриц электрических машин//      XI-я Межд. конф. Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты. Труды. Часть 1.   –  18-23 сентября 2006 г. Крым, Алушта. – С. 260 - 261.  
  14. Денисов В.Н., Курилин С.П. Виды и свойства параметрических матриц математических моделей электрических машин// Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии. Доклады V всероссийской научно-технической конференции.- Тула: Изд-во ТулГу,2006.-С. 115-117.
  15. Денисов В.Н. Об  итерационном методе решения краевой задачи для дифференциальных уравнений второго порядка.// «ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ».. Книга II. Всероссийская научно-техническая конференция в 2 кн./Под общей редакцией чл.корр.РАН  В.П. Мешалкина .-М.;Тула: Изд-во ТулГУ,2006.-С.121-123.
  16. Денисов В.Н., Курилин С.П. Подход к вопросам энерго- и ресурсосбережения в АПК с использованием свойств матриц//        Вестник РГАЗУ. Научный журнал №1(6). Москва, 2006.- С.242-243.
  17. Денисов В.Н., Курилин С.П. Преобразования координат в системном подходе к вопросам энерго- и ресурсосбережения в АПК// Вестник РГАЗУ. Научный журнал №1(6). Москва, 2006.- С.243-245.
  18. Денисов В.Н. Применение дискретных методов в математическом моделировании электрических машин//         Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем. Материалы VII Всерос.научн.-техн.конф. Чебоксары: Изд-во Чуваш. Ун-та, 2007.- 338с.(С.328-331).
  19. Денисов В.Н. Применение мехатронных технологий в моделировании  сельскохозяйственных  виброустановок.// Вестник РГАЗУ. Научный журнал      № 3 (8  ). Москва, 2007.- С.164-166.
  20. Мамедов Ф.А., Денисов В.Н., Курилин С.П. Применение функций Грина к анализу  электромеханических систем при диагностике и проектировании электрооборудования в сельском хозяйстве// Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. Труды 6-й Межд.научн.-техн. конференции ( 13-14 мая 2008 гд, г. Москва, ГНУ ВИЭСХ). в 5-ти частях. Часть 3. Энергосберегающие технологии в животноводстве и стационарной энергетике.         
  21. Денисов В.Н. О применении функций точечного источника в математическом моделировании  процессов в электромеханических системах// Математические методы в технике и технологиях.- ММТТ-21.[текст]: сб. трудов  ХХI Международ. науч. конф.: в 10 т.Т.5 Секция 11/ под общ.ред. В.С.Балакирева. Саратов: Сарат.гос. ун-т, 2008.-С.203-205.
  22. Денисов В.Н.Линейные   асинхронные двигатели  в энергосберегающих технологиях АПК Докл.         Наука и технологии. Секция 5. Новые технологии.-Краткие сообщения XXVII Российской школы. Екатеринбург: УрО РАН. 2008.-116 с.(С.79-82).
  23. Денисов В.Н., Курилин С.П. Метод расчета нелинейных электромеханических систем         Докл.         XII-я Международная конференция. Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты. Труды.-29сентября-4 октября, Крым, Алушта, 2008.- С.201.
  24. Денисов В.Н., Курилин С.П. Основы матричной диагностики асинхронных электродвигателей       Докл.         Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-22[текст]:сб.трудов XXII Междунар.научн.конф.: в 10 т. Т.8 Секция 9/ под общ.ред. В.С. Балакирева.-Псков: Изд-во Псков. гос. политехн. ин-та, 2009.-244 с.(С.71-74) ISBN 978-5-91116-101-3(T.8)ISBN 978-5-91116-087-2.
  25. Денисов В.Н. Совершенствование методов анализа и диагностики электромеханических систем         //       Обеспечение и рациональное использование энергетических и водных ресурсов в АПК: Материалы международной научно-практической конференции / Рос. гос. аграр. заоч. ун-т. М., 2009.- С.88-93.
  26. Мамедов Ф.А., Денисов В.Н., Курилин С.П. .Линейные двигатели в высевающих аппаратах сеялок.//      Обеспечение и рациональное использование энергетических и водных ресурсов в АПК: Материалы международной научно-практической конференции / Рос. гос. аграр. заоч. ун-т. М., 2009.-С.70-74.
  27.  Денисов В.Н., Курилин С.П.  Диагностика  асинхронных  электродвигателей с использованием импульсных функций// Вестник РГАЗУ. Научный журнал       №7(12),МОСКВА 2009.-С.140-143.
  28. Денисов В.Н., Курилин С.П.Сравнительный анализ энергосберегающего электропривода на основе линейных асинхронных двигателей// Ве?тник РГАЗУ. Научный журнал       №8(13),МОСКВА 2010.-С.92-95.
  29. Денисов В.Н., Курилин С.П. Исследование  энергосберегающего электропривода на основе линейных асинхронных двигателей// Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. Труды 7-й Межд.научн.-техн. конференции ( 19-20 мая 2010 гд, г. Москва, ГНУ ВИЭСХ). в 5-ти частях. Часть 3. Энергосберегающие технологии в животноводстве и стационарной энергетике.
  30. Денисов В.Н., Курилин С.П. Визуальные модели векторных пространств и проблемы энергосбережения        .// Системы компьютерной математики и их приложения: материалы XI международной научной конференции, посвященной 70-летию профессора Дьяконова В.П.- Смоленск: изд-во СмолГУ,2010.-Вып. 11.-342 с.(С.45-46).
  31. Денисов В.Н. О собственных колебаниях пластин в сыпучей среде. Энергетика, информатика, инновации -2011 –ЭИИ-2011: сб. трудов Междунар. Научно-техн. Конференции. В 2 т.Т. 2. Смоленск:РИО филиала ГОУВПО МЭИ(ТУ) в г. Смоленске,2011.-С.49-51.

Патенты на изобретения и полезные модели:

  1. Высевающий аппарат сеялки//Патент на полезную модель RU 88245 U1, F01С  7/16, опубликован 25.03.2009 Бюл.№31. Мамедов Ф.А., Денисов В.Н.,Курилин С.П.
  2. Вибрационная сушилка для сыпучих материалов// Патент RU  2377489  C1, F26B17/26, опубликован 27.12.2009, Бюл.№ 36               Мамедов Ф.А., Денисов В.Н., Курилин С.П.
  3. Высевающий аппарат сеялки// Патент на полезную модель RU 93621 U1, A01С  7/16, опубликован 10.05.2010 Бюл.№13. Денисов В.Н., Курилин С.П.,Новиков В.М. Никитенков В.М.Швецова .
  4. Роторный смеситель с электромеханическим вибровозбудителем//       Патент на полезную модель RU 93696 U1, B01F 11/00, опубликован 10.05.2010 Бюл.№13. Денисов В.Н., Курилин С.П.
  5. Роторный смеситель с механическим вибровозбудителем// Патент RU  2398625 С1, B01F 11/00, опубликован 10.09.2010 Бюл. № 25. Денисов В.Н., Курилин С.П., Летов Л.А., Новиков В.М., Никитенков П.А.
  6. Способ диагностики электрических двигателей с фазным ротором// Патент RU  2392632  C1, G01R  31/34, опубликован 20.06.2010, Бюл.№ 17. Денисов В.Н., Курилин С.П.
  7.  Роторный смеситель с электромеханическим вибровозбудителем// Патент на полезную модель RU 94165 U1, B01F 11/00, опубликован 20.05.2010 Бюл.№14. Денисов В.Н., Курилин С.П., Летов Л.А.
  8. Многосекционная вибрационная сушилка.// Патент на полезную модель RU 105011 U1, F26B17/26   , опубликован 27.05.2011 Бюл.№ 15 . Денисов В.Н., Курилин С.П., Фицулин Д.А..
  9. . Многосекционная вибрационная сушилка.// Патент на полезную модель RU 111620 U1, F26B17/26   , опубликован 20.12.2011 Бюл.№ 35 . Денисов В.Н., Курилин С.П., Новиков В.М., Никитенков П.А., Фицулин Д.А.
  10. Вибрационная сушилка для сыпучих материалов со встроенной электромеханической системой. .// Патент на полезную модель RU 112370 U1, F26B17/26   , опубликован 10.11.2012 Бюл.№ 1 . Денисов В.Н., Курилин С.П., Литвин В.И., Фицулин Д.А.
  11. Вибрационная сушилка для сыпучих материалов со встроенной электро?еханической системой. .// Патент на полезную модель RU 112371 U1, F26B17/26   , опубликован 10.11.2012   Бюл.№ 1 . Денисов В.Н., Курилин С.П., Литвин В.И., Фицулин Д.А.
  12. Вибрационная сушилка  с конвейером для сыпучих материалов .// Патент на полезную модель RU 112372 U1, F26B17/26   , опубликован 10.11.2012   Бюл.№ 1 . Денисов В.Н., Курилин С.П., Литвин В.И., Фицулин Д.А.

            Личный вклад автора в опубликованные работы.                                                     Научные работы, представленные в диссертации, выполнены лично автором, под его научным руководством или при его активном участии. Участие автора выражено в разработке идей, постановке задач исследований, выборе научных направлений, разработке и исследовании математических моделей, разработке технических решений, их правовой защите, выполнении экспериментальных исследований, анализе и обобщении результатов. Все идеи, положения, научные результаты и выводы, приведенные в диссертации, получены автором. Работы [1,10,11,17,18,28,31,34, 35,37,38,41] выполнены автором лично. В работах [9,13,14,27,36,39,40,42-46, 48-59], участие автора выразилось в разработке основных научных  и практических идей. Доля участия автора в этих работах составляет 70 - 80%. В остальных работах участие автора выразилось в написании отдельных разделов объемом от 30 до  50%.

Автор выражает глубокую благодарность заслуженному деятелю науки РФ доктору технических наук, профессору  Мамедову Фуаду Алиевичу  за научные консультации, всестороннюю помощь и поддержку при выполнении работы,  а доктору технических наук, профессору Курилину Сергею Павловичу  за конструктивное оппонирование при выполнении совместных исследований.

Объем 2,75 п.л. Тираж 100 экз.

Издательский центр филиала ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске

214013, г. Смоленск, Энергетический проезд, 1.

 



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

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