№ 3 2015

Содержание

Периодический рецензируемый

научно-технический журнал

«Электроника и электрообору-

Тенденции развития электроники и

дование транспорта» является

электрооборудования на транспортных средствах

коллективным членом Академии

электротехнических наук РФ.

Будин Л.Н.

Страницы истории АО «Электропривод» .

Учредитель и издатель - Научно-

производственное предприятие

Вишневский С.Н.

«Томилинский электронный

Современное состояние и перспективы развития

завод».

АО «Электропривод» .

Садаков Н.А., Гусев С.В.

Журнал включен в перечень

изданий, рекомендованных

Техническое перевооружение АО «Электропривод».

ВАК для апробации кандидат-

ских и докторских диссертаций.

Электроснабжение и электрооборудование

Свидетельство

о регистрации СМИ

Волокитина Е.В., Ковязин В.И., Власов А.И., Никитин В.В.

ПИ №ФС 77-29963

от 17 октября 2007 г.

Автономная система электроснабжения системы автоматического

управления авиадвигателя.

Главный редактор:

А.Г. Бабак, к.т.н.

Мехатронные системы, исполнительные устройства

Редакционный совет:

М.П. Бадёр, д.т.н., профессор,

Волокитина Е.В., Опалев Ю.Г.

Л.А. Герман, д.т.н., профессор,

Состояние и перспективы создания высокоэффективных

В.Н. Дианов, д.т.н., профессор,

электроприводов для более электрифицированных

Ю.М. Иньков, д.т.н., профессор,

и роботизированных образцов отечественной техники

К.Л. Ковалёв, д.т.н., профессор,

нового поколения.

А.С. Космодамианский, д.т.н.,

профессор,

Рубцова Л. А., Малюгин А. А., Печенкина Н. А., Киселев Р. В.

А.С. Мазнёв, д.т.н., профессор,

Особенности разработки малогабаритного слаботочного

Г.Г. Рябцев, д.т.н., профессор,

электромагнита с повышенным быстродействием для замка

В.И. Сарбаев, д.т.н., профессор,

реверсивного устройства.

В.Е. Ютт, д.т.н., профессор.

Волокитина Е.В., Власов А.И., Опалев Ю.Г.

Выпускающий редактор:

Пульсации реактивного момента бесконтактных

Н.А. Климчук.

электродвигателей постоянного тока.

Редакция:

Волокитина Е.В., Тебеньков Ф.Г., Опалев Ю.Г.

140070, Московская область,

Имитационная математическая модель электропривода колеса

Люберецкий район, п. Томилино,

шасси самолета .

ул. Гаршина, д. 11

Волокитина Е.В., Тебеньков Ф.Г.

Тел./факс: (495) 500-40-20,

Магнитоэлектрические вентильные электродвигатели в

(495) 557-23-95

электроприводах разработки АО «Электропривод».

E-mail: npptez@mail.ru

Сайт: www.npptez.ru

Волокитина Е.В., Тебеньков Ф.Г.

Математическая модель электропривода реверсивного

Подписано в печать:

устройства авиадвигателя ПД-14 .

24.06.2015 г.

Отпечатано:

Диагностика и испытания

ГУП МО «Коломенская типография».

140400, г. Коломна,

ул. III Интернационала, д. 2а

Бычков В.И., Вшивцев М.Н., Гусев С.В., Бессолицин А.Г.

E-mail: bab40@yandex.ru

Испытания изделий - важный этап выполнения

опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ.

Формат 60х90/8,

бумага мелованная, объем 7 п.л.,

тираж 1000 экз., заказ 784.

Тенденции развития электроники и электро-

оборудования на транспортных средствах

№ 3 2015

Страницы истории

АО «Электропривод»

// History of JSC «Electroprivod» //

Будин Л. Н.,

крылков, пневматических и гидравличе-

АО «Электропривод», г. Киров

ских кранов;

• разработки и опытные поставки из-

В статье представлены основные эта-

The article presents the main stages of the

делий, выполненных на базе освоенных

пы развития АО «Электропривод» (г. Ки-

history of JSC «Electroprivod» (from Kirov)

заводом им. Лепсе конструкций МАЗ

ров) со дня его образования. Приведены

since its formation. The main achievements

«Дзержинец»;

основные достижения и современное

and current status of JSC «Electroprivod»

• помощь заводам (ныне ОАО «Леп-

состояние предприятия.

are given.

се» и ОАО «Авитек») Совнархоза Киров-

Ключевые слова: АО «Электропривод»,

Keywords: JSC «Electroprivod», experimental

ского экономического административ-

опытно-конструкторское бюро,

design bureau, history of company, aircraft

ного района в освоении и серийном

производстве всех новых электроагре-

история предприятия, авиационная

electrical equipment.

гатов, разработанных МАЗ «Дзержинец».

электротехника.

Тематика разработок головного

25 августа 2015 года коллектив АО

предприятия, переданных для освое-

«Электропривод» (г. Киров) - одного из

ния и освоенных серийными заводами,

ведущих отечественных опытно-кон-

охватывала широкий спектр изделий

структорских бюро по разработке ави-

и систем:

ационного электротехнического обо-

• бортовые электрические генерато-

рудования - отметит 60-летие со дня

ры постоянного и переменного токов;

образования предприятия.

• аппаратуру регулирования, защиты

История предприятия началась

и управления;

1955 году. Постановлением Совета

• коммутационную аппаратуру (реле,

Министров СССР № 1510-845 от 12 ав-

контакторы, микровыключатели);

густа 1955 года и Приказом Министра

• блоки датчиков и концевых выклю-

авиационной промышленности № 565

чателей;

от 25 августа 1955 года в целях развития

• системы электрического запуска,

опытно-конструкторских бюро авиаци-

стартер-генераторы;

онной промышленности в восточных

• следящие электроприводы, элек-

районах СССР в г. Кирове на террито-

тродвигатели и электромеханизмы.

рии завода им. Лепсе был создан фи-

И весь этот обширный комплекс из-

Рис. 1. Первый руководитель предприятия

лиал Московского агрегатного завода

делий и систем (несколько сотен наиме-

Негодяев Леонид Николаевич.

(МАЗ)«Дзержинец», в те времена голов-

нований) работникам вновь созданного

ного в отрасли предприятия-разработ-

филиала предстояло досконально из-

чика авиационного электротехническо-

Шермазанов К. Т., Экштейн Н. К., руко-

учить, чтобы технически грамотно ока-

го оборудования.

водство Кировского завода им. Лепсе

зывать помощь специалистам серийных

Первым руководителем предприятия

в лице директора Большева А. С. и глав-

заводов при их освоении, изготовлении,

и одновременно заместителем главного

ного инженера Алексеева А. П.

испытаниях и эксплуатации, проводить

конструктора МАЗ «Дзержинец» прика-

Первоначально перед вновь создан-

их модернизацию с целью улучшения

зом МАП № 247к от 09.07.1955 года был

ным предприятием ставились задачи

технических характеристик, повышения

назначен Негодяев Леонид Николаевич,

оказания помощи кировским заводам

унификации, технологичности, ресур-

работавший до этого назначения началь-

им. Лепсе и им. ХХ партсъезда в освое-

сов и надежности.

ником конструкторского отдела завода

нии изделий головного ОКБ и проведе-

В первые же годы профиль соб-

им. Лепсе (рис. 1).

нии разработок новой техники под руко-

ственных разработок предприятия был

Большую поддержку при организа-

водством головного ОКБ.

дополнен электрогенераторами, стар-

ции предприятия и в его первых шагах

Но уже в 1958 году Распоряжением

тер-генераторами, автоматами запуска

оказали заместитель начальника

2-го

2-го Управления Госкомитета Совета Ми-

авиадвигателей,

электроагрегатами

Главного Управления ГКАТ Клюкин Ни-

нистров СССР по авиационной технике

для систем антиобледенения, загруз-

колай Михайлович, главный конструк-

на филиал были возложены более кон-

ки руля, очистки стекол и пр. бортовых

тор МАЗ «Дзержинец» Федосеев Алек-

кретные задачи:

систем самолетов, вертолетов и ракет.

сей Фролович и его заместители Делек-

• разработка и опытные поставки

И в дальнейшем профиль загрузки не-

торский А. В., Исаев Л. В., Гальперин Г. Я.,

электроприводов самолетных шасси, за-

однократно корректировался в соот-

Тенденции развития электроники и электро-

оборудования на транспортных средствах

№ 3 2015

Рис. 2. Первые работники предприятия:

Негодяев Л. Н. - начальник предприятия, Ускова Л. М. - секретарь-

делопроизводитель, Зотов В. С. - конструктор,

Демидов В. А. - конструктор, Мазуров Э. В. - конструктор.

ветствии с текущими задачами Мини-

авиационной технике

Рис. 3. Конструкторский отдел в 1962 и 2014 годах.

стерства авиационной промышленно-

№ 502 о строительстве

сти и головного ОКБ.

для филиала трех корпусов: инженер-

лениям МАП из ведущих вузов Москвы,

но-конструкторского, лабораторного

Ленинграда, Свердловска, Казани, Ново-

Первый этап - этап становления

и производственного

(последний так

сибирска, Куйбышева, Иваново, Ижев-

(1955-1961 годы)

и не был построен). Уже в 1959 году на-

ска и др. Для их размещения были выде-

В первое время после образования

чалось строительство инженерно-кон-

лены места в общежитии завода им. Леп-

предприятия в его составе было 8 чело-

структорского корпуса.

се и построены квартиры на бюджетные

век, включая начальника филиала Не-

средства.

годяева Леонида Николаевича. Самым

Второй этап (1961-1966 годы)

Более чем в 2 раза вырос объем

первым работником стал Зотов Влади-

В конце

1961 года завершилось

НИОКР и помощи серийным заводам.

мир Сергеевич, затем оформились на

строительство

инженерно-конструк-

работу Демидов Владимир Александро-

торского корпуса, а в 1965 году - лабо-

Третий этап (1967-1985 годы)

вич, Мазуров Эрик Владимирович, Поп-

раторного. Началось их освоение. Было

В 1967 году между корпусами была

кова Лидия Васильевна, Ускова Лидия

закуплено и смонтировано в короткие

построена вставка, и предприятие полу-

Модестовна, Никитина Лидия Алексеев-

сроки уникальное производственное

чило дополнительно 1000 м² площади

на и Титов Николай Петрович (рис. 2).

и испытательное оборудование. Эта гро-

(рис. 4).

Самые первые разработки:

мадная работа была успешно проведена

Предприятие бурно развивается. Со-

• МПП-10

- электромеханизм для

благодаря усилиям и энергии главных

вершенствуется работа всех подразде-

перемещения объекта на тележке для

инженеров Алексеева Александра Пав-

лений и служб, растет квалификация ра-

летающей лодки Бе-10, г. Таганрог;

ловича и Матковского

• СМ-20М - электродвигатель (по ТТ

Ивана Григорьевича,

НИИ-25 МАП).

а также начальника

К концу периода становления чис-

отдела - главного ме-

ленность возросла до 235 человек. Были

ханика и энергетика

образованы конструкторский отдел, со-

Владимира Сергеевича

стоявший из 5 бригад, технологическая

Макарова.

бригада, испытательная группа и меха-

Предприятие окон-

но-сборочная мастерская.

чательно сформирова-

Все

подразделения

предпри-

лось как опытно-кон-

ятия располагались в помещениях,

структорское бюро со

предоставленных заводом им. Лепсе.

всеми необходимыми

1961 году их площадь составляла

подразделениями

450 м².

службами, включая экс-

Но с каждым годом становилась

периментально-иссле-

все более очевидной невозможность

довательский отдел и

дальнейшего развития предприятия

опытное производство

без собственных производственных

(рис. 3).

площадей. И вот 03.12.1958 года вышло

Резко выросла чис-

Постановление ЦК КПСС и Совета Ми-

ленность коллектива

нистров СССР № 1314-632, а 15.12.1958

(до 500 человек) за счет

года вышел Приказ Государственного

молодых специалистов,

Комитета Совета Министров СССР по

прибывших по направ-_{Рис. 4. Корпуса предприятия в 1970 и 2014 годах.}

Тенденции развития электроники и электро-

оборудования на транспортных средствах

№ 3 2015

ботников. Непрерывно увеличиваются

Ил-114, Ту-204, МиГ-29 и Су-27. Оконча-

привод» с закреплением 25 процентов

объемы работ, повышаются качествен-

ние разработки высокотехнологичных

акций плюс 1 акции в федеральной соб-

ные показатели работы предприятия

унифицированных рядов электроме-

ственности.

(надежность и ресурсы выпускаемой

ханизмов поступательного и враща-

На собрании акционеров был из-

продукции, сложность и технический

тельного движений, не уступающих по

бран первый совет директоров. Первым

уровень новых разработок). К 80-м го-

техническому уровню лучшим зарубеж-

генеральным директором и одновре-

дам благодаря достижениям в создании

ным аналогам, явилось одним из самых

менно председателем совета директо-

новой техники в области авиационного

больших достижений предприятия.

ров был избран Будин Л. Н.

оборудования организация завоевала

Для атомной энергетики разработаны

Но смена собственности сама по

высокий авторитет среди предприятий

и с 1992 года изготавливаются высоко-

себе в обстановке развала всей про-

отрасли. Успешно развивалось дело-

надежные с большим ресурсом электро-

мышленности России не могла выпра-

вое сотрудничество со многими вузами

двигатели ДП100-500-2,5 и

2ДП100-

вить положение. Продолжались кризис

страны и отраслевыми институтами, со

500-2,5, предназначенные в составе

неплатежей, спад объемов работ, за-

всеми отечественными разработчиками

сервоприводов для перемещения регу-

держка выплаты зарплаты. Численность

и изготовителями самолетов, вертоле-

лирующего органа в системах контроля,

работников к 1996 году упала до 150 че-

тов и дирижаблей.

управления и защиты атомных реакто-

ловек, из-за огромного непогашенного

Численность работников приблизи-

ров РБКМ в режиме автоматического

своевременно кредита предприятие

лась к 1000 человек.

регулирования и быстрой аварийной

оказалось в предбанкротном состоянии.

Сформировались многие традиции

защиты. В дальнейшем поставки именно

Советом директоров было решено

жизни коллектива и решения его соци-

этих электродвигателей помогли пред-

для сохранения предприятия времен-

альных вопросов. В 1967 году на берегу

приятию выстоять в тяжелой финансо-

но разделить его на три предприятия:

реки Вятки в районе села Гольцы был по-

во-экономической ситуации.

собственно ОАО «Электропривод», ООО

строен дом отдыха из 3 домиков и 2 до-

Благодаря государственной под-

НТК «Электропривод» и ООО ПК «Элек-

мика были построены в областном доме

держке выполнены десятки научно-ис-

тропривод».

отдыха «Вишкель», которые до конца

следовательских и поисковых работ,

80-х годов были популярнейшими ме-

в результате которых создан большой

Пятый этап (1996-2005 годы)

стами семейного отдыха работников

научно-технический задел для будущих

В июле 1996 года на внеочередном

предприятия.

разработок.

собрании акционеров генеральным ди-

В 1989 году с целью повышения эф-

ректором избирается Головизнин Сер-

Четвертый этап (1985-1996 годы)

фективности использования научно-тех-

гей Борисович.

Это самый трудный период в жизни

нического потенциала и с учетом поже-

Им были предприняты решительные

предприятия. Он совпадает с периодом

лания трудового коллектива предпри-

меры по преодолению кризиса, в том

реформ и преобразований в стране.

ятия Приказом МАП № 357 от 06.07.1989

числе было реализовано решение сове-

В 1985 году ушел на пенсию Л. Н. Не-

года предприятие было выведено из

та директоров о разделении предпри-

годяев, 30 лет возглавлявший предпри-

подчинения МАЗ «Дзержинец» и полу-

ятия, была достигнута договоренность

ятие. МАП назначило руководителем

чило статус самостоятельного предпри-

о замораживании на 3 года кредита,

предприятия Л. Н. Будина, с 1977 года

ятия с наименованием КБ «Электропри-

проведена реструктуризация и др. Спо-

работавшего начальником конструктор-

вод». Одновременно предприятие было

собствовало выходу из кризиса и на-

ского отдела.

включено в состав Кировского электро-

чавшееся оживление промышленности,

С 1985 года началась горбачевская

машиностроительного объединения им.

увеличившее спрос на продукцию и на

перестройка с гласностью, с созданием

Лепсе (КЭМПО им. Лепсе), просущество-

новые разработки как авиационного,

Совета трудового коллектива, анкети-

вавшего 4 года.

так и общепромышленного назначений.

рованием и выборами трудовыми кол-

К сожалению, предприятие не успело

Широко были отмечены юбилеи

лективами руководителей всех уровней,

вкусить все прелести самостоятельности.

предприятия - 45 и 50 лет - с пригла-

внедрением хозрасчета, изменением си-

С 1989 года оно вступило в самый тяже-

шением руководителей и специалистов

стемы оплаты труда и другими преобра-

лый период своей жизни. На него, как

многих предприятий-партнеров.

зованиями. Предприятие залихорадило.

и на все предприятия оборонного ком-

В 2002 году предприятие стало вновь

Тем не менее к 1989 году предприятие

плекса, обрушились конверсия, распад

единым, оба ООО были упразднены.

достигло максимальных производствен-

СССР, политические и экономические

К 50-летию предприятия проведен

ных показателей: численность работа-

реформы, сбросившие его с вершин про-

ремонт всех помещений, открыт выста-

ющих приблизилась к 1,5 тыс. человек,

цветания на грань выживания. Прекрати-

вочный зал.

загрузка тематикой и поставками была

лось государственное финансирование,

К концу 2005 года предприятие по-

такой, что вошли в практику переработ-

почти до нуля упал гособоронзаказ, за-

правило свое финансовое положение,

ки и работа во вторую и третью смены,

казчики и потребители стали отказывать-

вновь начали расти объемы работ, чис-

готовились и прорабатывались предло-

ся от ранее заключенных договоров. Со-

ленность возросла до 400 человек.

жения о расширении производственных

кращенная неделя, работа «по вызовам»,

площадей, строительстве еще одного

урезание зарплаты и другие меры не мог-

Шестой этап (2005-2010 годы)

корпуса, приобретении новейшего вы-

ли вывести предприятие из критической

В 2006 г. генеральным директором

сокопроизводительного производствен-

ситуации. Начались массовые увольне-

избран С. Б. Обухов, председателем со-

ного и лабораторного оборудования,

ния и сокращение численности.

вета директоров - В. И. Журавлев.

строительстве жилого многоквартирно-

В этих условиях в 1993 году была

Проведено

совершенствование

го дома для работников предприятия.

проведена приватизация предприятия

многих сторон деятельности подраз-

Была завершена разработка более

с преобразованием его в Акционерное

делений предприятия, изменены струк-

30 изделий для самолетов Ан-70, Ил-96,

общество открытого типа

«Электро-

тура и система оплаты труда. Уделялось

Тенденции развития электроники и электро-

оборудования на транспортных средствах

№ 3 2015

повышенное внимание диверсифика-

онной электротехники и была направле-

разработки предприятия применены на

ции продукции, внедрению в нефтега-

на на непрерывное совершенствование

всех военных и гражданских самолетах,

зовый комплекс, атомную энергетику,

авиационных электроприводов и элек-

вертолетах и авиационных двигателях,

космическую технику и робототехнику.

троагрегатов: генераторов постоянного

разработанных головными авиационны-

Проводились широкие маркетинговые

и переменного токов, стартер-генерато-

ми КБ СССР, а после его распада - Рос-

и поисковые исследования по изучению

ров, электродвигателей, электромеха-

сии и Украины, на космическом корабле

возможности сотрудничества с пред-

низмов, коммутационной аппаратуры,

«Буран» и международной космической

приятиями и другими отраслями про-

аппаратуры регулирования, защиты

станции. Они работают в системах запу-

мышленности. Оформлены необходи-

и управления, блоков датчиков и конце-

ска авиадвигателей, управления взлетом,

мые лицензии и сертификаты.

вых выключателей - и обеспечение их

полетом и посадкой самолетов, бортовых

Выполнены перспективные НИОКР,

высокого технического уровня.

системах электроснабжения, кондицио-

из них наиболее важные: электропри-

За все годы выполнено свыше 1600

нирования воздуха, обогрева, выпуска

вод ЭППЗ-204 для самолета Ту-204СМ,

НИОКР под руководством руководите-

и уборки шасси, регулирования по вы-

электромеханизм МРС-1 с интегриро-

лей проектов Балыбердина В. А., Виш-

соте сидения кресла летчика, вращения

ванным вентильным электродвигате-

невского С. Н., Волокитиной Е. В., Голуб-

антенн, перемещения контейнеров и др.

лем, электродвигатели ДБМ для робо-

кова В. П., Демидова В. А., Дунина В. П.,

Тесное сотрудничество с отрас-

тов, ряд систем электрозапуска для на-

Ермакова В. П., Журавлевой А. И., Ки-

левыми институтами НИИАО, ЦАГИ,

земных газотурбинных установок.

рьянова Ю. И., Мазурова Э. В., Мироно-

ЦИАМ, ВНИИНП и многими проект-

Приобретены высокопроизводи-

ва В. А., Рубцовой Л. А., Свиридова В. И.,

ными и учебными институтами и кон-

тельные японские станки с ЧПУ, создан

Ситникова Г. А., Шалагинова В. Ф., Яку-

структорскими бюро позволило реа-

производственный филиал в Кирово-

нина Э. Л. НИОКР проводились в основ-

лизовать системный подход к новым

Чепецке, оснащенный современным

ном по заданиям конструкторских бюро

разработкам на научной основе. Не-

станочным оборудованием.

Антонова, Бериева, Ильюшина, Камова,

мало новых разработок, выполненных

Рост объема работ за 2006-2010 гг.

Миля, Микояна, Мясищева, Сухого, Ту-

коллективом предприятия, стали «пио-

составил более 200%, численность ра-

полева и Яковлева и многих разработ-

нерскими» в отечественном авиастро-

ботающих выросла до 500 человек.

чиков авиадвигателей и авиационных

ении. Так, разработанные в 80-х - 90-х

В 2008 г. ОАО «Электропривод» как

бортовых систем. Значительная часть

годах прошлого века унифицирован-

стратегическое предприятие ОПК РФ

разработанных изделий внедрена в се-

ные, высокотехнологичные, малога-

вошло в государственную корпорацию

рийное производство на заводах в Ки-

баритные ряды

электромеханизмов

«Ростехнологии», созданную для под-

рове, Кирово-Чепецке, Курске, Кизляре,

поступательного

и вращательного

держки и развития высокотехнологично-

Саратове,

Тюмени и Улан-Удэ.

Изделия

движений

стали

значительным

до-

го сегмента российской промышленно-

сти. В 2009 году вошло в состав холдинга

«Авиационное оборудование» государ-

ственной корпорации «Ростехнологии».

Седьмой этап (2010-2015 годы)

В 2011 г. генеральным директором

избран Конышев Д. В., а в 2014 г. - Оги-

балов А. Н., председателем совета ди-

ректоров - Журавлев В. И., а в 2012 г. -

Басюк М. Г.

Проводилась отработка оптималь-

ной системы управления предприятием,

в связи с этим неоднократно изменялась

структура предприятия, осуществля-

лось внедрение автоматизированной

системы управления предприятием,

совершенствовалась система автомати-

ческого проектирования и технологиче-

ской подготовки производства.

Период характеризуется активным

поиском новых потребителей серийной

продукции и заказчиков новых НИОКР

в авиации, оборонпроме, газпроме, су-

достроении, атомной энергетике и др.

отраслях промышленности.

Начаты НИОКР по созданию электро-

оборудования для перспективного авиа

двигателя ПД-14 для самолета МС-21.

Со дня образования предприятия

его деятельность была неразрывно свя-

Рис. 5. Первые разработанные электромеханизмы, современные унифицированные ряды

зана с развитием отечественной авиаци-

электромеханизмов вращательного и поступательного движений.

Тенденции развития электроники и электро-

оборудования на транспортных средствах

№ 3 2015

Для молодых специалистов и рабочих

созданы благоприятные условия для

профессионального роста, освоения

смежных профессий, повышения квали-

фикации. Всем работникам и ветеранам

труда предоставляется широкий круг

льгот материального и социального ха-

рактера. Закреплению кадрового соста-

ва способствуют один из самых высоких

в Кировской области уровень зарплаты,

интересная работа, дружный коллек-

тив, имеющий множество достижений

не только в труде, но и в спорте, туриз-

ме, художественной самодеятельности

и КВН. Сотрудники предприятия имеют

множество наград, в том числе свыше

360 правительственных - за достижения

в создании новой техники и профессио-

нальное мастерство.

В коллективе предприятия длитель-

ное время работали свыше 50 участ-

Рис. 6. Электропривод перемещения предкрылков и закрылков ЭППЗ-334 для самолета

ников Великой Отечественной войны

ТУ-334М.

и свыше 80 тружеников тыла. Все они

стижением в создании новейшего

В последние три десятилетия пред-

были примером честного служения

электрооборудования для последнего

приятие успешно проводило диверси-

делу и были всегда окружены повы-

поколения российских и украинских

фикацию направлений своих разрабо-

шенным вниманием и почетом. Коллек-

самолетов (рис. 5). Разработка рядов

ток. Были созданы изделия высокого

тив с благодарностью и свято хранит

электромеханизмов получила 1 место

технического уровня для атомной энер-

память о всех участниках войны и тру-

в конкурсе Министерства авиацион-

гетики, нефтегазовой промышленности,

жениках тыла, уже ушедших из жизни.

ной промышленности на лучшую опыт-

сельского хозяйства, машиностроения

В настоящее время АО «Электро-

но-конструкторскую работу.

и робототехники.

привод» продолжает активную дея-

Впервые в отрасли были разработа-

Разработки предприятия многократ-

тельность по созданию уникальных об-

ны и поставлены на борт самолета вен-

но экспонировались на российских и

разцов новой техники для различных

тильные электродвигатели и автоматизи-

международных выставках, удостоены

отраслей промышленности. Среди наи-

рованные электроприводы на их основе

дипломов и положительных отзывов

более значительных и перспективных

для систем механизации крыла самолета

(рис. 7, 8). Предприятие с 1992 года яв-

из выполняемых в настоящее время на-

вместо гидравлических и пневматиче-

ляется постоянным участником Между-

учно-исследовательских и опытно-кон-

ских приводов. Первый такой электро-

народного авиационно-космического

структорских работ:

привод был разработан и изготовлен по

салона (МАКС) в г. Жуковском.

• разработка

электроприводов,

заданию АНТК им. Антонова для управ-

На всех этапах жизни руководство

предназначенных для автоматизиро-

ления закрылками самолета Ан 70, за-

предприятия придава-

тем велась их разработка для самолетов

ло большое значение

Ту 324, Ту 334 и Ту 204СМ, дирижабля

кадровой политике как

АЕ 02Э и перспективного авиадвигате-

залогу успешной дея-

ля для самолета 5-го поколения (рис. 6).

тельности коллектива.

Рис. 7. Председатель Правительства РФ Черномырдин Виктор Степа-

Рис. 8. Визит губернатора Кировской области Белых Никиты

нович знакомится с экспозицией предприятия, 1994 г.

Юрьевича на предприятие, 2014 г.

Тенденции развития электроники и электро-

оборудования на транспортных средствах

№ 3 2015

ванного управления аэродинамически-

пользование взамен пневмостартеров

новационной продукции, сохранить

ми поверхностями самолетов, такими

обеспечивает экологическую чистоту

традиционно высокий технический

как предкрылки, закрылки, стабилиза-

и энергосбережение в процессе запуска.

уровень и конкурентоспособность раз-

тор, интерцепторы взамен гидравличе-

Встречая юбилей предприятия, мож-

рабатываемых и выпускаемых серийно

ских систем;

но с гордостью отметить, что благода-

изделий, обеспечить достойную соци-

• исследование и разработка элек-

ря напряженному самоотверженному

альную поддержку работников и вете-

троприводов с высокой удельной мощ-

труду нескольких поколений рабочих,

ранов предприятия.

ностью для топливных насосов и вход-

технологов, конструкторов и испытате-

ных направляющих аппаратов для реа-

лей, ветеранов и молодежи, бережно

Будин Лев Николаевич - родился в 1939

лизации идеи «электрифицированного

хранящих и преумножающих традиции

году. В 1962 году окончил Уральский политех-

авиадвигателя»;

родного предприятия, АО «Электропри-

нический институт им. С. М. Кирова по специ-

• разработка электропривода вра-

вод» выполнило цели и задачи, которые

альности «Электрические машины и аппа-

щения авиационного антенного обтека-

были ему определены при создании.

раты». Опыт работы в области авиационной

теля для самолета дальнего радиолока-

Предприятие сохранило и умножило

электротехники - 52 года. В настоящее время

ционного обнаружения;

положительный имидж среди партне-

работает ведущим инженером-маркетологом

• разработка электроагрегатов для

ров в авиационной отрасли промыш-

АО «Электропривод». Имеет 2 патента, 3 пу-

перспективного авиадвигателя ПД-14;

ленности и продолжает удерживать за-

бликации. Награжден Почетной грамотой

• разработка ряда импортозамеща-

воеванные еще в 80-х годах прошлого

Министерства авиационной промышленно-

ющих вентильных электродвигателей,

века позиции одного из лидирующих

сти СССР, нагрудным знаком «Отличник каче-

предназначенных для работы в составе

в России опытно-конструкторских бюро

ства авиационной промышленности».

электроприводов универсальных техно-

по созданию авиационного электротех-

логических роботов, а также прецезион-

нического оборудования.

Budin Lev - was born in 1939. In 1962 he gradu-

ного металлообрабатывающего, дере-

Сегодня АО «Электропривод» рас-

ated from Uralskiy Polythechnic Institute named

вообрабатывающего, технологического

полагает всеми ресурсами для успеш-

after S. M. Kirov with specialization in «Electrical

и другого оборудования;

ной деятельности, что позволяет при

machines and devices». His work experience in

• разработка электростартеров на

действенной поддержке со стороны

the area of aviation electrical engineering is 52

основе частотно-управляемых асин-

холдинга

«Технодинамика»

(бывшее

years. At present he works as chief engineer -

хронных электродвигателей для запуска

наименование

«Авиационное обо-

marketing manager of JSC «Electroprivod». He

газотурбинных установок мощностью до

рудование») государственной корпо-

has 2 patents, 3 publications. He was awarded

30 МВт в составе приводных газотурбин-

рации «Ростехнологии» с оптимизмом

by a certificate of merit of the USSR Aviation

ных электростанций, газоперекачива-

смотреть в будущее, еще более интен-

Industry Ministry, award pin «Quality Expert of

ющих агрегатов и газотурбовоза. Их ис-

сифицировать процесс создания ин-

aviation industry».

Тенденции развития электроники и электро-

оборудования на транспортных средствах

№ 3 2015

Современное состояние и перспективы

развития АО «Электропривод»

// Сurrent status and development prospects of

jsc «electroprivod» //

Вишневский С. Н.,

• исследование и разработка элек-

АО «Электропривод», г. Киров

троприводов системы управления

взлетно-посадочными устройствами,

В статье рассматриваются основ-

In this paper principal direction JSC «Electro-

систем электроснабжения на базе вен-

ные направления деятельности АО

privod» (Kirov city) activities are discussed.

тильных электрических машин постоян-

«Электропривод» (г. Киров). Приведены

State-of-the-art and development prospects

ного тока с высококоэрцитивными по-

современное состояние и перспективы

of the company are given.

стоянными магнитами для «более элек-

развития предприятия.

Keywords: JSC «Electroprivod», aircraft in-

трифицированного самолета»;

Ключевые слова: АО «Электропривод»,

dustry, aviation electric drive, experimental

• исследование и разработка элек-

авиационная промышленность, ави-

design bureau, development prospects.

троприводов с высокой удельной мощ-

ационный электропривод, опытно-

ностью для топливных насосов, входных

конструкторское бюро, перспективы

направляющих аппаратов, целого ком-

развития.

плекса электроприводов и систем для

реализации идеи «электрифицирован-

В августе 2015 года коллектив ки-

ческих приводов. Эффективность заме-

ного авиадвигателя»;

ровского АО «Электропривод» отметит

ны проявилась прежде всего в уменьше-

• разработка электроприводов для

60-летие со дня основания предприятия.

нии массы систем, а также в повышении

автоматизированного управления аэро-

На всех этапах развития отечественной

их безотказности, точности позицио-

динамическими поверхностями самоле-

авиации его деятельность была направ-

нирования, упрощении обслуживания,

тов, такими как предкрылки, закрылки,

лена на постоянное совершенствование

снижении эксплуатационных расходов

стабилизатор, интерцепторы на различ-

авиационных электроприводов и элек-

и энергопотребления. Создание таких

ных режимах полета взамен гидравли-

троагрегатов: генераторов постоянного

электроприводов явилось серьезным

ческих систем механизации крыла;

и переменного тока, стартер-генерато-

практическим шагом в реализации кон-

• разработка электропривода вра-

ров, электродвигателей, электромеха-

цепции «более электрифицированного

щения авиационного антенного обтека-

низмов, коммутационной аппаратуры,

самолета».

теля для самолета дальнего радиолока-

аппаратуры регулирования, защиты

В последнее время предприятие,

ционного обнаружения;

и управления, блоков датчиков и конце-

сохраняя приоритет за авиационной

• разработка ряда импортозамеща-

вых выключателей - и обеспечение их

тематикой, настойчиво проводит ди-

ющих вентильных электродвигателей,

высокого технического уровня, миними-

версификацию своих тематических на-

предназначенных для работы в составе

зации массогабаритных показателей.

правлений путем их переориентации

электроприводов универсальных тех-

В настоящее время среди предпри-

на базе большого научно-технического

нологических роботов. Первые опыт-

ятий авиационной промышленности АО

задела, сформированного в результате

ные образцы таких двигателей успеш-

«Электропривод» удерживает позиции

разработок авиационной техники, на

но прошли проверку в составе робота

одного из ведущих в Российской Феде-

создание новой высокотехнологичной

TUR15, разработанного ПТОО ОАО

рации опытно-конструкторских бюро

и наукоемкой продукции для таких важ-

«АвтоВАЗ» в рамках государственного

по созданию авиационного электротех-

нейших отраслей промышленности, как

проекта «Разработка и освоение произ-

нического оборудования.

нефтегазовая, атомная энергетика, су-

водства гаммы отечественных универ-

Изделия предприятия установлены

достроение и др. Изделия предприятия

сальных технологических роботов для

практически на всех военных и граж-

успешно эксплуатируются в различных

массовых автоматизированных произ-

данских самолетах, вертолетах и авиа-

системах управления летательных аппа-

водств гражданской машиностроитель-

ционных двигателях.

ратов, газоперекачивающих и энергети-

ной продукции»;

Разработка регулируемых и следя-

ческих установок.

• разработка электростартеров на

щих электроприводов является базовым

И сегодня АО «Электропривод» про-

основе частотно-управляемых асин-

тематическим направлением АО «Элек-

должает активную деятельность по соз-

хронных электродвигателей для запу-

тропривод».

данию образцов новой техники как для

ска газотурбинных установок в составе

Итогом многолетних поисковых и ис-

авиационной отрасли, так и для других

газотурбинных электростанций, газопе-

следовательских работ стало создание

отраслей промышленности. Наиболее

рекачивающих агрегатов и газотурбо-

на базе вентильных электродвигателей

значительными и перспективными из

воза. Их использование взамен пневмо-

автоматизированных электроприводов

выполняемых в настоящее время на-

стартеров обеспечивает экологическую

для систем механизации крыла самоле-

учно-исследовательских и опытно-кон-

чистоту и энергосбережение в процес-

та вместо гидравлических и пневмати-

структорских работ являются:

се запуска;

Тенденции развития электроники и электро-

оборудования на транспортных средствах

№ 3 2015

• разработка электропривода ком-

и выходить на рынок с новыми, более

Исходя из этого, основными требо-

прессора системы кондиционирования

совершенными изделиями, расширять

ваниями для отраслевой авиационной

воздуха в концепции полностью элек-

номенклатуру, решать поставленные

промышленности и выпускаемой про-

трифицированного самолета.

временем задачи. Внедрение научно-ис-

дукции предприятия являются следую-

Высокий технический уровень раз-

следовательских и экспериментальных

щие: продукция должна быть наукоем-

работок обеспечивается большим объ-

работ, обучение в аспирантуре, увели-

кой, соответствующей повышенным тре-

емом собственных научно-исследова-

чение количества сотрудников с ученой

бования к внешним воздействующим

тельских работ и тесным сотрудниче-

степенью, действие адаптивной про-

факторам, содержащей техническую

ством со многими проектными и учеб-

граммы обучения, внедрение новых ин-

и технологическую новизну, отвечаю-

ными институтами и конструкторскими

формационных технологий способству-

щей современному и опережающему

бюро, в том числе с головными отрас-

ют реализации поставленной цели.

техническому уровню.

левыми институтами НИИАО, ЦАГИ,

Большая работа проводится сотруд-

Повышение современных требова-

ЦИАМ, ВИАМ.

никами предприятия по подготовке

ний к изделиям авиационной техники

Пройдя большой путь развития, пре-

квалифицированных кадров. Осущест-

по внешним воздействующим факторам

одолев трудности конверсии, экономи-

вляется педагогическая деятельность

вызывает необходимость как в техниче-

ческих кризисов и реформ, АО «Электро-

в Вятском государственном универси-

ском перевооружении испытательной

привод» сегодня динамически развива-

тете, Кировском авиационном технику-

базы, так и в сотрудничестве с другими

ется, имея большой научно-технический

ме. Созданы условия для прохождения

организациями и лабораториями в про-

потенциал и портфель заказов по пер-

производственной практики студентов,

ведении целого комплекса испытаний.

спективным направлениям разработок.

выполняются подготовка и руководство

Приоритетными направлениями

Определены главные приоритеты

дипломными проектами в интересах

деятельности предприятия являются

его деятельности и стратегия развития.

предприятия, работа в Государственных

следующие.

Оснастившись в последнее время со-

аттестационных комиссиях по защите

• Авиационная

промышлен-

временным производственным, испы-

дипломных проектов.

ность - традиционная для нашего пред-

тательным и вычислительным оборудо-

Постоянно повышается научно-

приятия, где предъявляются высокие

ванием и передовыми технологиями,

техническая квалификация самих со-

требования к качеству, надежности, мас-

сохранив высококвалифицированный

трудников предприятия. Многие из них

согабаритным показателям, условиям

персонал и укомплектовав службы мо-

проходят обучение в техникумах, вузах

эксплуатации. Продукция используется

лодыми специалистами, предприятие

и аспирантурах, постоянно повышая

как в гражданской, так и в военной ави-

ежегодно наращивает объемы выполня-

свою квалификацию на различных кур-

ации, а также в наземном оборудова-

емых работ как по поставкам серийных

сах и семинарах.

нии, в частности, автоматизированные

изделий, так и по новым разработкам,

Переоснащение и обновление обо-

электроприводы и их составные части

расширяет сферы научно-технической

рудования, в том числе и испытатель-

(электромеханизмы, электродвигате-

и производственной деятельности.

ного, должно привести к повышению

ли, блоки датчиков, блоки управления).

Специализация предприятия заклю-

точности, технологичности, массогаба-

В связи с изменениями в мировой эко-

чается в разработке методик, конструк-

ритных и динамических показателей

номике, а также введением санкций со

тивных исполнений изделий, алгорит-

электроприводов. Невозможно выпу-

стороны ряда стран начинается выпол-

мов, технологий, во всестороннем иссле-

скать конкурентоспособную продукцию

нение большого комплекса работ по

довании, испытаниях опытных образцов,

на устаревшем оборудовании с исполь-

программе импортозамещения.

производстве изделий малых серий.

зованием устаревшей технологии. Пере-

• Нефтегазовая отрасль

- про-

Сегодняшняя стратегическая полити-

оснащение производственно-техноло-

филируется на добыче и транспорти-

ка АО «Электропривод» направлена на:

гической и испытательной баз является

ровке углеводородов. Предъявляются

• позиционирование как ведущего

не только приоритетной, но и жизненно

высокие требования к надежности,

разработчика электроагрегатов и ав-

необходимой целью.

ресурсу, ремонтопригодности, так как

томатизированных систем управления

Многолетний опыт проектирования

простой или замена оборудования при

в наиболее ответственных областях

и эксплуатации нашей продукции, а так-

транспортировке газа или нефти ведут

применения в России;

же ее модернизация и модификация

к огромным убыткам. Оборудование

• проведение разработок на уровне

применяются и в других отраслях про-

эксплуатируется в тяжелых условиях

лучших мировых образцов;

мышленности. Это позволяет предпри-

от Крайнего Севера до субтропиков.

• постоянное поддержание высокой

ятию не только увеличивать, но и фор-

Специфика эксплуатации таких при-

надежности и качества выпускаемых из-

мировать стабильный портфель заказов.

водов потребовала, соответственно,

делий;

При этом аккумулируются требования

и нестандартного подхода к проекти-

• применение наработанного опыта,

и специфические знания, предъявляе-

рованию подобных изделий. Поэтому

методик проектирования на ответствен-

мые к электрооборудованию в других

на первоначальном этапе создается

ных объектах других отраслей промыш-

сферах применения.

опытный экспериментальный обра-

ленности;

Для того чтобы совершить скачок

зец, на котором отрабатываются все

• постоянное совершенствование

в технологических и конструкторских

конструктивные решения и алгоритмы

производственной, испытательной, тех-

решениях, получить новые рынки сбы-

управления ими в составе САУ газо-

нологической и конструкторской баз.

та, облегчить и ускорить сертификацию

турбинной установки. Возможная про-

Важным преимуществом нашего

изделий (объектов), использовать под-

дукция: электростартеры, электропри-

предприятия является наличие высо-

держку в оформлении различного рода

воды для запорной арматуры, блоки

коквалифицированного научно-техни-

документов, целесообразно использо-

коммутации и запуска.

ческого коллектива. Накопленные зна-

вать опыт передовых фирм, как отече-

• Атомная промышленность - ха-

ния и опыт позволяют проектировать

ственных, так и зарубежных.

рактеризуется повышенными специфи-

Тенденции развития электроники и электро-

оборудования на транспортных средствах

№ 3 2015

ческими требованиями по надежности,

блока в выявлении причин отказов

быть уверенным в дальнейшей успеш-

очень жесткими условиями эксплуа-

и разработки предложений по повыше-

ной деятельности и достойном будущем

тации, требованиями к радиационной

нию надежности изделий;

предприятия.

стойкости, к применяемым материалам

• увеличение количества считыва-

и электрорадиоизделиям. Возможная

емых параметров при испытаниях и их

Вишневский Сергей Никодимович - родил-

продукция: электродвигатели, электро-

автоматизация;

ся в 1953 году. В 1980 году окончил Кировский

приводы для запорной арматуры, сер-

• расширение и внедрение новых ви-

политехнический институт по специальности

воприводы для управления и защиты,

дов испытаний.

«Электрические машины и аппараты», в 1998

коммутационная аппаратура.

Как разрабатывающее КБ АО «Элек-

году - Вятский государственный универси-

• Судостроение - в настоящее вре-

тропривод» вырабатывает всесторон-

тет

(ВятГУ) по специальности

«Экономика

мя судостроительную отрасль государ-

ние меры по разработке конкуренто-

и управление на промышленном предпри-

ство определило как стратегическую

способных изделий, такие как:

ятии». Имеет 41-летний опыт работы в обла-

и планирует активно развивать. Будут

• проведение собственных научно-

сти разработки авиационных электромехани-

возобновлены проектирование и про-

исследовательских работ для формиро-

ческих систем. В настоящее время работает

изводство новых судов гражданского

вания научно-технического задела;

заместителем генерального директора - тех-

и военного назначений. Замена гидро-

• внедрение современных систем

ническим директором АО «Электропривод».

приводов на электроприводы в судо-

проектирования для решения постав-

Имеет 4 печатных труда, 3 патента. Награж-

строении

(по аналогии с авиацией)

ленных задач;

ден Почетной грамотой Российского авиаци-

открывает большой перспективный

• внедрение в процесс разработки ма-

онно-космического агентства.

рынок для нашего предприятия. Воз-

тематических методов моделирования;

можная продукция: моментные элек-

• выполнение разработок на высо-

Vishnevskiy Sergey - was born in 1953. In

тродвигатели для манипуляторов, авто-

ком техническом уровне;

1980 he graduated from the Kirov Polytechnic

матизированные электроприводы и др.

• использование унификации в раз-

Institute, specializing in «Electrical machinery

Поэтому для создания возможности

работках;

and equipment», in 1998 - Vyatskiy State Uni-

применения наших изделий, расшире-

• открытие новых тематических на-

versity (VyatSU), specializing in «Economy and

ния рынка, повышения качества продук-

правлений.

management at the industrial undertaking». 41

ции предприятию необходимы:

Научно-техническая база АО «Элек-

years of work experience in the field of aircraft

• обновление и приобретение ново-

тропривод» позволит и дальше раз-

electro-mechanical systems. He currently occu-

го испытательного оборудования;

вивать масштабные проекты по мо-

pies the position of a deputy general manager

• проведение разработки новых ме-

дернизации производства, внедрению

and technical director of JSC «Electroprivod». He

тодик испытаний;

в разработки новейших достижений

has 4 publications, 3 patents. He was awarded

• совершенствование подходов экс-

науки и техники, социальной поддержке

the diploma of the Russian Aviation and Space

периментально-исследовательского

работников, а трудовому коллективу -

Agency.

Тенденции развития электроники и электро-

оборудования на транспортных средствах

№ 3 2015

Техническое перевооружение

АО «Электропривод»

// Technical reequipment of JSC «Electroprivod» //

Садаков Н. А., Гусев С. В.,

обрабатывающего центра NAKAMURA

АО «Электропривод», г. Киров

TOME WT150 (рис. 3) и горизонтального

В статье представлены описания при-

The article presents descriptions of pur-

фрезерного обрабатывающего центра

KITAMURA MYCENTR HX300 (рис. 4).

обретаемого оборудования, его воз-

chased equipment, its features and pros-

Данный

проект

стартовал

можности и перспективы технического

pects of technical reequipment of JSC «Elec-

в 2007 году. На новом во всех отношени-

перевооружения предприятия.

troprivod».

ях для предприятия оборудовании были

Ключевые слова: АО «Электропривод»,

Keywords: JSC «Electroprivod», technical

освоены наиболее сложные детали. Од-

техническое перевооружение, обраба-

reequipment, machining center.

ними из первых деталей были освоены

тывающие центры.

«Шток» (рис. 5) с изделий типа МП10 на

АО «Электропривод» - предприятие,

коточных обрабатывающих центов (ОЦ)

токарном ОЦ и корпус электродвигате-

которое сочетает в себе научно-техни-

от японских производителей: токарного

ля ДАТВ300 (рис. 6).

ческий и производственный комплексы.

Оно имеет все необходимое для разра-

ботки, изготовления опытных образцов

и их испытаний, а также серийных поста-

вок. Вновь разрабатываемые изделия

становятся все более сложными, а это,

в свою очередь, накладывает повышен-

ные требования к точности и качеству

изготовления деталей и узлов.

Предприятие постоянно стремится

повышать свою конкурентоспособность

на рынке наукоемких разработок, а это

невозможно без внедрения современ-

ных технологий в проектировании, ис-

пытаниях и изготовлении изделий.

Для повышения качества разработок

на предприятии внедрили CAD и CAM

системы на базе T-FLEX DOCs. В резуль-

тате внедрения систем комплекса T-FLEX

(CAD, DOCs, технология) АО «Электро-

Рис. 1. Окно разработки ТП в T-FLEX технология.

привод» теперь использует единое ин-

формационное пространство при раз-

работке, согласовании и применении

конструкторско-технологической доку-

ментации (рис. 1, 2). В системах T-FLEX

постоянно работают более 50 человек.

Развитие предприятия невозможно

без технического перевооружения. Ре-

алии диктуют построение производства

на базе современного, высокопроизво-

дительного оборудования. Такое обору-

дование позволяет не только эффектив-

но решать производственные задачи, но

и привлекать на производство молодых

специалистов.

Решение задач по техническому пе-

ревооружению предприятия началось

с реализации проекта по внедрению

двух высокопроизводительных и высо-

Рис. 2. Пример разработки в T-FLEX CAD.

Тенденции развития электроники и электро-

оборудования на транспортных средствах

№ 3 2015

гичными станками других произ-

технический потенциал и, соответ-

водителей. Приобретение этого

ственно, разрабатывать изделия миро-

станка позволило отказаться от

вого уровня.

проектирования и изготовления

сложной оснастки для изготовле-

Садаков Николай Александрович - родил-

ния опытных деталей и, соответ-

ся в 1970 году. В 1993 году окончил Киров-

ственно, сократить сроки изготов-

ский политехнический институт по специаль-

ления опытных изделий в целом.

ности «Технология машиностроения». Опыт

Продолжается модернизация

работы в области механической обработки

испытательного оборудования на-

металлов - 19 лет. В настоящее время работа-

шего отдела. Приобретены два ис-

ет главным технологом АО «Электропривод».

точника электропитания перемен-

ного тока Chroma, вибростенд TIRA

Гусев Сергей Владимирович

- родился

vib

(рис.

10). Это оборудование

в 1982 году. В 2004 году окончил Вятский

позволит осуществлять проверку

Государственный Университет. Опыт работы

и испытания изделий нашего пред-

в области авиационного электропривода -

приятия в объеме современных

11 лет. В настоящее время работает началь-

требований авиационных стандар-

ником экспериментально-исследователь-

тов и правил, гармонизированных

ского отдела АО «Электропривод».

с западными изданиями (КТ-160D,

DO-160F). Наличие вибростенда

Sadakov Nickolai - was born in 1970. In 1993

TIRA обеспечит возможность ис-

he graduated from Kirovskiy Polytechnic In-

пытаний более массогабаритных

stitute with specialization in «Mechanical en-

изделий с виброперегрузками

gineering». His work experience in the area of

в среднем до 50g, позволит прово-

mechanical metal-working is 19 years. At pres-

дить имитацию удара и в дальней-

ent he works as production manager of JSC

Рис. 10. Испытательный вибростенд TIRA vib.

шем осуществлять и анализиро-

«Electroprivod».

предприятие приобрело прецизионный

вать комплексное воздействие механи-

электроэрозионный станок MITSUBISH

ческих и климатических факторов.

Gusev Sergey - was born in 1982. In 2004 he

MV2400R (рис. 9).

В планах организации провести

graduated from Vyatskiy State University. His

Данный станок имеет более совер-

глубокую модернизацию предприятия

work experience in the area of aviation elec-

шенный генератор, который дал воз-

и выйти на современный технический

trical drive is 11 years. At present he works as

можность повысить скорость резки

уровень. Только таким образом мы

head of the test department in JSC «Electrop-

металлов на 20% в сравнении с анало-

сможем и дальше развивать научно-

rivod».

Электроснабжение

и электрооборудование

№ 3 2015

Автономная система электроснабжения

системы автоматического управления

авиадвигателя

// Аutonomous electrical power supply system for automatic control system

of aircraft engine //

Волокитина Е. В., к. т. н., Ковязин В. И.,

Для реализации научно-технических

АО «Электропривод», г. Киров

вопросов концепции полностью элек-

Власов А. И., к. т. н., Никитин В. В.,

трифицированного самолета (ПЭС) од-

ним из мероприятий является создание

АО «Технодинамика», ОП, г. Киров

электрифицированного авиадвигателя

В статье представлено описание си-

The article presents description of the power

(ЭАД). Отличительные черты програм-

стемы электропитания и коммутации

supply system for electronics of automatic

мы электрификации авиадвигателя ПЭС,

электронной части системы автома-

control system for aircraft more electric

а также преимущества ЭАД достаточно

тического управления электрифициро-

engine. Design features of system have

подробно описаны в [2].

ванного авиадвигателя. Необходимость

identified the need for increased reliability

Одной из отличительных черт ЭАД

обеспечения повышенной надежности

that implies presence of two independent

является электрификация

«обвязки»

авиадвигателя, то есть переход на элек-

системы определили конструктивные

channels. Presented the basic features of

особенности системы - наличие двух не-

designing of the generator for this system

трические приводы управления авиа

двигателем и электрические приводы то-

зависимых каналов. Показаны основные

and comparison of experimental and design

пливных насосов, что влечет повышение

особенности проектирования генера-

parameters.

мощности источников электрической

тора системы, представлено сравнение

Keywords: electrical power supply system,

энергии, способных обеспечить элек-

опытных и расчетных параметров.

magneto-electric generator, electromag-

троэнергией всех потребителей ПЭС.

Ключевые слова: система электро-

netic field modeling, switching inductive

Для автономного электропитания

снабжения, магнитоэлектрический

reactance.

электронной части системы автоматиче-

генератор, моделирование электромаг-

ского управления, электронных блоков

нитного поля, коммутационное индук-

ЭАД и части исполнительных электри-

тивное сопротивление.

ческих механизмов АО

«Электропри-

К самолетам следующего поколения

более высокой надежности, уменьшения вод» разработало автономную систему

предъявляются повышенные требова-

стоимости технического обслуживания.

электроснабжения системы (СЭС) авто-

ния по стоимости эксплуатации, эколо-

Таблица 1. Технические характеристики СЭС.

гичности и топливно-энергетической

эффективности, что ставит перед авиа-

Наименование параметра

Значение параметра

ционными специалистами целый ряд за-

дач, которые требуют поиска принципи-

Выходная мощность генератора (при работе двух каналов)

ально новых подходов к формированию

при частоте вращения ротора, Вт, не менее

облика перспективной авиационной

- 3095 … 5000 об/мин;

220 … 250

техники.

- 5200 … 5600 об/мин;

290 … 350

- свыше 5600 об/мин

> 350

Переход к концепции самолета

с полностью электрифицированным

Выходное напряжение постоянного тока выпрямительно-

от 31 до 33

оборудованием, под которым понимает-

преобразовательного устройства блока питания (БП), В

ся самолет с единой централизованной

Размах пульсаций выходного напряжения, В, не более

±1

системой электроснабжения, - одно из

стратегических направлений развития

мировой авиации. Данная технология

подразумевает использование для обе-

спечения функционирования самолет-

ных систем и их исполнительных меха-

низмов только электрической энергии

вместо используемых в настоящее вре-

мя трех видов энергии: гидравлической,

пневматической и электрической [1].

Фактически это неизбежная револю-

ция, поскольку она отвечает высокому

спросу производителей самолетов от-

носительно снижения расхода топлива,

Рис. 1. Генератор.

Рис. 2. Блок питания и коммутации БП.

Электроснабжение

и электрооборудование

№ 3 2015

матического управления (САУ) авиадви-

генератора автоматизированным спосо-

гателя. Основные технические характе-

бом с последующим уточнением X_к.

ристики СЭС представлены в таблице 1.

Пренебрегая высшими гармоника-

В состав системы СЭС входят генера-

ми тока и МДС якоря, индуктивное со-

тор (рис. 1), а также блок питания и ком-

противление коммутации можно запи-

мутации БП (рис. 2).

сать как

Для автономных подвижных объ-

⋅ cos

(1)

ектов в качестве электромашинных

источников питания наиболее пер-

где X_aq - индуктивное сопротивление ре-

спективным считается применение

акции якоря по поперечной оси,

магнитоэлектрического

генератора

X_s

- индуктивное сопротивление

благодаря тем преимуществам, которые

рассеяния якорной обмотки,

свойственны этому типу электрической

Ψ - угол между продольной осью

машины [3]. В связи со сказанным в ка-

и вектором тока якоря.

честве электрической машины для гене-

Из формулы (1) следует, что для

ратора выбрана синхронная электриче-

уменьшения X_к необходимо снижать

ская машина с возбуждением от высоко-

индуктивное сопротивление рассеяния

коэрцитивных постоянных магнитов.

обмотки статора. Существенное сниже-

ние индуктивного сопротивления рас-

Особенности проектирования

сеяния, а следовательно, и X_к было до-

и конструктивного исполнения

Рис. 3. Диаграмма ЭДС генератора.

стигнуто за счет увеличения количества

магнитоэлектрического

полюсов генератора. Кроме снижения

генератора

в АО «Электропривод», установлено, что

индуктивного сопротивления, большое

Важность и сложность функций, вы-

показатель безотказной работы обмотки

число полюсов обеспечивает повышен-

полняемых СЭС, предопределили ос-

составляет 30% от общего показателя

ную частоту ЭДС, что повышает частоту

новные требования к ней - высокую на-

безотказной работы электрической ма-

пульсаций выпрямленного напряжения,

дежность, безотказность, минимальные

шины. Применение двух независимых

облегчая фильтрацию высших гармоник.

массу и габариты, стойкость к внешним

обмоток в генераторе СЭС, по результа-

При разработке любых специальных

воздействиям, а также такой показатель,

там аналитического расчета, показывает,

электрических машин, в том числе и ге-

как «живучесть». Одной из основных за-

что вероятность отказа сразу двух обмо-

нераторов с нетрадиционными актив-

дач при разработке СЭС являлось обе-

ток - событие практически невероятное.

ными частями, возникает настоятель-

спечение показателя «живучести».

В свою очередь, каждая из обмоток

ная необходимость в расчете и анализе

ГОСТ 27.002-89 дает определение

подключена к своей выпрямительно-

их магнитных полей. Кроме того, в элек-

термина

«живучесть» как свойства

преобразовательной секции блока БП.

трических машинах нетрадиционного

объекта сохранять ограниченную ра-

Расчет генератора проводился на

конструктивного исполнения возника-

ботоспособность при наличии дефек-

основе диаграммы ЭДС. Напряжение на

ет вопрос о корректности схемы соеди-

тов или повреждений определенного

клеммах генератора определялось как

нений обмотки с целью обеспечения

вида, а также при отказе некоторых

геометрическая сумма (рис. 3) следую-

необходимой формы (синусоидальная

компонентов.

щих векторов:

или трапецеидальная) и симметрично-

Из теории «живучести» технических

• ЭДС от потока магнитов ротора E₀;

сти ее ЭДС [6].

систем известно, что данным свойством

• ЭДС рассеяния E_σ;

Для реализации указанных требо-

обладают только избыточные системы,

• падения напряжения на активном

ваний при определении выходных па-

а избыточность в технических системах

сопротивлении U_r;

раметров генератора был произведен

достигается через резервирование [4].

• падения напряжения на индуктив-

расчет характеристик магнитного поля.

Применение функционального ре-

ном сопротивлении E_a.

Известно, что при использовании ана-

зервирования позволяет без дополни-

При расчете напряжения учитыва-

литических методов расчета магнитного

тельных аппаратных затрат за счет вну-

лось фактическое магнитное состояние

состояния приходится идти на ряд до-

тренней избыточности ресурсов обе-

участков магнитопровода генератора,

пущений, снижающих степень адекват-

спечить работоспособность системы.

которое определялось в результате мо-

ности результатов расчета фактическим

Наиболее эффективны системы на осно-

делирования электромагнитного поля.

значениям. С другой стороны, модели-

ве функционального резервирования c

Для учета особенностей работы на

рование магнитного поля методом ко-

наличием избыточности силовых цепей

выпрямительную нагрузку особое вни-

нечных элементов (МКЭ) позволяет до-

в неявной форме.

мание было уделено:

стичь результата с заданной точностью

При разработке СЭС была выбрана

• расчету индуктивного коммутаци-

с меньшей степенью допущений, чем

конструктивная схема, обеспечивающая

онного сопротивления X_к;

при аналитических решениях.

принцип функционального резервиро-

• определению параметров магнит-

На основе МКЭ разработан ряд си-

вания за счет применения в конструк-

ного поля.

стем программного обеспечения (ПО),

ции генератора двух независимых трех-

Индуктивное коммутационное со-

предназначенного для решения поле-

фазных обмоток статора. Данная схема

противление влияет на качество вы-

вых задач применительно к моделиро-

обеспечивает гальваническую и терми-

ходного напряжения и расчетную мощ-

ванию электромеханических устройств

ческую независимости обмоток.

ность, а следовательно, на его массу

(Ansys, Elcut, Femlab, Femm и т.д.). Среди

По результатам анализа большого

и габариты [5]. В связи с тем, что X_к не-

видов ПО программный комплекс Elcut,

количества расчетов надежности элек-

известно на этапе проектирования, был

разработанный ООО

«Тop», отличает

трических машин, разрабатываемых

проведен ряд итерационных расчетов

предельно интуитивно понятный интер-

Электроснабжение

и электрооборудование

№ 3 2015

Рис. 4. ЭДС фазы и первая гармоника ЭДС фазы генератора.

Рис. 6. Магнитное поле генератора на холостом ходу.

Рис. 5. Схема обмотки статора генератора.

фейс, простота и высокая скорость вы-

Δt - шаг интегрирования.

Таким образом, проведенные рас-

числений. В связи с этим программный

Для определения синхронного индук-

четы позволили определить основные

комплекс Elcut был выбран в качестве ин-

тивного сопротивления к полевой моде-

характеристики генератора с учетом

струмента для расчета и анализа характе-

ли генератора была подключена схема

особенностей работы на выпрямитель-

ристик магнитного поля генератора.

обмотки статора, питание которой осу-

ную нагрузку.

В результате расчета состояния

ществлялось от источника переменного

электромагнитного поля генератора

тока (рис. 5). Синхронное индуктивное со-

Блок питания и коммутации БП

были получены такие параметры, как

противление определялось как мнимая

Блок питания и коммутации БП пред-

ЭДС (рис. 4), синхронные индуктивные

часть комплексного сопротивления фазы

ставляет собой двухканальное выпря-

сопротивления.

мительно-преобразовательное устрой-

U

ЭДС определялась как

X_d

Im



(4)

ство и предназначен для:



&

Δψi





• электропитания САУ напряжением

⋅W

⋅ L

(2)

Δt

где U- вектор напряжения,

постоянного тока;

где ΔΨ_i - потокосцепление секции (вы-

I. - вектор тока.

• развязки цепей основного и ре-

числяется как разность потокосцепле-

При определении синхронного ин-

зервного источников питания;

ний сторон секции) на 1 м,

дуктивного сопротивления дополни-

• защиты от перегрузок и короткого

тельно было учтено насыщение магни-

замыкания в цепях нагрузки;

Δψ

=ψ

−ψ

a−

(3)

топровода от магнитного потока ротора

• коммутации электрических цепей

W_ф - число витков фазы,

путем проведения моделирования маг-

исполнительных механизмов;

L_δ - длина активной части генерато-

нитного состояния генератора на холо-

• бесперебойного питания особо от-

ра с учетом заполнения пакета сталью,

стом ходу (рис. 6).

ветственных потребителей САУ при про-

Электроснабжение

и электрооборудование

№ 3 2015

Рис. 7. Функциональная схема выпрямительно-преобразо-

Рис. 8. ЭДС генератора.

вательной секции.

валах интегрированного напряжения от

пряжение на стабилизированный пре-

а также схемы информационного обме-

первичных источников питания, филь-

образователь.

на с внешними системами.

трации выходного напряжения питания

Преобразователь выполнен по схе-

Схема защиты и управления управ-

для исключения высокочастотных по-

ме понижающего преобразователя со

ляет работой преобразователя, в том

мех, формирования и выдачи частотно-

стабилизацией выходного напряже-

числе запрещает его работу при недо-

го сигнала, пропорционального частоте

ния на уровне 32±1 В, работающего

пустимых режимах работы генератора

вращения ротора компрессора высоко-

при номинальной нагрузке в режиме

и коротких замыканиях в нагрузке.

го давления;

непрерывного тока дросселя, а в ре-

Схема формирования частотного

• осуществления встроенного кон-

жиме холостого хода переходящего

сигнала формирует сигнал переменной

троля и формирования сигналов ис-

в режим прерывистого тока. На выходе

частоты синусоидальной формы с ам-

правности и отказа.

преобразователя имеется накопитель-

плитудой, пропорциональной частоте

БП состоит из двух выпрямительно-

ный емкостный фильтр, обеспечиваю-

вращения компрессора высокого давле-

преобразовательных секций, каждая из

щий заданный уровень пульсации на-

ния, и передает его во внешние системы.

которых состоит из:

пряжения.

• выпрямителя;

Выходное напряжение преобразова-

Сравнение результатов расчета

• стабилизированного преобразова-

теля складывается с напряжениями ли-

с экспериментальными данными

теля без гальванической развязки;

ний бортовой сети по схеме «Или» и по-

Для подтверждения достоверности

• схемы защиты и управления;

дается на помехоподавляющий фильтр.

и точности расчетов приведем сравне-

• выходного фильтра;

После помехоподавляющего фильтра

ние результатов расчетов с эксперимен-

• схемы формирования частотного

интегрированное напряжение подается

тальными данными СЭС.

сигнала;

на четыре линии питания нагрузки.

Экспериментальные и расчетные па-

• источника служебного напряжения.

К каждой выходной линии питания

раметры представлены в таблице 2.

Функциональная схема одной вы-

подключена схема контроля выходно-

Осциллограмма ЭДС генератора по-

прямительно-преобразовательной сек-

го напряжения, которая контролирует

казана на рис. 8.

ции представлена на рис. 7.

уровень выходного напряжения и пере-

Расхождение расчетных и экспери-

На вход каждой секции с трех-

дает на схему информационного обмена

ментальных параметров составило не

фазной обмотки генератора пода-

с внешними системами сигнал исправ-

более 4%, что подтверждает коррект-

ется напряжение переменного тока

ности (напряжение на линии в пределах

ность подхода к расчету.

переменной частоты

3~150-500 Гц

от 30 В до 34 В).

18-60/31-105 В. Выпрямитель осущест-

Источник служебного напряжения

Выводы

вляет трехфазное двухполупериодное

формирует напряжения для питания

1. Разработана система электропита-

выпрямление переменного тока и без

устройств, входящих в состав выпря-

ния и коммутации СЭС для электрифи-

фильтрации подает выпрямленное на-

мительно-преобразовательной секции,

цированного авиадвигателя.

2. СЭС построена по принципу

Таблица 2. Сравнение экспериментальных и расчетных параметров генератора СЭС.

функционального резервирования за

счет применения в конструкции гене-

Параметр

Опыт

Расчет

ратора двух независимых трехфазных

обмоток статора, что повысило «живу-

Индуктивное сопротивление, мГн

0,134

0,139

честь» системы.

ЭДС обмотки, В

20,65

21,09

3. При проектировании генератора

учтена особенность работы генератора

Напряжение на клеммах генератора под нагрузкой, В

20,5

20,051

на выпрямительную нагрузку.

Электроснабжение

и электрооборудование

№ 3 2015

4. Разработанная в программе Elcut

году защитила кандидатскую диссертацию на

Volokinina Elena - in 1981 she graduated

полевая математическая модель позво-

тему: «Исследование и разработка быстро-

from Kirov Polytechnic Institute, specialization

лила определить основные параметры

действующего вентильного электропривода

«Electromechanics». In 2006 she defended

генератора.

органов управления новых самолетов». До-

a candidate thesis, the theme is: «Research

5. Достоверность проведенных рас-

цент кафедры «Электрические машины и ап-

and development of quick-operating valve

четов подтверждена эксперименталь-

параты» Вятского государственного универ-

electric drive of new plains controllers». She

ными данными.

ситета. Опыт работы в области вентильных

is an associate professor of «Electric machines

электродвигателей - 27 лет, авиационного

and equipment» department in Vyatskiy State

Литература:

электропривода - 17 лет. В настоящее время

University. Her job experience in the sphere of

1. Волокитина Е. В. Вентильные генераторы

работает ведущим конструктором - руково-

valve electric drivers is 27 years, aviation elec-

и стартер-генераторы в концепции электри-

дителем проекта АО «Электропривод». Автор

tric drivers - 17 years. At present she is working

фицированного самолета: современное со-

более 80 научных трудов.

as a leading designer-project manager in JSC

стояние вопроса / Волокитина Е. В., Головиз-

«Electroprivod». She is the author of 80 scien-

нин С. Б. // Электроника и электрооборудова-

Ковязин Владимир Иванович - родился

tific works.

ние транспорта. - 2005. - № 5. - с. 25-31.

в 1954 году. В 1976 году окончил Вятский го-

2. Волокитина Е. В. Исследования по созда-

сударственный университет (ВятГУ) по специ-

Kovyasin Vladimir - was born in 1954. In

нию системы генерирования и запуска мар-

альности «Автоматика-телемеханика». Опыт

1976 he graduated from Vyatskiy State Univer-

шевого двигателя в концепции полностью

работы в области разработки электронно-вы-

sity (VyatSU) with specialization in «Automat-

электрифицированного самолета. Ч.

числительной техники - 30 лет. В настоящее

ics-telemechanics». His work experience in the

Электроника и электрооборудование транс-

время работает инженером-конструктором

area of designing of computer technology is 30

порта. - 2011. - № 4. - с. 24-29.

1-й категории АО «Электропривод».

years. At present he works as 1 degree design-

3. Власов А. И. Выбор типа стартер-генерато-

engineer in JSC «Electroprivod».

ра для автономных подвижных объектов /

Власов Андрей Иванович

- родился

Власов А. И., Волокитина Е. В. // Электроника

в 1979 году. В 2002 году окончил Вятский го-

Vlasov Andrey - was born in 1979. In 2002

и электрооборудование транспорта. - 2008. -

сударственный университет (ВятГУ) по спе-

he graduated from Vyatskiy State University

№ 5. - с. 2-6.

циальности

«Электромеханика». Кандидат

(VyatSU) with specialization in «Electromechan-

4. Однокопылов Г. И. Отказоустойчивый асин-

технических наук. В 2010 году защитил дис-

ics». He is a candidate of Technical Sciences. In

хронный электропривод / Однокопылов Г. И.,

сертацию по теме: «Магнитоэлектрический

2010 he defended a thesis on: «A magneto-

Брагин А. Д.

// Ползуновский вестник.

стартер-генератор в системе электроснаб-

electric starter-generator in the electrical power

2013. - № 4-2. С. 157-162.

жения самолетов нового поколения». 13 лет

supply system of airplanes of new generation».

5. Рожнов Н. М., Русаков А. М., Сугробов А. М.,

работает в области авиационных электри-

He has been working in the area of aviation elec-

Тыричев П. А. Вентильные генераторы авто-

ческих машин. В настоящее время работает

trical machines for 13 years. At present he works

номных систем электроснабжения. - М.: Из-

главным конструктором АО «Технодинами-

as chief designer in JSC «Technodinamika», self-

дательство МЭИ, 1996. - 280 с.

ка», ОП (г. Киров). Имеет более 25 научных

standing business (Kirov). He has more than 25

6. Власов А. И. Применение полевых мате-

трудов.

scientific works.

матических моделей для проектирования

обмоток вентильных электродвигателей

Никитин Владимир Владимирович - ро-

Nikitin Vladimir - was born in 1980. In 2002

Власов А. И., Волокитина Е. В., Опалев Ю. Г. //

дился в 1980 году. В 2002 году окончил Вят-

he graduated from Vyatskiy State University

Электроника и электрооборудование транс-

ский государственный университет (ВятГУ)

(VyatSU) with specialization in «Electromechan-

порта. - 2013. - № 3. - С. 12-15.

по специальности «Электромеханика». 13 лет

ics». He has been working in the area of aviation

работает в области авиационного электро-

electrical drive for 13 years. At present he works

Волокитина Елена Владимировна

привода. В настоящее время работает ин-

as 1 degree design-engineer in JSC «Technodin-

в 1981 году окончила Кировский политехни-

женером-конструктором 1-й категории АО

amika», self-standing business (Kirov). He has

ческий институт по специальности «Электро-

«Технодинамика», ОП (г. Киров). Автор более

more than 15 scientific works.

механика». Кандидат технических наук. В 2006

15 научных трудов.

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Состояние и перспективы создания

высокоэффективных электроприводов

для более электрифицированных

и роботизированных образцов отечественной

техники нового поколения

// State of the art and prospects for development of high-performance electric drives

for new generation of native more electrified and robotic equipment //

управления механизацией крыла (СУМК)

Волокитина Е. В., к. т. н.,

самолета Ан-70, который был первым

АО «Электропривод», г. Киров

(в мировой практике) ЭП нового поколе-

Опалев Ю. Г., к. т. н.,

ния, внедренным в СУМК современного

АО «Технодинамика», ОП, г. Киров

самолета вместо гидравлического при-

вода [1]. Эффективность такой замены

В статье проведен анализ современно-

The analysis of a state of the art in the area

проявилась, прежде всего, в уменьше-

го состояния в области высокотехно-

of high-performing electric drives, based on

нии массы СУМК, а также в повышении

логичных электроприводов на примере

products of JSC «Electroprivod» (Kirov city)

ее безотказности, точности и устойчиво-

изделий АО «Электропривод», г. Киров.

are under consideration in the paper. The

сти, упрощении обслуживания.

Выявлено основное направление разви-

main trend in special purpose equipment

В АО «Электропривод» уже разрабо-

тия техники специального назначения,

evolution was identified, and it about us-

тано несколько аналогичных систем:

заключающееся в применении автома-

age of automated systems for autonomous

• ЭПЗ-77М, ЭПЗ-324 - ЭП для выпуска

тизированных комплексов для управле-

object control. This information were pro-

и уборки закрылков самолетов Ан-70

ния автономными объектами. Приве-

vided for the 10-th AllRussian research and

и Ту-324;

денные материалы были представлены

practice conference «Advanced Systems and

• ЭППЗ-334, ЭППЗ-204 - ЭП для выпу-

для Десятой Всероссийской научно-

Control Problems» (April 6-10, 2015, Dom-

ска и уборки предкрылков и закрылков

практической конференции «Перспек-

bay, Karachay-Cherkessia Republic).

самолетов Ту-334 и Ту-204;

тивные системы и задачи управления»

Keywords: robotics, electric drive, mecha-

• ЭПС-324 - ЭП стабилизатора само-

(6-10 апреля 2015 года, п. Домбай, Кара-

tronic module, electric actuator, Brushless

лета Ту-324;

чаево-Черкесская республика).

DC electric motor, movement converter.

• ЭПТ-324 - ЭП триммирования и ре-

Ключевые слова: робототехника,

гулирования загрузки рычагов систем

электропривод, мехатронный модуль,

управления самолета Ту-324.

электромеханизм, вентильный элек-

Одной из новейших разработок яв-

тродвигатель, преобразователь вида

ляется электропривод ЭППЗ-204, состав

движения.

которого показан на рис. 1. ЭППЗ-204

В современном мире авиационно-

учной концепции ПЭС. Одним из приме-

предназначен для автоматизированно-

космическая промышленность является

ров является разработанный в 90-е годы

го управления предкрылками и закрыл-

самой наукоемкой и высокотехнологич-

прошлого века автоматизированный

ками самолета Ту-204 в режимах взлета,

ной. С каждым годом летательные аппа-

электропривод (ЭП) ЭПЗ-77 для системы

посадки и ухода на второй круг.

раты (ЛА) становятся все более надежны-

ми, функциональными, энергоэффектив-

ными и, как следствие, более сложными.

В настоящее время наиболее пер-

спективным направлением авиастрое-

ния является создание так называемого

«полностью электрического самолета»

(ПЭС). Это направление, наряду с усо-

вершенствованиями аэродинамики, си-

ловой установки, конструкции ЛА и его

агрегатов, рассматривает возможности

повышения летно-технических характе-

ристик путем ликвидации отбора возду-

ха от авиадвигателя, применения элек-

тродистанционных систем управления

полетом, создания единой вторичной

энергосистемы.

АО «Электропривод» более 35 лет

занимается вопросами реализации на-

Рис. 1. Электропривод ЭППЗ-204.

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Собственный опыт в разработке

Следует также подчеркнуть, что раз-

• исполнительный электродвигатель,

электрооборудования для электрифи-

витие новых технологий управления

преобразующий электрическую энер-

цированных объектов, а также посто-

может существенно улучшить техниче-

гию в механическую;

янный мониторинг и анализ новейших

ские характеристики традиционных си-

• передаточное устройство - меха-

отечественных и зарубежных материа-

стем ВТ за счет повышения быстродей-

ническое устройство для соединения

лов, элементной базы и инновационных

ствия и точности приводных систем, со-

вала электродвигателя с рабочим орга-

технических решений подтверждают

вершенствования алгоритмов управле-

ном объекта;

низкую массо-энергетическую эффек-

ния, обеспечивающих инвариантность

• датчики обратной связи (по по-

тивность автономных объектов при

к внешним возмущениям, и т.д. [4].

ложению, скорости перемещения) для

использовании нескольких вторичных

Базой для реализации модульного

преобразования механических величин

источников энергии

(пневматической,

принципа построения нового поколе-

в электрический сигнал;

гидравлической и механической) за счет

ния робототехнических конструктивно

• интерфейс с внешней САУ, внутрен-

потерь мощности при многократном

унифицированных

функциональных

ние интерфейсы.

преобразовании энергии [2].

компонентов является мехатроника.

В общем виде современный ЭП пред-

Разработка и внедрение технологий

Основой мехатроники является ин-

ставляет собой силовую часть, включа-

робототехники являются одним из при-

теграция составляющих частей: функци-

ющую трехфазный бесконтактный син-

оритетных направлений, используемых

ональная, структурная, конструктивная

хронный электродвигатель с возбужде-

при создании новых и модернизации

интеграция элементов в мехатронных

нием от постоянных магнитов с датчиком

состоящих на вооружении образцов во-

модулях; аппаратно-программная инте-

угловых перемещений, установленным

енной техники [3].

грация исполнительных и интеллекту-

на валу, и силовым модулем с неуправ-

Анализ тенденций создания пер-

альных элементов.

ляемым выпрямителем и автономным

спективных образцов военной техни-

Суть мехатронного подхода состо-

инвертором напряжения. На выходе ин-

ки (ВТ) показывает, что существенное

ит в объединении элементов, имеющих

вертора формируется напряжение регу-

повышение технических характери-

принципиально различную физическую

лируемой амплитуды и частоты, подава-

стик и функциональных возможностей

природу, в интегрированные модули.

емое на обмотку статора электродвига-

новых образцов ВТ могут обеспечить

Интегрированные мехатронные модули

теля. Система управления реализуется

только принципиально новые подходы,

отличаются повышенной надежностью,

на основе микроконтроллера и пред-

основанные на использовании техно-

точностью выполнения движения, ком-

ставляет собой трехконтурную систему

логий искусственного интеллекта, в том

пактностью конструкции, экономиче-

регулирования с контурами тока, скоро-

числе робототехники. Связано это с тем,

ской целесообразностью, но являются

сти и положения, которая, используя сиг-

что объекты ВТ, в отличие от объектов

менее гибкими, ограничены для модер-

налы обратной связи, регулирует момент

гражданского назначения, ориентиро-

низации и реконфигурации. Поэтому

и частоту вращения электродвигателя

ваны на работу в условиях неполноты

мехатронный подход подразумевает

в соответствии с получаемым заданием.

исходящей информации и неопреде-

различные уровни интеграции исходя

ленности среды функционирования

из целесообразности [5].

и внешних воздействий, к которым

Важнейшим из основных компонен-

можно отнести непредусмотренное из-

тов электрифицированной мехатрон-

менение координат целей, собственных

ной системы является регулируемый

характеристик и т.д.

ЭП. ЭП включает в себя следующие обя-

Очевидно, что многие из постав-

зательные функциональные элементы:

ленных проблем являются общими

• устройство управления на осно-

как для беспилотных летательных ап-

ве микроконтроллера или цифрового

паратов, так и для роботов наземного

сигнального процессора, выполняю-

и морского базирований. Поэтому соз-

щее информационное преобразование

дание бортовых систем управления,

(прием, обработку входных сигналов,

обработки информации и наведения

формирование и трансляцию управ-

должно обязательным образом пред-

ляющих воздействий, обмен данными

Рис. 2. Электродвигатель

полагать обоснованную унификацию

с внешней системой, контроль состоя-

ДБ126-22000-12-Д12.

(или унифицированный ряд основных

ния изделия и др.);

подсистем).

• силовой преобразователь, как пра-

Примером мехатронного модуля мо-

Более того, решение этих же про-

вило, на основе автономного инвертора

жет служить электродвигатель ДБ126-

блем представляет большой интерес

напряжения с реализацией широтно-

22000-12-Д12 (рис. 2) разработки АО

и для пилотируемой авиации, например:

импульсной модуляции (ШИМ);

«Электропривод».

• вопрос о степени интеллектуализа-

Таблица 1.

ции бортовой системы является ключе-

Наименование параметра

Значение

вым при обсуждении концепции само-

летов 5-го поколения;

Напряжение питания постоянного тока, В

270

• создание интеллектуального циф-

Максимальная мощность, кВт

рового автопилота крайне важно для

Максимальная частота вращения, об/мин

12200

обеспечения безопасности полетов на

Диапазон регулирования частоты вращения

1:30

малых высотах, в сложных метеоуслови-

Охлаждение

Жидкостное

ях, для обеспечения автоматической по-

Габарит В×L×H, мм

157×290×207

садки на неподготовленную площадку

приземления.

Масса, кг

14,65

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Рис. 3. Планетарная

Рис. 4. Электропривод ЭПР с электродвигателем

Рис. 5. Электродвигатель

ролико-винтовая передача.

ДБ50-180-8-Д12.

ДБ160-30000-60-U.

Основные технические характери-

В шарико-винтовых преобразовате-

К недостаткам ПРВП следует отнести

стики электродвигателя ДБ126-22000-

лях (ШВП) вида движения повышение

сложность конструкции и кинематики,

12-Д12 приведены в таблице 1.

осевой жесткости передачи и точности

высокие требования к точности изго-

Электродвигатель рассчитан на про-

позиционирования возможно за счет

товления деталей.

должительный режим работы с эквива-

применения специального профиля

Примером мехатронного модуля по-

лентной мощностью на выходном валу

резьбы или создания предварительно-

ступательного движения с ПРВП может

4,8 кВт. Максимальная мощность на вы-

го натяга путем регулировки или вза-

служить электропривод ЭПР с электро-

ходном валу реализуется при кратко-

имного расположения контактируемых

двигателем ДБ50-180-8-Д12 (рис. 4) раз-

временном режиме работы в течение 3

деталей.

работки АО «Электропривод».

минут за счет перегрузочной способно-

Для ЭП поступательного движения,

Основные технические характери-

сти электродвигателя.

обеспечивающих высокую надежность,

стики ЭПР приведены в таблице 2.

Коэффициент перегрузки ЭД по

кинематическую точность, плавность

Зачастую при необходимости полу-

мощности

движения во всем диапазоне скоростей,

чения высокой скорости рабочего ор-

максимальный КПД, наибольшую нагру-

гана, например, компрессора системы

зочную способность и жесткость, наибо-

кондиционирования воздуха, требуется

Рассмотренная система - вентиль-

лее перспективными в настоящее время

применение высокоскоростных элек-

ный электродвигатель постоянного тока

являются планетарные ролико-винто-

тродвигателей [6].

(ВДПТ). ВДПТ фактически представляет

вые передачи (ПРВП).

Для высокоскоростных электри-

собой законченный ЭП, однако в боль-

ПРВП является разновидностью

ческих машин основной проблемой

шинстве случаев рабочие органы ав-

винтовой передачи «Винт-гайка каче-

при проектировании и эксплуатации

тономных объектов требуют либо зна-

ния», особенностью которой является

является обеспечение механической

чительно больших вращающих усилий

установка резьбовых роликов между

прочности ротора

[7]. Главная труд-

и одновременно достаточно низких ча-

винтом и гайкой, совершающих плане-

ность здесь заключается в удержании

стот вращения (в сравнении с возмож-

тарное движение относительно оси хо-

постоянных магнитов от действий цен-

ностями электродвигателя), либо при-

дового винта (рис. 3).

тробежных сил, возникающих при вра-

водных механизмов поступательного

В отличие от ШВП и передач «Винт-

щении ротора.

движения. В таких случаях необходимо

гайка скольжения», ПРВП обладают

Одним из основных вариантов ре-

применение понижающих механиче-

более высокой надежностью и долго-

шения данной задачи является защита

ских передач - редукторов, а при посту-

вечностью, кинематической точно-

постоянных магнитов от разрушения

пательном виде движения необходим

стью,

нагрузочной способностью,

бандажом из высокопрочных немагнит-

преобразователь вида движения.

плавностью движения в зоне средних

ных и неэлектропроводных сплавов,

При разработке ЭП поступательно-

и больших скоростей, жесткостью и бы-

а также современных композиционных

го и вращательного движений особое

строходностью, что делает ПРВП наи-

материалов.

внимание уделяется люфтам и упругим

более перспективной. ПРВП обладает

На рис.

5 показан бесконтактный

деформациям, которые являются основ-

реверсивностью, то есть вращательное

электродвигатель постоянного тока

ными причинами возникновения в элек-

движение винта преобразуется в посту-

ДБ160-30000-60-U разработки АО

троприводе статической ошибки. Наи-

пательное движение гайки и наоборот.

«Электропривод».

большего значения статическая ошибка

Таблица 2.

достигает при реверсе и при изменении

знака нагрузки, действующей на выход-

ное звено привода. В настоящее вре-

Наименование параметра

Значение

мя для обеспечения миниатюризации

Напряжение питания постоянного тока, В

и, в случае необходимости, получения

Усилие на выходном штоке, Н

6468

беззазорного соединения в винтовых

Скорость выходного штока, мм/с

От 10 до 20

преобразователях ЭП поступательного

Охлаждение

Воздушное

движения применяется несколько кон-

Габарит В×L×H, мм

60×190×165,5

структивно-технологических способов

Масса, кг

2,65

устранения зазоров.

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Таблица 3.

Таблица 4.

Наименование параметра

Значение

Наименование параметра

Значение

Напряжение питания постоянного тока, В

270

Напряжение питания постоянного тока, В

Номинальная мощность, кВт

Номинальное осевое усилие

От 98 до 3920

Номинальная частота вращения, об/мин

55000

на выходном штоке, Н

Диапазон регулирования частоты

От 35 до 55

Скорость выходного штока, мм/с

От 1,5 до 10

вращения, тыс. об/мин

Охлаждение

Воздушное

Охлаждение

Жидкостное

Габарит В×L×H, мм

От 35×61×210

Габарит В×L×H, мм

161×290×161

до 82×107×363

Масса, кг

19,5

Масса, кг

От 0,4 до 2,7

ные алгоритмы управления ВДПТ для

обеспечения регулирования выходных

параметров ЭП. Кроме того, имеются

потенциальные возможности дальней-

шего совершенствования этого класса

электрических машин в части конструк-

тивного исполнения, повышения удель-

ных, энергетических показателей, бы-

стродействия, увеличения надежности

и срока службы [8].

В настоящее время в АО «Электро-

привод» существует задел электроме-

ханизмов «старого поколения» с кол-

лекторными электродвигателями посто-

янного тока, на основе которых можно

создать «новое поколение» с существен-

но улучшенными техническими характе-

Рис. 6. Структурная схема ЭП с бездатчиковым управлением.

ристиками.

Основные технические характери-

двигателя, необходимых для реализа-

Для замены устаревших ЭП и обе-

стики электродвигателя ДБ160-30000-

ции алгоритма векторного управления,

спечения развития техники специаль-

60-U приведены в таблице 3.

по информации о двух фазных токах

ного назначения используется принцип

Дополнительной отличительной осо-

статора и (или) двух значениях фазных

унификации. Такой подход позволяет

бенностью ДБ160-30000-60-U является

напряжений, а также по параметрам его

разрабатывать унифицированные ряды

отсутствие датчика положения ротора.

математической модели с помощью спе-

ЭП поступательного и вращательного

Перспективные методы бездатчико-

циальных алгоритмов [6].

движений, когда на единой конструк-

вого управления преимущественно ос-

Структурная схема ЭП с бездатчико-

тивной базе путем замены отдельных

нованы на косвенном определении угла

вым управлением показана на рис. 6.

сборочных единиц обеспечивается за-

положения ротора электродвигателя,

Наиболее существенным достоин-

данный диапазон выходных параметров.

а также частоты вращения с применени-

ством бездатчикового управления явля-

Еще одним шагом для разработки рядов

ем наблюдателей, позволяющих вычис-

ется высокая надежность системы в це-

ЭП является их модульная компоновка.

лять неизмеряемые координаты и ис-

лом за счет отказа от применения меха-

То есть, используя набор унифицирован-

пользовать их в системе регулирования.

нических датчиков положения ротора.

ных элементов, составляющих основу,

Наблюдатель состояния выполняет

Многообразие современных маг-

можно проектировать ЭП различных ти-

вычисление всех параметров электро- нитных материалов и магнитных систем,

пономиналов, что обеспечивает изготов-

новейшие достижения

ление узлов и деталей по типовым техно-

в областях силовой

логическим процессам. Кроме того, ука-

информационной

занные решения позволяют обеспечить

электроники позволяют

соответствие технического уровня и по-

реализовывать различ-

казателей технологичности ЭП унифи-

Рис. 7. Отрезок ряда электромеханизмов поступательного Рис. 8. Отрезок ряда электромеханизмов вращательного движения МПК.

движения МП.

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Рис. 10. Отрезок ряда бесконтактных электродвигателей

серии ДБМ.

Рис. 9. Отрезок ряда бесконтактных электродвигателей ДБ.

Таблица 5.

Наименование параметра

Значение

Напряжение питания постоянного тока, В

Вращающий момент на выходном валу, Н·м

От 2 до 15

Частота вращения, об/мин

От 0,5 до 6

Охлаждение

Воздушное

Габарит В×L×H, мм

От 61×71×108

до 74×135×190

Рис. 11. Сравнение электродвигателей серии ДБМ с зарубежными

Масса, кг

От 0,36 до 3,1

образцами по удельному моменту.

цированного ряда нормативам отрасли.

тельного движения МПК приведены

Бесконтактные электродвигатели ДБ

АО «Электропривод» имеет много-

в таблице 5. Электромеханизмы МПК

выполнены на основе редкоземельных

летний опыт создания рядов электро-

предназначены для привода воздушных

постоянных магнитов. Примененные

двигателей и электромеханизмов. При-

заслонок систем кондиционирования

в электродвигателях материалы обеспе-

мером могут послужить ряды электро-

воздуха, а также для привода топливных

чивают работу при температуре окру-

механизмов поступательного движения

кранов, применяются на современных

жающей среды от минус 60 до +85 °C,

серии МП и вращательного движения

самолетах и вертолетах [9].

а также механическую прочность при

серии МПК, показанные на рис. 7 и 8,

В настоящее время ведутся работы

воздействии ударов и вибрации.

а также ряды бесконтактных электро-

по модернизации электромеханизмов

Основные технические характе-

двигателей ДБ (рис. 9) и ДБМ (рис. 10).

МП и МПК с целью обеспечения соот-

ристики бесконтактных электродви-

Основные технические характери-

ветствия современным требованиям

гателей серии ДБМ приведены в таб

стики электромеханизмов поступатель-

к высокоэффективным ЭП за счет при-

лице 7. Электродвигатели серии ДБМ

ного движения МП приведены в табли-

менения мехатронных модулей на осно-

предназначены для работы в составе

це 4. Электромеханизмы МП применя-

ве ВДПТ.

ЭП с высокими динамическими харак-

ются практически на всех современных

Основные технические характери-

теристиками и точностью позициони-

самолетах и вертолетах [9]. В качестве

стики бесконтактных электродвигателей

рования, удовлетворяющими требо-

преобразователя вида движения ис-

ДБ приведены в таблице 6. Электродви-

ваниям исполнительных механизмов

пользуется ШВП.

гатели ДБ применяются в автоматизиро-

универсальных технологических робо-

Основные технические характе-

ванных электроприводах специального

тов и другого прецизионного металло-

ристики электромеханизмов враща-

назначения [9].

обрабатывающего оборудования [10].

Таблица 6.

Таблица 7.

Наименование параметра

Значение

Наименование параметра

Значение

Напряжение питания постоянного тока, В

27, 48, 270

Напряжение питания постоянного тока, В

540

Механическая мощность на выходном

От 25 до

Вращающий момент на выходном валу, Н·м

От 1,1 до 36

валу, Вт

20000

Частота вращения, об/мин

3000, 4500, 6000

Частота вращения, об/мин

От 8000 до

Диапазон регулирования частоты

1:10000

15000

вращения

Охлаждение

Воздушное

Охлаждение

Воздушное

Габарит D×H, мм

От Ø25×56 до

Габарит В×L×H, мм

От 72×72×175

Ø158×215

до 192×192×295

Масса, кг

От 0,14 до 12,5

Масса, кг

От 3 до 33,4

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Электродвигатели способны выдержи-

Литература:

Волокитина Елена Владимировна

вать трехкратную перегрузку по току

1. Волокитина Е. В., Свиридов В. И., Шалаги-

в 1981 году окончила Кировский политехни-

и вращающему моменту. В настоящее

нов В. Ф. Вентильные электродвигатели с по-

ческий институт по специальности «Электро-

время разработаны 11 типов электро-

стоянными магнитами для электроприводов

механика». Кандидат технических наук. В 2006

двигателей серии ДБМ.

полностью электрифицированного самолета

году защитила кандидатскую диссертацию на

Электродвигатели серии ДБМ были

// Труды IV Междунар. симпоз. ЭЛМАШ-2004.

тему: «Исследование и разработка быстро-

разработаны с целью импортозамеще-

М: «Интерэлектромаш». - 2004. - с. 172-177.

действующего вентильного электропривода

ния аналогичных электродвигателей

2. Волокитина Е. В., Головизнин С. Б. Исполь-

органов управления новых самолетов». До-

фирмы Siemens, сравнение с которы-

зование потенциальных возможностей вен-

цент кафедры «Электрические машины и ап-

ми по удельному моменту показано на

тильных электродвигателей с постоянными

параты» Вятского государственного универ-

рис. 11 [10].

магнитами - основа реализации концепции

ситета. Опыт работы в области вентильных

АО «Электропривод» имеет обшир-

полностью электрифицированного самоле-

электродвигателей - 27 лет, авиационного

ный опыт в области разработки регули-

та

// Электроника и электрооборудование

электропривода - 17 лет. В настоящее время

руемых ЭП на основе ВДПТ [11].

транспорта. - 2007. - № 3. - с. 31-33.

работает ведущим конструктором - руково-

Изделия, разработанные АО «Элек-

3. Рубцов И. В. Вопросы состояния и пер-

дителем проекта АО «Электропривод». Автор

тропривод», работают в системах запу-

спективы развития отечественной наземной

более 80 научных трудов.

ска авиадвигателей, управления взле-

робототехники военного и специального на-

том, полетом и посадкой самолетов,

значения // Известия ЮФУ. Технические нау-

Опалев Юрий Геннадьевич

- родился

бортовых системах электроснабжения,

ки. - 2013. - № 3. - с. 14-20.

в 1980 году. В 2003 году окончил Вятский

обогрева, кондиционирования воздуха,

4. Ваганов Н. И. Перспективы развития базо-

государственный университет

(ВятГУ) по

выпуска и уборки шасси, регулирова-

вых военных технологий в области создания

специальности

«Электромеханика». Кан-

ния по высоте сидения кресла летчика,

систем управления и обработки информации

дидат технических наук. В 2011 году защи-

вращения антенн, перемещения контей-

// Мехатроника, автоматизация, управление,

тил кандидатскую диссертацию на тему:

неров, в стеклоочистителях и в других

№ 3, 2009 с. 2-4.

«Вентильные электродвигатели для пре-

системах летательных объектов, в систе-

Компоненты интеллектуальных меха-

цизионных быстродействующих приводов

мах управления реакторов типа РБМК

тронных модулей: [монография] / В. А. Не-

мехатронных технологических модулей».

атомных электростанций, в различных

стерин, Е. В. Волокитина; М-во образования

13 лет работает в области авиационных

системах газоперекачивающих и энер-

и науки Рос. Федерации, Чуваш. гос. ун-т им.

электрических машин. В настоящее время

гетических агрегатов, успешно исполь-

И. Н. Ульянова. - Чебоксары: [б. и.], 2014.

работает начальником отдела расчетов АО

зуются в медицинской хирургической

6. Волокитина Е. В., Власов А. И., Копчак А. Л.,

«Технодинамика», ОП (г. Киров). Имеет 20

технике.

Москвин Е. В., Тебеньков Ф. Г. Разработка вы-

научных трудов.

Разрабатываемые ЭП имеют высо-

сокоскоростного электропривода компрес-

кие быстродействие, точность позици-

сора системы кондиционирования воздуха

Volokinina Elena - in 1981 she graduated

онирования, хорошие энергетические

самолета // Электроника и электрооборудо-

from Kirov Polytechnic Institute, specialization

и эксплуатационные характеристики,

вание транспорта. - 2013. - № 3. - с. 34-39.

«Electromechanics». In 2006 she defended

низкие массу и габариты, поэтому в пол-

7. Волокитина Е. В., Власов А. И., Копчак А. Л.,

a candidate thesis, the theme is: «Research

ной мере могут быть применены в робо-

Хохлов О. В. Электропривод

компрессора

and development of quick-operating valve

тотехнике.

системы кондиционирования воздуха в кон-

electric drive of new plains controllers». She

Работы как по созданию перспек-

цепции полностью электрифицированного

is an associate professor of «Electric machines

тивных образцов высокотехнологичной

самолета // Электроника и электрооборудо-

and equipment» department in Vyatskiy State

продукции, так и по модернизации су-

вание транспорта. - 2011. - № 4. - с. 39-44.

University. Her job experience in the sphere of

ществующих изделий активно ведутся

8. Власов А. И., Волокитина Е. В., Малюгин А. А.,

valve electric drivers is 27 years, aviation elec-

АО «Электропривод» в направлениях

Опалев Ю. Г. Исследование магнитной систе-

tric drivers - 17 years. At present she is working

разработки электроприводов:

мы высокоскоростных бесконтактных элек-

as a leading designer-project manager in JSC

• не уступающих или превосходящих

тродвигателей постоянного тока // Электро-

«Electroprivod». She is the author of 80 scien-

по своим техническим характеристикам

ника и электрооборудование транспорта.

tific works.

зарубежные аналоги;

- 2013. - № 3. - с. 23-26.

• решающих вопрос импортозаме-

9. Овечкин О. И., Миронов В. А. Электромеха-

Opalev Yuriy - was born in 1980. In 2003 he

щения и ликвидации зависимости рос-

низмы и электродвигатели разработки ОАО

graduated from Vyatskiy State University (Vy-

сийских разработчиков электрифици-

«Электропривод» // Электроника и электроо-

atSU) specializing in «Electromechanics». He is

рованных робототехнических комплек-

борудование транспорта. - 2013. - № 3. - с. 5-11.

a Candidate of Science. In 2011 he defended a

сов от зарубежных производителей;

10. Волокитина Е. В., Данилов Н. А., Несте-

thesis about «AC electronic motors for precise

• выполняющих комплекс требова-

рин В. А., Опалев Ю. Г. Новая серия отече-

fast-acting drives of mechatronic process mod-

ний: высокая плавность и точность хода,

ственных вентильных электродвигателей для

els». He has been working in the area of aircraft

минимальные масса и габариты, высо-

универсальных технологических роботов //

electrical machines for 13 years. At present he is

кие динамические показатели, низкое

Электроника и электрооборудование транс-

a head of the accounts department in JSC «Tech-

энергопотребление, простота конструк-

порта. - 2011. - № 7. - с. 13-16.

nodinamika», self-standing business (Kirov). He

ции и минимальная стоимость.

11. www.epv.ru

has 20 scientific works.

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Особенности разработки малогабаритного

слаботочного электромагнита с повышенным

быстродействием для замка реверсивного

устройства

// Features development of compact low-current electromagnet improve performance for

locks of actuator thrust reverser //

• для втяжных электромагнитов

Рубцова Л. А., Малюгин А. А., Печенкина Н. А., Киселев Р. В.,

с углом конуса якоря α = 90° k = 4-16;

АО «Электропривод», г. Киров

• для втяжных электромагнитов

В статье рассмотрена конструкция

In this article describes the design of a DC

с углом конуса якоря α = 60° k = 1,8-4.

электромагнита постоянного тока

electromagnet retractable type with high

Разработанный электромагнит от-

втяжного типа с повышенным быстро-

performance, and provides key recommen-

носится к группе нейтральных электро-

магнитов постоянного тока, рабочий

действием, а также приведены основ-

dations to the calculation.

магнитный поток в которых создается

ные рекомендации по расчету.

Keywords: DC electromagnet, field model,

с помощью обмотки постоянного тока.

Ключевые слова: электромагнит

magnetic system.

Действие электромагнита зависит толь-

постоянного тока, полевая модель,

ко от величины магнитного потока и не

магнитная система.

зависит от его направления, а следова-

Электромагниты часто используют-

с оптимальными массогабаритными

тельно, и от направления тока в обмотке

ся в виде элементов силового привода

показателями руководствуются целе-

электромагнита [3].

и в коммутационной аппаратуре, слу-

сообразностью выбора размеров ос-

жащей для дистанционного включения

новных частей электромагнита. В пер-

Особенности разработанного

и выключения цепей.

вую очередь это относится к размерам

электромагнита

Необходимость применения элек-

полюса и якоря, так как они главным

Электромагнит разработан с при-

тромагнитов в летательных аппаратах

образом определяют размер обмотки

менением конструктивных решений,

возникает, когда исполнительный ме-

электромагнита.

основных материалов и покрытий, от-

ханизм имеет относительно малый ход

Малое сечение полюса и якоря мо-

работанных на изделии-аналоге

[5],

и не требуется преодоления больших

жет привести к большой величине на-

и предназначен для управления вклю-

противодействующих усилий.

магничивающей силы, необходимой для

чением замка реверсивного устройства

В общем виде электромагнит состо-

проведения магнитного потока через

авиадвигателя ПД-14 [4].

ит из следующих основных частей:

рабочий воздушный зазор и магнито-

Внешний вид электромагнита пока-

• катушки с намагничивающей об-

провод. Завышенные размеры полюса

зан на рис. 1.

моткой;

и якоря приводят к чрезмерному увели-

• неподвижной части магнитопрово-

чению массы электромагнита.

да - полюса;

Помимо размеров магнитопровода

• подвижной части магнитопрово-

на характеристики электромагнита так-

да - якоря;

же влияют длина хода якоря и форма

• противодействующего элемента -

рабочего воздушного зазора.

пружины для возврата якоря в исходное

Выбор наиболее рациональной

положение.

формы воздушного зазора (плоская, ко-

По характеру перемещения якоря

нусная, усеченно-конусная), обеспечи-

электромагниты бывают втяжными, по-

вающего возможность получения элек-

Рис. 1. Внешний вид электромагнита.

воротными, притяжными [1].

тромагнита минимальных размеров

Наибольшее распространение полу-

и массы для заданных условий работы,

Якорь под действием электромаг-

чили втяжные электромагниты в каче-

определяется конструктивным факто-

нитных сил перемещается вдоль вну-

стве силовых, основным назначением

ром электромагнита [2]

тренней поверхности щита, имеющей

которых является совершение работы на

немагнитную вставку, и обеспечивает

протяжении определенного пути, сопро-

перемещение штока на заданный ход.

вождающееся приведением в движение

Пружина обеспечивает возврат яко-

рабочих органов различных механизмов.

где F_Н - начальное тяговое усилие элек-

ря и штока в исходное положение после

Втяжные электромагниты постоян-

тромагнита, кг;

снятия напряжения питания.

ного тока, как правило, выполняются

δ_Н - величина начального воздушно-

Особенностью разработанного элек-

с массивным магнитопроводом. В боль-

го зазора, см.

тромагнита является наличие на штоке

шинстве случаев они имеют цилиндри-

Рекомендованные диапазоны значе-

уплотнительного устройства для обе-

ческую форму.

ний конструктивного фактора:

спечения требования по водонепрони-

При проектировании электромаг-

• для втяжных электромагнитов

цаемости и его быстродействие - время

нита для заданных условий работы

с плоским стопом k = 16-90;

срабатывания электромагнита при ходе

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Рис. 2. Осциллограмма тока электромагнита.

Рис. 3. Зависимости усилия и времени срабатывания электромагнита

от величины угла конуса якоря.

якоря 9,5 мм - не более 0,1 с. Также осо-

усилие электромагнита при начальном

его быстродействии.

бенностью электромагнита является вы-

зазоре намного превосходило противо-

Для обеспечения необходимого на-

сокое значение напряжения отпускания.

действующую силу. Кроме обмоточных

пряжения отпускания в электромагните

Основной проблемой при разработ-

данных, на начальное тяговое усилие

применена пружина с большим усилием

ке электромагнита является реализация

электромагнита влияет и конфигурация

в сжатом состоянии, а также введен не-

высокого быстродействия. Для решения

магнитопровода.

магнитный промежуток в месте соеди-

данной проблемы необходимо устано-

В ходе проектирования было иссле-

нения фланца с корпусом.

вить, какие факторы влияют на время

довано влияние угла конуса якоря на

срабатывания и тем самым на быстро-

усилие и время срабатывания электро-

Результаты расчетов

действие электромагнита.

магнита. Зависимости времени сраба-

электромагнита

Полная величина времени срабаты-

тывания и усилия, развиваемого элек-

При кажущейся простоте устройства

вания электромагнита складывается из

тромагнитом, от величины угла конуса

электромагнитов вопросы их теории

времени трогания и времени движения.

якоря показаны на рис. 3, где F_нач и F_кон -

и расчета достаточно сложны. Это обу-

Как время трогания, так и время

начальное и конечное усилия, развива-

словлено нелинейностью свойств стали

движения в первую очередь зависят от

емые электромагнитом, кг; t_ср - время

и сложностью распределения магнит-

соотношения между полезной работой,

срабатывания электромагнита, мс.

ного поля в воздушных зазорах. Кроме

которую должен произвести электро-

Помимо конфигурации рабочего

того, влияние человеческого фактора

магнит, и мощностью его обмотки [2].

воздушного зазора, на характеристики

при обработке и сборке электромаг-

Кроме того, время трогания в значи-

электромагнита влияет также его распо-

нитов вызывает сложности в оценке

тельной степени зависит от коэффици-

ложение относительно обмотки, то есть

корректности расчета в связи со значи-

ента запаса обмотки по току срабаты-

соотношение длин полюса и якоря. На

тельными отклонениям теоретических

вания, а время движения - от величины

рис. 4 показаны определенные в ходе

данных, используемых для расчета, от

хода якоря и массы движущихся частей.

расчета тяговые характеристики элек-

фактических.

В ходе проведения испытаний элек-

тромагнита при различной длине якоря

Указанные обстоятельства не по-

тромагнита была снята осциллограмма

и постоянной длине электромагнита.

зволяют с первого раза получить, осно-

тока, потребляемого электромагнитом

Как видно из рисунка, для электро-

вываясь на расчетных данных, электро-

(рис. 2), на которой видно, что значитель-

магнита существует оптимальное рас-

магнит с требуемой точностью задан-

ная часть времени срабатывания прихо-

положение воздушного зазора относи-

ных параметров. Поэтому, как правило,

дится на время трогания. Таким образом,

тельно обмотки, при котором создается

сначала на основании расчетов изго-

основной задачей при разработке бы-

наибольшее тяговое усилие электромаг-

тавливают макетный образец и по ре-

стродействующего электромагнита яв-

нита, что положительно сказывается на

зультатам испытаний с учетом внешних

ляется уменьшение времени трогания.

Как показали исследования [2], при

заданном начальном рабочем зазоре

и сечении якоря существует оптималь-

ное число витков катушки электромаг-

нита, при котором время трогания будет

минимальным. Также время трогания

будет тем меньше, чем меньше сопро-

тивление катушки. С учетом сказанного,

в разработанном электромагните была

применена катушка с оптимальными об-

моточными данными для обеспечения

максимального быстродействия.

Для быстродействующих электро-

магнитов необходимо, чтобы тяговое

Рис. 4. Тяговые характеристики электромагнита при различной длине якоря.

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Рис. 5. Картина магнитного поля электромагнита.

воздействующих факторов выполняют

• аналитический

окончательный расчет, на основании

расчет подтверж-

которого изготавливаются серийные об-

ден математическим

разцы электромагнитов.

моделированием

Рис. 6. Электромеханические характеристики электромагнита.

Одной из основных характеристик,

и опытным путем;

определяющей свойства электромаг-

• доказана целесообразность мате-

«Электрические машины и аппараты». Имеет

нита, является тяговая характеристика,

матического моделирования электро-

38-летний опыт работы в области проектиро-

вания электродвигателей постоянного и пе-

представляющая собой зависимость

магнитов;

ременного токов. В настоящее время рабо-

электромагнитной силы от положения

• работоспособность электромагнита

тает инженером-конструктором I категории

якоря или рабочего зазора F_э = f (δ)

подтверждена лабораторными испыта-

конструкторского отдела АО «Электропри-

для различных постоянных значений

ниями в условиях заданных внешних воз-

вод». Имеет 1 патент на промышленный об-

напряжения, подведенного к обмотке.

действующих факторов и стендовыми

разец. Награждена Почетной грамотой Мини-

стерства промышленности и энергетики РФ.

Для движения якоря необходимо, чтобы

испытаниями в составе авиадвигателя.

в любой момент времени электромаг-

Киселев Роман Владимирович - родился

нитная сила была больше усилия, при-

Литература:

в 1987 году. В 2011 году окончил Вятский госу-

ложенного к якорю и направленного

1. Сапиро Д. Н. Авиационные аппараты и ме-

дарственный университет (ВятГУ) по специ-

противоположно действию электромаг-

ханизмы. - М., Оборониз, 1962. - 360 с.

альности «Электрические станции». Опыт ра-

нитной силы.

2. Гордон А. В., Сливинская А. Г. Электромаг-

боты в области электрических машин - 8 лет.

ниты постоянного тока.

- Госэнергоиздат,

В настоящее время работает инженером 2-й

Окончательный аналитический рас-

1960. - 447 с.

категории

экспериментально-исследова-

чет проведен с учетом эмпирических

3. Сливинская А. Г. Электромагниты и посто-

тельского отдела АО «Электропривод».

коэффициентов, полученных по резуль-

янные магниты. - М., Энергия, 1972. - 248 с.

татам испытаний макетного образца.

4. Электромагнит для замка реверсивного

Rubtsova Lyudmila - was born in 1952. In

Для подтверждения результатов

устройства ЭМТ-ХХХХ: Пояснительная записка

1975 he graduated from the Kirov Polytechnic

аналитического расчета проведено ма-

к техническому проекту / АО «Электропривод».

Institute, specializing in «Automation and Re-

КУИВ.677141.001 ПЗ - ТП. - Киров, 2013. - 28 с.

mote Control». 39 years working in the field of

тематическое моделирование электро-

5. Рубцова Л. А., Волокитина Е. В., Печенки-

systems development and launching of aircraft

магнита с использованием метода ко-

на Н. А., Опалев Ю. Г. Слаботочный электро-

control unit. At the present time - she is a lead-

нечных элементов.

магнит для управления заслонкой в составе

ing designer, project manager of JSC «Electro-

Картина магнитного поля электро-

воздушного стартера авиадвигателя // Элек-

privod». She has 5 scientific works. Awarded

магнита при нулевом ходе штока пока-

троника и электрооборудование транспор-

Diploma of Ministry of Industry and Energy of

зана на рис. 5.

та. - 2007. - № 3. - С. 11-13.

the Russian Federation.

В результате математического мо-

Рубцова Людмила Александровна - роди-

Malyugin Anton - was born in 1985. In 2008

делирования и аналитического расчета

лась в 1952 году. В 1975 году окончила Киров-

he graduated from Vyatskiy State University

получены электромеханические харак-

ский политехнический институт по специаль-

(VyatSU) specializing in «Electromechanics». He

теристики электромагнита без учета

ности «Автоматика и телемеханика». Имеет

has 7 years of experience in the area of aircraft

противодействующего усилия пружины.

39-летний опыт работы в области разработки

electrical machines. Currently he works as a de-

систем и блоков управления запуском ави-

sign engineer of the 2 grade in JSC «Electrop-

Электромагнит был изготовлен,

адвигателей. В настоящее время работает

rivod». He has 2 scientific works.

и опытным путем была получена элек-

ведущим конструктором - руководителем

тромеханическая характеристика.

проекта АО «Электропривод». Имеет 5 печат-

Pechenkina Nadezhda - was born in 1953. In

Электромеханические характеристи-

ных трудов. Награждена Почетной грамотой

1976 she graduated from Kirovskiy Polytechnic

ки, полученные математическим моде-

Министерства промышленности и энергети-

Institute with specialization in «Electrical ma-

лированием, аналитическим расчетом

ки Российской Федерации.

chines and devices». She has 38-year work ex-

perience in the area of double-current electric

и опытным путем, показаны на рис. 6.

Малюгин Антон Александрович - родился

motors’ designing. At present she works as 1 de-

Анализируя результаты, можно сде-

в 1985 году. В 2008 году окончил Вятский го-

gree design-engineer at the design department

лать вывод о целесообразности исполь-

сударственный университет (ВятГУ) по спе-

of JSC «Electroprivod». She has 1 patent for a de-

зования математического моделирова-

циальности «Электромеханика». Опыт рабо-

sign invention. She was awarded by a certificate

ния электромагнитов благодаря неболь-

ты в области авиационных электрических

of merit of the Industry and Energy Ministry.

шой погрешности расчета.

машин - 7 лет. В настоящее время работает

инженером-конструктором

2-й категории

Kisilyev Roman - was born in 1987. In 2011 he

В ходе проделанной работы были

АО «Электропривод». Имеет 2 научных труда.

graduated from Vyatskiy State University (VyatSU)

получены следующие результаты:

with specialization in

«Electrical stations». His

• разработан быстродействующий

Печенкина Надежда Андреевна - родилась

work experience in the area of electrical cars is 8

электромагнит, соответствующий требо-

в 1953 году. В 1976 году окончила Кировский

years. At present he works as 2 degree engineer at

ваниям технического задания;

политехнический институт по специальности

the research department of JSC «Electroprivod».

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Пульсации реактивного момента

бесконтактных электродвигателей

постоянного тока

// Сogging torque pulsations of the brushless dc motor //

Волокитина Е. В., к. т. н.,

Реактивный момент в обесточенной

АО «Электропривод», г. Киров

магнитоэлектической машине возникает

Власов А. И., к. т. н., Опалев Ю. Г., к. т. н.,

в результате магнитного тяжения между

АО «Технодинамика», ОП, г. Киров

ПМ ротора и зубцами статора. Это маг-

нитное тяжение стремится поддержать

В статье описаны исследования по сни-

The article presents researches, executed by

такое положение магнитов ротора и зуб-

жению пульсаций реактивного момента

JSC «Electroprivod» for reduction of cogging

цов статора, при котором сила притяже-

в бесконтактном электродвигателе

torque pulsations in a brushless dc motor.

ния ПМ к зубцам статора будет больше

постоянного тока, проведенные в АО

Based on these researches, was designed

всех сторонних сил, стремящихся выве-

«Электропривод», на основе которых

range of precision electric motors for metal-

сти систему из состояния равновесия.

разработана серия электродвигателей

working equipment.

Рассмотрим один период реактив-

для прецизионных электроприводов ме-

Keywords: brushless dc motor, permanent

ного момента на примере явнополюс-

таллообрабатывающего оборудования.

magnet, cogging torque, slots skewing,

ной магнитоэлектрической машины

Ключевые слова: бесконтактный

magnetic field modeling.

(рис. 1) [6].

электродвигатель постоянного тока,

На рис. 1а ротор находится в на-

постоянный магнит, реактивный мо-

чальном неустойчивом положении,

мент, скос пазов, моделирование маг-

в котором результирующий реактив-

ный момент равен нулю (положение а).

нитного поля.

В этом положении величина воздушного

Рост автоматизации и механизации

рые имеют две составляющие, оказыва-

зазора между статором и ротором мак-

технологических процессов и связанная

ющие влияние на выходные характери-

симальна.

с этим необходимость разработки элек-

стики электродвигателя (ЭД): пульсации,

Поворот ротора из положения

троприводов (ЭП) с высокими динамиче-

вызванные высшими гармониками тока

а создает реактивный момент, который

скими, массогабаритными, энергетиче-

и питающего напряжения, а также реак-

стремится уменьшить воздушный зазор

скими показателями и длительным сро-

тивный или зубцовый момент (cogging

между статором и ротором. Реактивный

ком службы определяют направление

torque), который не зависит от формы

момент, достигший максимальной вели-

развития регулируемых ЭП с высокими

потребляемого тока и питающего на-

чины М_рmax в точке b (рис. 1б), стремит-

качественными показателями. На сегод-

пряжения.

ся повернуть ротор в установившееся

няшний день так же актуален вопрос

Реактивный момент электрической

положение с (рис. 1в). Положение с яв-

импортозамещения высокотехнологич-

машины - момент, возникающий во

ляется устойчивым, воздушный зазор

ной продукции машиностроения, в част-

вращающейся электрической машине

минимален, и величина реактивного мо-

ности, применение высокомоментных

вследствие изменения магнитного со-

мента равна нулю. Любое перемещение

электродвигателей с возможностью ра-

противления в воздушном зазоре вдоль

ротора из этого положения приводит

боты в широком диапазоне регулирова-

полюсного деления [5].

к возникновению реактивного момента,

ния частоты вращения (1:10000 и более).

Бесконтактный электродвигатель

постоянного тока (БДПТ) является од-

ним из самых перспективных, что объ-

ясняется рядом преимуществ, изложен-

ных в [1, 2, 3]. Высокомоментные БДПТ

с возбуждением от редкоземельных

постоянных магнитов (ПМ), предназна-

ченные для таких ответственных преци-

зионных ЭП, как приводы подачи в стан-

ках с ЧПУ и технологические роботы,

должны удовлетворять специфичному

комплексу требований [4], частью кото-

рых являются высокая плавность и точ-

ность хода.

Плавность хода зависит от пульса-

ций вращающего момента БДПТ, кото-

Рис. 1. Один период реактивного момента.

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

который будет стремиться вернуть ро-

один оборот кратно числу зубцов якоря

обмотки (однослойная или двухслойная).

тор в устойчивое положение.

z и составляет [12]

Рассмотрим процесс оптимизации на

При перемещении ротора в положе-

примере вентильного электродвигателя

N = 2z

(4)

ние d (рис. 1г) форма кривой реактивно-

ДБМ142-18-3 разработки АО «Электро-

го момента будет симметричной относи-

Так как пульсации имеют зубцовый

привод». Исходными данными при проек-

тельно оси ординат, но направление -

порядок, то целесообразно рассматри-

тировании являлись число полюсов 2р = 6,

противоположным.

вать зубцовую гармонику с порядковым

число фаз m = 3, ПМ NdFeB, номинальный

Как видно из рис. 1, реактивный мо-

номером n, соответствующим числу

электромагнитный момент М_ном=18 Нм.

мент имеет периодический характер,

зубцов z

Расчет реактивного момента ЭД в за-

может быть как помогающим, так и про-

висимости от угла поворота ротора про-

(5)

тиводействующим, независимо от токов

водился при повороте ротора на 540

обмотки статора БДПТ. Однако он за-

где p - число пар полюсов электриче-

эл. град. (180 физ. град) с шагом в 1,5 эл.

трудняет формирование оптимальных

ской машины. Пульсации, вызванные

град. (0,5 физ. град.) с учетом следующих

рабочих характеристик ЭП [7].

остальными гармониками, имеют суще-

условий:

В конструкции ЭД для снижения

ственно меньшие значения, и ими мож-

• все диаметры (расточка статора, на-

пульсаций момента применяют различ-

но пренебречь [13].

ружный диаметр ротора и статора и т.д.)

ные методы борьбы, такие как скос па-

Среднее значение амплитуды М_z пе-

постоянны;

зов и дополнительные пазы на зубцах

риода зубцовой гармоники имеет нуле-

• сумма площадей всех пазов посто-

статора [8, 9], выбор числа пазов статора

вое значение [14]

янна;

относительно числа полюсов, примене-

• сумма ширин пазовых шлицев по-

ние неравномерного воздушного зазо-

стоянна;

lim

cos( t )dt

(6)

ра, скос магнитов, смещение магнитных

∫

• форма постоянных магнитов - сек-

→∞

сегментов, выбор ширины магнитов,

торная;

а также различное направление намаг-

где Т_z - период зубцовой гармоники, эл.

• форма пазов - трапецеидальная;

ничивания постоянных магнитов.

град.

• число полюсов постоянно;

Величина реактивных моментов су-

Следовательно, величину скоса па-

• количество пазов статора - от 9 до

щественно уменьшается в ЭД беспазо-

зов в эл. град. необходимо выбирать из

48 с шагом 3;

вой конструкции за счет увеличенного

условия кратности периоду зубцовой

• скос пазов отсутствует;

немагнитного зазора, в котором распо-

гармоники Т_z.

• тип обмотки определялся следую-

лагается обмотка статора, и отсутствия

Аналитический расчет реактивного

щим образом:

зубцов на статоре.

момента обесточенного БДПТ доволь-

pq = целое число - обмотка одно-

Кроме конструктивных методов

но сложен, поэтому для решения этой

слойная,

борьбы с пульсациями момента, суще-

задачи применяется специализирован-

2pq = целое число - обмотка двух-

ствуют также специальные средства

ное программное обеспечение. В АО

слойная,

компенсации формы тока статора или

«Электропривод» используется про-

где q - число пазов на полюс и фазу

формы ЭДС, реализованные программ-

грамма Elcut, разработанная ООО «Тор»,

(7)

ным путем в системе автоматического

г. Санкт-Петербург. Программа Elcut по-

2pm

управления ЭП [10].

зволяет проводить расчеты магнитного

Диапазон количества пазов статора

Теоретический анализ и расчет ре-

поля методом конечных элементов в за-

ограничивается технологией изготовле-

активного момента представляет зна-

данной геометрической модели.

ния листов статора.

чительные трудности. В общем виде вы-

Расчет реактивного момента, соз-

Моделирование ДБМ142-18-3 с раз-

ражение для реактивного момента М_р

даваемого ПМ, проводится без задания

личным z показало, что (рис. 2):

магнитоэлектрической машины можно

тока обмотки статора, то есть при холо-

• снижение z приводит к увеличению

записать следующим образом [11]

стом ходе.

пульсаций реактивного момента;

Оптимизация геометрии зубцовой

• выполнение ЭД с четным z (одно-

dλ

(

)

M =kФ

(1)

зоны БДПТ из условия минимизации

слойными обмотками) увеличивает

dθ

пульсаций реак-

где k - конструктивный коэффициент;

тивного момента

Ф - магнитный поток постоянного маг-

проводилась при

нита, Вб; l - проводимость магнитной

проектировании

цепи; q - угол поворота ротора, эл. град.

электродвигате-

Зависимость проводимости l от угла

лей серии ДБМ,

поворота q обусловлена влиянием зуб-

предназначенных

чатости якоря и может быть записана

для ЭП техноло-

в виде

гических робо-

∞

тов.

Оптимиза-

λ(θ)

cos(zθn)

(2)

∑

ция проводилась

n=1

где n - номер гармоники; z - число зуб-

в следующих на-

цов. Тогда

правлениях:

∞

• выбор числа





λ

∑

cos(zθn)

(3)

пазов статора;

kФ dθ



n=1



• выбор скоса

Из формулы (3) следует, что чис-

пазов статора;

Рис. 2. Зависимость пульсации реактивного момента

ло пульсаций реактивного момента за

• выбор типа от числа пазов статора.

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Рис. 3. Зависимость реактивного момента ДБМ142-18-3 от угла

Рис. 4. Расчетная кривая реактивного момента

скоса пазов статора.

ЭД ДБМ142-18-3 при скосе пазов.

пульсации реактивного момента в 1,5-2

тивного момента от угла скоса пазов ста-

раза по сравнению с нечетным z (двух-

тора (рис. 3), а также при скосе пазов на

слойными обмотками);

48 эл. град., с разложением в гармониче-

• минимум пульсаций реактивного

ский ряд приведены в таблице 1.

момента (без учета скоса пазов) дости-

Анализируя полученные результаты,

гается при выполнении максимального

можно сделать вывод, что скос пазов

числа пазов в сочетании с двухслойной

статора ДБМ142-18-3 на угол более 10

распределенной обмоткой;

эл. град. приводит к снижению пульса-

• в проектируемом ЭД наиболее це-

ций реактивного момента не менее чем

лесообразно применить z = 45.

в 3,7 раза.

В результате расчета определено

По результатам расчетов было при-

амплитудное значение реактивного мо-

нято решение о выполнении статора

мента ДБМ142-18-3 при z = 45, которое

ДБМ142-18-3 со скосом пазов на 48

составило M_p=1,0617 Н·м или 5,9% от

эл. град. Расчетная кривая реактивно-

М_ном. Разложение кривой реактивного

го момента ДБМ142-18-3 при скосе

момента в гармонический ряд выявило

пазов статора на 48 эл. град. показана

основную гармонику реактивного мо-

на рис. 4.

Рис. 5. Бесконтактный электродвигатель

мента 30-го порядка, амплитуда которой

В результате анализа расчетной кри-

ДБМ142-18-3.

составила 0,83 Н·м или 4,61% от М_ном.

вой реактивного момента, показанной

С целью получения минимального

на рис.

4, определена максимальная

которого намотан трос для соединения

значения реактивного момента была

амплитуда пульсации реактивного мо-

с динамометром. Диск, установленный

рассчитана зависимость пульсации ре-

мента, которая составила 0,05 Н·м или

на выходной конец вала ЭД, с помощью

активного момента от угла скоса пазов

0,278% от М_ном.

троса, соединенного с динамометром,

статора (рис. 3).

Экспериментальная проверка ве-

приводится во вращение вручную ли-

Результаты расчетов ДБМ142-18-3

личины реактивного момента электро-

нейным перемещением динамометра

со скосом пазов на величины, соответ-

двигателя ДБМ142-18-3, показанного

в направлении, перпендикулярном ра-

ствующие точкам нулевого реактивного

на рис. 5, проводилась с помощью диска

диусу диска. Во время эксперимента

момента на кривой зависимости реак-

радиусом 12,5 см, на наружный диаметр

фиксировались минимальное и макси-

мальное показания динамометра.

Таблица 1. Результаты гармонического анализа реактивного момента

Величина пульсации рассчитыва-

с учетом скоса пазов статора.

лась по формуле

Скос пазов статора

−F

Номер

Амплитуда

Пульсация основной

min

= max

⋅ R

(8)

диска

основной

гармоники,

Доли

Эл. град.

паз. дел.

гармоники

гармоники, Н·м

% от Мном

где F_max и F_min - максимальное и мини-

0,830

4,611

мальное показания динамометра, Н;

0,250

0,402

2,233

R_диска - радиус диска, м.

10,5

0,438

0,021

0,117

В результате измерения была по-

0,750

0,155

0,861

лучена величина М_р = 0,049 Нм или

0,273% от М_ном, что на 2% ниже расчет-

22,5

0,938

0,009

0,050

ного значения.

1,250

0,096

0,533

Проведенные исследования

[15,

34,5

1,438

7,87·10-3

0,044

16] показали, что геометрия магнитной

1,750

0,069

0,385

системы ДБМ142-18-3 с z=45,

2р=6

46,5

1,938

7,22·10-3

0,040

и скосом пазов статора на 48 эл. град.

2,000

0,025

0,140

является оптимальной с точки зрения

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

обеспечения минимальных пульсаций

тронные компоненты. - 2008. - № 11. - с. 32-42.

жения самолетов нового поколения». 13 лет

реактивного момента.

11. Дубенский А. А. Бесконтактные двигатели

работает в области авиационных электри-

Таким образом, решена задача улуч-

постоянного тока. - М.: Энергия, 1967. - 144 с.

ческих машин. В настоящее время работает

шения равномерности вращения магни-

12. Ефимов В. В. Численное и эксперимен-

главным конструктором АО «Технодинами-

тоэлектрической машины посредством

тальное моделирование электромеханиче-

ка», ОП (г. Киров). Имеет 25 научных трудов.

минимизации реактивного момента,

ских компонентов автоэлектронных систем:

заключающаяся в снижении пульсаций

Автореферат дис. … канд. техн. наук. - Чебок-

Опалев Юрий Геннадьевич

- родился

реактивного момента.

сары: ЧГУ, 2011. - 23 с.

в 1980 году. В 2003 году окончил Вятский го-

Используя результаты исследова-

13. Юферов Ф. М. Электрические машины ав-

сударственный университет (ВятГУ) по спе-

ний, проведенных в АО «Электропри-

томатических устройств: Учеб. для студентов

циальности

«Электромеханика». Кандидат

вод», практически была решена задача

вузов, обучающихся по спец. «Электромеха-

технических наук. В 2011 году защитил кан-

разработки ряда БДПТ с ПМ для преци-

ника» - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш.

дидатскую диссертацию на тему: «Вентиль-

зионных ЭП металлообрабатывающего

шк., 1988. - 479 с.

ные электродвигатели для прецизионных

оборудования, одним из основных тре-

14. Корн Г., Корн Т. Справочник по матема-

быстродействующих приводов мехатронных

бований к которым являются высокая

тике для научных работников и инженеров.

технологических модулей». 13 лет работает

равномерность вращения и точность

Пер. с англ. Под ред. Арамановича И. Г. - М.:

в области авиационных электрических ма-

позиционирования [15, 16, 17].

Наука, 1968. - 720 с.

шин. В настоящее время работает начальни-

15. Опалев Ю. Г. Вентильные электродвигате-

ком отдела расчетов АО «Технодинамика», ОП

Литература:

ли для прецизионных быстродействующих

(г. Киров). Имеет 20 научных трудов.

1. Волокитина Е. В., Шалагинов В. Ф. Особен-

приводов мехатронных технологических мо-

ности применения постоянных магнитов

дулей: Автореферат дис. … канд. техн. наук. -

Volokinina Elena - in 1981 she graduated

в вентильных электродвигателях авиацион-

Чебоксары: ЧГУ,– 2011. - 20 с.

from Kirov Polytechnic Institute, specialization

ных электроприводов // Электротехника. -

16. Пат. RU2518489 C2 Российская Федерация,

is «Electromechanics». In 2006 she defended a

2003. - № 7. - С. 55-60.

МПК Н 02 К 1/16, Н 02 К 21/12. Магнитоэлектри-

candidate thesis, the theme is: «Research and

2. Копылов И. П., Фрумин В. Л. Электромеха-

ческая машина с улучшенной равномерно-

development of quick-operating valve electric

ническое преобразование энергии в вен-

стью вращения / Власов А. И., Волокитина Е. В.,

drive of new plains controllers». She is an associ-

тильных двигателях. - М.: Энергоиздат, 1986. -

Опалев Ю. Г., патентообладатель Киров. От-

ate professor of «Electric machines and equip-

166 с.

крытое акционерное общество «Электропри-

ment» department in Vyatskiy State University.

3. Жуков В. П., Нестерин В. А. Высокомоментные

вод». - № 2012110625/07. заявл. 20.03.2012,

Her job experience in the sphere of valve electric

вентильные электродвигатели серии 5ДВМ //

опубл. 20.02.2013, Реестр Федеральной служ-

drivers is 27 years, aviation electric drivers - 17

Электротехника. - 2000. - № 6. - с. 19-21.

бы по интеллектуальной собственности, па-

years. At present she is working as a leading de-

4. Вентильные электродвигатели малой мощ-

тентам и товарным знакам. - 7 с.

signer - project manager in JSC «Electroprivod».

ности для промышленных роботов / Косу-

17. http://www.epv.ru/ru/catalogproducts/

She is the author of 80 scientific works. She is

лин В. Д., Михайлов Г. Б., Омельченко В. В.,

elektrodvigateli/DBM/

awarded to the laureate diploma of All-Russian

Путников В. В. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр.

competition «Engineer of the year 2011» ac-

отд-ние, 1988. - 184 с.

Волокитина Елена Владимировна

cording to the version «Professional engineers».

5. ГОСТ

27471-87. Машины электрические

в 1981 году окончила Кировский политехни-

вращающиеся. Термины и определения.

ческий институт по специальности «Электро-

Vlasov Andrey - was born in 1979. In 2002

6. Studer C.,

Keyhani A.,

Sebastian T.,

механика». В 2006 году защитила кандидат-

he graduated from Vyatskiy State University

Murthy S. K. Study of Cogging Torque in

скую диссертацию на тему: «Исследование

(VyatSU) with specialization in «Electromechan-

Permanent Magnet Machines

/ Industry

и разработка быстродействующего вентиль-

ics». He is a candidate of Technical Sciences. In

Applications Conference, 1997. Thirty-Second

ного электропривода органов управления

2010 he defended a thesis on: «A magneto-

IAS Annual Meeting, IAS ‘97., Conference Rec.

новых самолетов». Доцент кафедры «Элек-

electric starter-generator in the electrical power

7. Афанасьев А. А., Макаров В. А., Никифо-

трические машины и аппараты» Вятского го-

supply system of airplanes of new generation».

ров В. Е., Чихняев В. А., Кириллов С. В. Реак-

сударственного университета. Опыт работы

He has been working in the area of aviation elec-

тивный момент обесточенного вентильного

в области вентильных электродвигателей -

trical machines for 13 years. At present he works

двигателя с магнитами на ярме ротора //

27 лет, авиационного электропривода - 17

as chief designer in JSC «Technodinamika», self-

Электротехника. - 1989. - № 3. - с. 32-36.

лет. В настоящее время работает ведущим

standing business (Kirov). He has more than 25

8. Чан Тхи Тху Хыонг. Минимизация ре-

конструктором - руководителем проекта АО

scientific works.

активного момента в вентильном двига-

«Электропривод». Автор более 80 научных

теле с постоянными магнитами

// Вісник

трудов. Награждена Дипломом лауреата Все-

Opalev Yuriy - was born in 1980. In 2003 he

Національного технічного університету

российского конкурса «Инженер года-2011»

graduated from Vyatskiy State University (Vy-

«Харківський

політехнічний

інститут».

по версии «Профессиональные инженеры».

atSU) specializing in «Electromechanics». He is

Збірник наукових праць. Тематичний випуск:

a Candidate of Science. In 2011 he defended a

Проблеми удосконалення електричних ма-

Власов Андрей Иванович

- родился

thesis about «AC electronic motors for precise

шин і апаратів. - Харків: НТУ «ХПІ». - 2008. -

в 1979 году. В 2002 году окончил Вятский го-

fast-acting drives of mechatronic process mod-

№ 45. - с. 139-141.

сударственный университет (ВятГУ) по спе-

els». He has been working in the area of aircraft

9. http://www.elektropribor.spb.ru/ru/sp/

циальности

«Электромеханика». Кандидат

electrical machines for 13 years. At present he is

catalog-pem.pdf

технических наук. В 2010 году защитил дис-

a head of the accounts department in JSC «Tech-

10. Балковой А. Прецизионный электропри-

сертацию по теме: «Магнитоэлектрический

nodinamika», self-standing business (Kirov). He

вод с вентильным электродвигателем // Элек-

стартер-генератор в системе электроснаб-

has 20 scientific works.

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Имитационная математическая модель

электропривода колеса шасси самолета

// Mathematical simulation model of an aircraft landing gear wheel electric drive //

Волокитина Е. В., к. т. н., Тебеньков Ф. Г.,

лен их надежностью в эксплуатации,

АО «Электропривод», г. Киров

отсутствием гидрожидкости и трубо-

проводных коммуникаций, простотой

Опалев Ю. Г., к. т. н.,

обслуживания, увеличением ресурса

АО «Технодинамика», ОП, г. Киров

авиационных шин благодаря возмож-

ности раскрутки колес в полете перед

В статье приведен краткий анализ

The article presents brief analysis of a state

посадкой самолета [3, 6, 7].

современного состояния в области

of the art in the area of aircraft landing gear

Электрический привод колеса шас-

электромеханических систем привода

wheel electromechanical drive systems.

си позволит самолету практически бес-

колеса шасси самолета. Актуальность

Topicality and promising of this area was

шумно маневрировать по территории

и перспективность рассматриваемо-

proved by the example of foreign experi-

аэродрома в любых направлениях,

го направления доказаны на примере

ence in development. By means of LMS

а также улучшит экономичность и эко-

зарубежного опыта разработок. АО

AMESim software, the JSC «Electroprivod»

логичность самолета.

«Электропривод» на основе структур-

made simulation model of aircraft landing

В настоящее время предлагается

ной схемы разработало имитационную

gear wheel electric drive, based on block

два основных конструктивных решения

модель электропривода колеса шасси

diagram. LMS AMESim software allows to

электроприводных систем наземного

в программе LMS AMESim, которая позво-

take into account the effect of high ambi-

маневрирования самолета: размещение

электропривода в колесе носовой стой-

ляет учесть влияние повышенной тем-

ent temperature and implement required

ки шасси и в основной опоре шасси.

пературы окружающей среды и реализо-

system’s control algorithms. Adequacy of the

Колесо передней опоры шасси явля-

вать требуемые алгоритмы управления

simulation model and control algorithms

ется полым, тормоз и другие детали от-

системой. Адекватность имитацион-

was confirmed by means of prototyping.

сутствуют, однако только 5-8% массы са-

ной модели и алгоритмов управления

Keywords: aircraft landing gear wheel elec-

молета приходится на эту опору шасси,

электропривода подтверждена резуль-

tric drive, mathematical simulation model,

что увеличивает риск скольжения при

татами макетной отработки.

vector control (motor), LMS AMESim, electro

движении самолета по мокрой взлетно-

Ключевые слова: электропривод колеса

differential.

посадочной полосе [3, 6].

шасси, имитационная математиче-

Компанией Borealis

ская модель, векторное управление, LMS

Technical Limited

(Ги-

AMESim, электродифференциал.

бралтар)

разрабо-

тан

электропривод

Движение современных самолетов

WheelTug, устанавливае-

по территории аэропорта происходит

мый в переднюю стойку

при помощи основной турбины, рабо-

шасси (рис. 1). WheelTug

тающей в режиме малого газа, или при

обеспечивает переме-

помощи тягачей-буксировщиков [1]. Ма-

щение самолета со ско-

неврирование самолета на земле при

ростью до 15 км/ч по

помощи авиадвигателей приводит к до-

прямой. Питание элек-

полнительному расходу авиационного

тропривода осущест-

топлива и дополнительным вредным

вляется от генератора

выбросам в атмосферу. Кроме того, ра-

вспомогательной сило-

бота авиадвигателей сопровождается

вой установки. Масса

высоким уровнем шума. Использование

устройства, включая ин-

тягачей для буксировки требует при-

терфейс и контроллеры,

влечения дополнительных сотрудников

Рис. 1. Устройство WheelTug в составе стойки передней

составляет 136 кг [4].

и специальной техники для буксировки.

опоры шасси.

Испытания устрой-

В настоящее время зарубежными

ства были успешно

компаниями ведутся работы по созда-

затратами времени на маневрирование

проведены на самолетах Boeing

767

нию электромеханических систем при-

по территории аэропорта в сравнении

и Boeing 737 в 2005 и 2010 годах.

вода колеса шасси для узкофюзеляжных

со временем полета самолетов данных

Работами по размещению электро-

самолетов малой и средней дальностей

типов.

привода колеса шасси на основной

[1, 2, 3]. Необходимость подобных раз-

Большой интерес к электромехани-

опоре занимаются компании Honeywell

работок определяется значительными

ческим системам колеса шасси обуслов- и Safran. Одним из ключевых моментов

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

выше максимально

СУ ЭП выполняет следующие функции:

допустимой.

• прием от взаимодействующих си-

Структурная схе-

стем сигналов задания скорости движе-

ма ЭПК показана на

ния самолета, угла поворота передней

рис. 3.

опоры шасси, сигналов наличия об-

ЭПК состоит из

жатия стоек шасси, наличия давления

блока

управления

в тормозной системе, текущей частоты

и контроля и двух

вращения колес шасси;

электроприводов

• проверка условий обжатия стоек

колеса опоры шасси

шасси, наличия давления в тормозной

(электроприводы ко-

системе;

лес левой и правой

• реализация алгоритма электриче-

опор). Электроприво-

ского дифференциала и выдача сигна-

ды колес опор шасси

лов задания частоты вращения электро-

состоят из тягового

двигателей;

модуля (ТМ) и блока

• автоматическое управление вклю-

управления тяговым

чением механизма сцепления электро-

модулем (БУ ТМ).

приводов;

Рис. 2. Электрическая экологичная система руления EGTS,

ТМ состоит из ре-

• автоматическая защита по превы-

разработанная Honeywell и Safran.

дуктора с механизмом

шению максимальной частоты враще-

сцепления и бескон-

ния колес и блокировка включения при

такого решения является улучшение ма-

тактного синхронного магнитоэлектри-

скорости ведущих колес свыше макси-

неврирования самолета при движении

ческого электродвигателя со встроен-

мально допустимой.

по мокрой или заледенелой полосе, ког-

ным электромагнитным тормозом (ЭМТ)

На входные порты блока СУ ЭП по-

да требуется большая сила сцепления.

и датчиком положения ротора (ДПР).

даются сигналы задания скорости само-

Разрабатываемая ими электри-

При разработке технического пред-

лета, текущей частоты вращения колес

ческая экологичная система руления

ложения на ЭПК по требованию раз-

левой и правой опор, угла поворота

EGTS (рис. 2) была представлена на Па-

работчика самолета была разработана

передней опоры, наличия обжатия сто-

рижском авиасалоне в 2013 году [8]. По

имитационная модель (ИМ) ЭПК.

ек шасси и давления в тормозной систе-

заявлениям разработчиков, экономия

В качестве среды разработки ИМ ис-

ме. Происходит проверка следующих

топлива от применения новой системы

пользовалась программа LMS AMESim.

условий:

достигает 4%. Коммерческая эксплуата-

На время работы над ИМ предста-

• наличие обжатия всех трех стоек

ция системы планируется с 2016 года [1].

вителями разработчика програм-

шасси;

Понимая перспективность и науч-

мы LMS AMESim была предоставлена

• отсутствие давления в тормозной

ную новизну экологического электри-

пробная лицензия.

системе (тормоза расторможены);

ческого руления, АО «Электропривод»

Структурная схема ИМ ЭПК показана

• текущая скорость ведущих колес не

в 2013 году по техническому заданию

на рис. 4.

превышает максимально допустимую.

ОАО «Авиаагрегат» выполнило разра-

ИМ ЭПК состоит из следующих блоков:

В случае невыполнения хотя бы од-

ботку технического предложения на

• система управления электроприво-

ного из условий на соответствующие

электропривод колеса шасси (ЭПК) для

дом (СУ ЭП);

входы блоков ЭПЛ и ЭПП подается сиг-

самолета SSJ-100.

• электропривод левой опоры (ЭПЛ);

нал отключения механизма сцепления

В соответствии с техническим зада-

• электропривод правой опоры (ЭПП).

и сигналы задания нулевой скорости.

нием ЭПК должен выполнять следую-

щие функции:

• движение с заданным уровнем ско-

рости в пределах установленных огра-

ничений, с возможностью плавного или

дискретного регулирования от задаю-

щих устройств, установленных на пульте

пилота;

• обеспечение функции электродиф-

ференциала при разворотах носовой

стойки шасси;

•

обеспечение взаимодействия

с тормозной системой колес (автомати-

ческое отключение ЭПК при включении

механических тормозов);

• автоматическое включение/отклю-

чение трансмиссии ведущих колес в за-

висимости от состояния сигналов внеш-

них команд с пульта пилота и текущей

скорости ведущих колес;

• обеспечение блокировки включе-

ния ЭПК при скоростях ведущих колес

Рис. 3. Структурная схема ЭПК.

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

где nдвL - частота вращения электродви-

гателя левой опоры, об/мин;

nдвR - частота вращения электродви-

гателя правой опоры, об/мин;

- передаточное отношение от вала

электродвигателя к колесу шасси;

R_Ш - радиус шины шасси, м.

Полученные значения частоты вра-

щения электродвигателей передаются

в виде задающих сигналов в блоки ЭПЛ

и ЭПП.

Блоки ЭПЛ и ЭПП представляют со-

бой ИМ регулируемых ЭП на основе син-

хронного электродвигателя с возбужде-

нием от постоянных магнитов (СДПМ)

и выполняют следующие функции:

• прием из СУ ЭП сигналов задания

частоты вращения электродвигателя

и включения механизма сцепления;

• выдача в СУ ЭП сигнала текущей ча-

стоты вращения колес;

• реализация алгоритма векторного

управления СДПМ с замкнутым конту-

ром управления по скорости;

• моделирование работы СДПМ;

• моделирование работы силового

трехфазного инвертора;

• моделирование работы редуктора;

• моделирование работы механизма

Рис. 4. Структурная схема ИМ ЭПК.

сцепления;

• подключение к взаимодействую-

В случае выполнения всех условий на соответствующие

щим системам при помощи электрических, механических и те-

входы блоков ЭПЛ и ЭПП подается сигнал включения меха-

пловых портов.

низма сцепления (на выходе порта sceplenie сигнал «1»), про-

Функционально ИМ ЭПЛ (ЭПП) состоит из системы вектор-

исходит расчет линейных скоростей колес по формуле (1) (ал-

ного управления электроприводом (СВУ ЭП), силового инвер-

горитм электродифференциала) и частоты вращения электро-

тора (И), СДПМ, редуктора и электромагнитного механизма

двигателей по формуле (2).

сцепления (Р).

Структурная схема блока ЭПЛ (рис. 6) аналогична ЭПП.

α

0,V

;

ЗАД

Блок СВУ ЭП (рис. 7) реализует векторный алгоритм управ-



ления СДПМ с замкнутым контуром регулирования по частоте



с⋅ctg(α)−

вращения.



0 ,V

⋅

, V

;

ЗАД

СВУ ЭП состоит из следующих основных блоков: регуля-



c⋅ctg(α)+

тора частоты вращения СДПМ, преобразователя координат



V ,V

(α)

(1)

abc-dq0, регулятора электромагнитного момента СДПМ,





с⋅ctg(α)+



0,V

ЗАД

⋅



c⋅ctg(α)−





где V_L - линейная скорость колеса левой опоры, км/ч;

V_R - линейная скорость колеса правой опоры, км/ч;

c - расстояние от оси передней опоры до оси левой и пра-

вой опор (рис. 5), м;

L - расстояние между колесами левой и правой опор

(рис. 6), м;

α - угол поворота передней опоры, град.;

V_ЗАД - скорость движения самолета, км/ч.

⋅1000⋅9,55⋅i

двL

3600⋅R

(2)

⋅1000⋅9,55⋅i

двR

3600⋅R

Рис. 5. Расстояния между опорами.

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Рис. 6. Структурная схема ЭПЛ.

регулятора тока СДПМ, преобразо-

можении может достигать нескольких

вателя координат dq0-abc и блока

сотен градусов Цельсия. Таким образом,

векторной широтно-импульсной мо-

возникает проблема учета влияния по-

дуляции.

вышенной температуры на параметры

Особенность ЭПК заключается в том,

электродвигателя.

что ТМ находятся в непосредственной

В LMS AMESim стандартный блок

близости от механических тормозов са-

СДПМ EMDSMPE01 (рис. 8) содержит

молета, температура которых при тор-

термопорт, предназначенный для моде-

Рис. 8. Блок синхронной магнитоэлектри-

ческой машины EMDSMPE01.

лирования теплового взаимодействия

с окружающей средой.

При помощи термопорта осущест-

вляется стыковка блока СДПМ с внеш-

ними ИМ теплообмена. Входной пере-

менной термопорта является темпера-

тура, влияние которой на параметры

СДПМ описывается уравнениями (3), (4).

=ψ

⋅(1+α

⋅(T−T

))

(3)

где Ψ - магнитный поток ротора, сце-

пленный с витками фазы статора при

температуре Т, Вб;

Ψ₀ - магнитный поток ротора, сце-

пленный с витками фазы статора при

температуре Т₀, Вб;

α_Ψ - температурный коэффициент

изменения магнитного потока;

Т - установившаяся температура, °C;

Т₀ - начальная температура, °C.

R=R

⋅ (1+α

⋅ (T

−T

))

(4)

где R - активное сопротивление фазы

статора при температуре Т, Ом;

R₀ - активное сопротивление фазы

Рис. 7. Структурная схема блока СВУ ЭП.

статора при температуре Т₀, Ом.

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Таблица 1. Сравнение результатов моделирования и результатов испытаний макета ЭПК.

Частота вращения электродвигателя ЭПЛ, об/мин

Частота вращения электродвигателя ЭПП, об/мин

Расхождение

Угол

экспериментальных

поворота, °

данных с результатами

моделирования, %

- 90

- 1005

-999

0,6

990

999

0,9

- 75

- 30

-30,1

0,33

990

999

0,9

- 50

486

493

1,44

990

999

0,9

- 25

755

765

1,32

990

999

0,9

990

999

0,9

990

999

0,9

990

999

0,9

757

765

1,32

990

999

0,9

485

493

1,44

990

999

0,9

- 35

-30,1

990

999

0,9

- 1000

-999

0,1

Рис. 9. Электродвигатели ДБМ192-18-3.

Рис. 10. Макеты блоков управления ТМ.

Для проверки адекватности разра-

18-3 (рис. 9), два макета блока управле-

Выводы

ботанной ИМ и отработки алгоритмов

ния тяговыми модулями (рис. 10), а так-

1. Проведенный краткий анализ со-

управления электродвигателями в за-

же блок управления и контроля (БУКЭ),

временного состояния в области элек-

висимости от угла поворота передней

реализованный программным обеспе-

тромеханических систем привода ко-

стойки было проведено моделирование

чением. Структурная схема макета ЭПК

леса шасси самолета показал высокую

макета ЭПК. Испытания макета ЭПК про-

показана на рис. 11.

актуальность и перспективность рас-

водились на холостом ходу.

Сравнение результатов моделиро-

сматриваемого направления.

В состав макета ЭПК входят два бес-

вания с результатами испытаний макета

2. На основе предлагаемой АО

контактных электродвигателя ДБМ192-

ЭПК приведено в таблице 1.

«Электропривод» структурной схемы

Как пока-

ЭПК разработана ИМ в программе LMS

зывает табли-

AMESim с учетом влияния повышенной

ца

1, расхож-

температуры окружающей среды на ха-

дение резуль-

рактеристики электродвигателя.

татов модели-

3. Адекватность ИМ и алгоритмов

рования и ре-

управления ЭП подтверждена результа-

зультатов экс-

тами макетной отработки.

перимента не-

значительно,

что позволяет

Литература:

утверждать об

1. Электрическая система экологичного ру-

адекватности

ления - это революция в шасси самолета / /

разработан-

Журнал Safran. - Декабрь 2011. - с. 10-11.

ной ИМ ЭПК.

2. Франция и США объединили усилия для

Готовая

развития инновационной программы // Жур-

ИМ ЭПК была

нал Safran. - Декабрь 2011. - с. 12.

передана за-

3. Время принимать решение!

// Журнал

казчику для

Safran. - Декабрь 2011. - с. 13.

стыковки с ИМ

4. http://www.aviaglobus.ru/2013/01/05/5144

остальных си-

5. http://www.dw.de/электропривод-для-аэро

Рис. 11. Структурная схема макета ЭПК.

стем самолета.

буса/a-15310963-1

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

6. Заявка на патент № US2012/0153075 A1.

альности «Электромеханика». Имеет 7-лет-

Her job experience in the sphere of valve electric

Aircraft landing gear.

ний опыт работы в области авиационных

drivers is 27 years, aviation electric drivers - 17

7. Патент

№ US7445178 В2. Powered nose

электрических машин. В настоящее время

years. At present she is working as a leading de-

aircraft wheel system.

работает инженером-конструктором 2-й ка-

signer - project manager in JSC «Electroprivod».

8. Новости // Журнал Safran. - Июнь 2014. -

тегории АО «Электропривод». Имеет 4 науч-

She is the author of 80 scientific works. She is

с. 7.

ных работы.

awarded to the laureate diploma of All-Russian

competition «Engineer of the year 2011» ac-

Волокитина Елена Владимировна

Опалев Юрий Геннадьевич

- родился

cording to the version «Professional Engineers».

в 1981 году окончила Кировский политехни-

в 1980 году. В 2003 году окончил Вятский го-

ческий институт по специальности «Электро-

сударственный университет (ВятГУ) по спе-

Tebenkov Fedor - was born in 1986. In 2008

механика». В 2006 году защитила кандидат-

циальности

«Электромеханика». Кандидат

he graduated from Vyatskiy State University

скую диссертацию на тему: «Исследование

технических наук. В 2011 году защитил кан-

(VyatSU), specialization is «Electromechanics».

и разработка быстродействующего вентиль-

дидатскую диссертацию на тему: «Вентиль-

Job experience in the sphere of aviation electric

ного электропривода органов управления

ные электродвигатели для прецизионных

machines is 7 years. At present he is working as

новых самолетов». Доцент кафедры «Элек-

быстродействующих приводов мехатронных

a design engineer of the second category in JSC

трические машины и аппараты» Вятского го-

технологических модулей». 13 лет работает

«Electroprivod». He is the author of 4 scientific

сударственного университета. Опыт работы

в области авиационных электрических ма-

works.

в области вентильных электродвигателей -

шин. В настоящее время работает начальни-

27 лет, авиационного электропривода - 17

ком отдела расчетов АО «Технодинамика», ОП

Opalev Yuriy - was born in 1980. In 2003

лет. В настоящее время работает ведущим

(г. Киров). Имеет 20 научных трудов.

he graduated from Vyatskiy State University

конструктором - руководителем проекта АО

(VyatSU) specializing in «Electromechanics». He

«Электропривод». Автор более 80 научных

Volokinina Elena - in 1981 she graduated

is a Candidate of Science. In 2011 he defended

трудов. Награждена Дипломом лауреата Все-

from Kirov Polytechnic Institute, specialization

a thesis about «AC electronic motors for precise

российского конкурса «Инженер года-2011»

is «Electromechanics». In 2006 she defended a

fast-acting drives of mechatronic process mod-

по версии «Профессиональные инженеры».

candidate thesis, the theme is: «Research and

els». He has been working in the area of aircraft

development of quick-operating valve electric

electrical machines for 13 years. At present he is

Тебеньков Фёдор Геннадьевич - родился

drive of new plains controllers». She is an associ-

a head of the accounts department in JSC «Tech-

1986 году. В 2008 году окончил Вятский госу-

ate professor of «Electric machines and equip-

nodinamika», self-standing business (Kirov). He

дарственный университет (ВятГУ) по специ-

ment» department in Vyatskiy State University.

has 20 scientific works.

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Магнитоэлектрические вентильные

электродвигатели в электроприводах

разработки АО «Электропривод»

// Magnetoelectric brushless dc motors at electric drives,

developed by JSC «Electroprivod» //

Волокитина Е. В., к. т. н., Тебеньков Ф. Г.,

боден от недостатков традиционных

АО «Электропривод», г. Киров

коллекторных электродвигателей, обу-

словленных наличием щеточно-коллек-

Автоматизированные электроприво-

Automated electric drives based on brush-

торного элемента [1].

ды на базе вентильных электродвига-

less DC motors play an essential role among

Основными преимуществами ЭП

телей постоянного тока занимают

product range of JSC «Electroprivod». The

на базе ВДПТ, например, по сравнению

особое место в номенклатуре изделий

article presents review of latest develop-

с асинхронными электродвигателями,

АО «Электропривод». В статье пред-

ment trends and engineering developments

являются:

ставлен обзор последних разработок

of JSC «Electroprivod» in the area of brush-

• весьма высокая кратковременная

и тенденций АО «Электропривод» в об-

less DC motors and mechatronic modules

перегрузочная способность по моменту,

ласти вентильных электродвигателей

based on them.

достигающая 5-10-кратного значения от

и мехатронных модулей на их основе.

Keywords: automated electric drive, brush-

номинального;

Ключевые слова: автоматизированный

less DC motor, permanent magnet, vector

• более высокие энергетические по-

электропривод, вентильный электро-

control (motor), sensorless control, mecha-

казатели (cosφ=1, η=0,85÷0,98);

двигатель, постоянный магнит, век-

tronic module.

• существенно меньшие масса и га-

торное управление, бездатчиковое

бариты [2].

управление, мехатронный модуль.

Электромеханическая часть ВДПТ со-

стоит из бесконтактного электродвигате-

АО

«Электропривод» занимается

приводы как наиболее востребованная

ля (ДБ) - синхронной машины с магнито-

разработкой электроприводов

(ЭП)

и перспективная продукция.

электрическим возбуждением, датчика

и электромеханизмов специального на-

Опыт работы, а также отечественная

положения ротора (ДПР), по сигналам ко-

значения. Изделия АО «Электропривод»

и зарубежная литература показывают,

торого формируется последовательность

находят свое применение в различных

что наиболее перспективным в качестве

коммутации обмоток ДБ.

отраслях народного хозяйства: авиация,

электромеханического преобразова-

Электронная часть ВДПТ представляет

атомные электростанции, нефтегазовый

теля энергии в электроприводах авиа-

собой преобразователь частоты, основу

комплекс, промышленные технологиче-

ционного и космического назначений

силовой части которого образует авто-

ские роботы, медицина и др.

является использование вентильного

номный инвертор напряжения, обеспе-

Особое место в номенклатуре из-

электродвигателя постоянного тока

чивающий импульсное преобразование

делий предприятия занимают автома-

(ВДПТ) с высококоэрцитивными посто-

энергии. Инвертор ВДПТ может питаться

тизированные регулируемые электро-

янными магнитами (ПМ), который сво-

как напрямую от сети постоянного тока,

Рис. 1. Электродвигатели ДВЕ:

Рис. 2. Новые разработки ВДПТ АО «Электропривод»:

а) электродвигатель ДВЕ 15С125; б) электродвигатель ДВЕ 5Т 6;

а) электродвигатель 2ДБ32-16-12 (в составе электромеханиз-

в) блок управления БКВД-16.

ма); б) электродвигатель ДБ100-2200-15; в) электродвигатель

2ДБ100-5500-12; г) электродвигатель ДБ120-15000-10.

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Таблица 1. Новые разработки ВДПТ АО «Электропривод».

Номи-

Момент

Номинальная

Габаритные

Тип

Напряжение

Способ

нальный

торможения

частота враще-

Масса, кг

размеры,

электродвигателя

питания, В

управления

момент,

встроенного

ния, об/мин

мм

Н·м

тормоза, Н·м

2ДБ32-16-12

Скалярное

0,011

12000

0,15

Ø34,5×55,5

ДБ50-180-8-Д12*

Скалярное

0,153

13000

1,1

98×60×118

0,215

ДБ65-750-12-Д12*

115/200

Скалярное

0,054

14000

2,8

73×121×140

0,812

400 Гц

ДБ100-2200-15

115/200

Векторное

1,67

15000

4,5

Ø100×165

2,7

400 Гц

2ДБ100-5500-12

115/200

Векторное

4,71

11000

Ø100×210

1,18

400 Гц

ДБ120-15000-10

115/200

Векторное

13,46

11000

9,9

Ø125×220

6,8

400 Гц

ДБ126-22000-12-Д12*

270

Скалярное

12000

14,7

157×290×207

ДБ160-30000-60-U

115/200

Бездатчи-

55000

19,5

161×290×161

400 Гц

ковое

*) Блок управления интегрирован в электродвигатель

так и от выпрямителя, входящего в со-

ными двигателями с фазным ротором,

числом пар полюсов. Другими словами,

став блока управления ВДПТ.

ВДПТ разработки АО «Электропривод»

электрические машины с зубцовыми об-

Первые разработки ВДПТ в АО

не являются исключением. В качестве

мотками могут быть выполнены только

«Электропривод» были выполнены

примера высоких показателей надеж-

многополюсными.

в 1963 году. Это были ВДПТ мощностью

ности в таблице 2 приведена наработка

Магнитные системы роторов мо-

0,5 и 2 Вт - ДБ0,5 и ДБ-2-1. В 1977 году

на отказ электродвигателя ДБ32-25-12,

ментных электродвигателей могут быть

были разработаны электродвигатели

рассчитанная с нарастающим итогом за

как с внутренним расположением маг-

ДВЕ 15С125 и ДВЕ 5Т мощностями 5 Вт

5 лет с доверительной вероятностью 0,5

нитов, так и с внешним. Конструкция

15 Вт соответственно. Управление

при нулевом количестве отказов.

электрической машины с неподвижным

электродвигателями ДВЕ осуществля-

ВДПТ АО

«Электро-

лось от блока БКВД-16 (рис. 1).

привод» спроектированы

В 1983 году был разработан ряд

преимущественно на вы-

беспазовых ВДПТ мощностью от 2,5 Вт

сокую частоту вращения

до 16 Вт - ДБ25-2,5-10Б, ДБ25-4-10Б,

(8000…15000

об/мин),

ДБ25-6-22Б, ДБ25-10-22Б, ДБ25-16-

однако разрабатываются

22Б, частотой вращения 10000 и 22000

и моментные электродви-

об/мин. ВДПТ, разработанные АО «Элек-

гатели, для которых харак-

тропривод», в составе различных ЭП

терны высокое отношение

применяются на самолетах Ил-96-300,

диаметра к длине и отно-

Ту-204, Ту-204СМ, Ан-70 и др.

сительно низкая частота

На сегодняшний день номенклатура

вращения. Естественным

ВДПТ АО «Электропривод» насчитывает

способом снижения ча-

более 30 наименований и с каждым го-

стоты вращения ротора

дом продолжает увеличиваться. Техниче-

электродвигателя являет-

ские характеристики новых разработок

ся увеличение числа пар

приведены в таблице 1. Внешний вид

полюсов n=60f/p.

электродвигателей показан на рис. 2, 6, 7.

В моментных электро-

Отсутствие у ВДПТ скользящих

двигателях

применяют

Рис. 3. Эскиз активной части электрической машины с по-

электрических контактов существенно

зубцовые обмотки с дроб-

стоянными магнитами с внешним ротором.

повышает их ресурс и надежность по

ным числом пазов на по-

сравнению с электрическими маши-

люс и фазу, меньшим единицы, что ор-

обмотанным статором и с внешним

нами постоянного тока или асинхрон-

ганически присуще машинам с большим

вращающимся ротором с постоянными

магнитами в последнее время стано-

Таблица 2. Показатели надежности электродвигателя ДБ32-25-12.

вится весьма актуальной. Данная кон-

Объект

Наработка на отказ, ч

струкция по направлению магнитного

потока является радиальной, магниты

ИЛ 96-300

641 559

применяются в основном также ради-

ТУ 204 и модификации

1 908 699

ально-намагниченные. Электродвигате-

ТУ 214

299 235

ли с внешним ротором широко приме-

няются в мотор-колесах.

ИЛ 114

177 606

На рис. 3 показана типовая конструк-

Примечание: сведения приведены по состоянию на 2014 год

ция активной части ВДПТ с внешним ро-

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

разователя частоты. Структурная схема

векторного управления без использова-

ния ДПР показана на рис. 4.

АО

«Электропривод» разработан

бездатчиковый ЭП компрессора систе-

мы кондиционирования самолета, в со-

став которого входят высокоскоростной

электродвигатель

ДБ160-30000-60-U

(номинальная частота вращения

55000 об/мин) и блок управления БУ СКВ

(рис. 5).

В данном ЭП используется наблю-

датель бездатчикового определения

положения ротора, выполненный на

основе наблюдения тока в скользящем

режиме [3].

В настоящее время одной из тенден-

ций АО «Электропривод» в разработке

вентильных ЭП является использование

мехатронных подходов. Мехатронный

Рис. 4. Структурная схема векторного управления без ДПР.

подход предполагает интеграцию эле-

тором разработки АО «Электропривод».

вектор МДС статора плавно перемеща-

ментов электропривода в один модуль.

Для управления ВДПТ используется

ется вдоль поверхности статора ВДПТ

К методам интеграции относятся:

принцип самосинхронизации, заключа-

и неподвижен относительно вектора

• минимизация структурной слож-

ющийся в том, что управление преоб-

МДС ротора.

ности мехатронных модулей путем ис-

разователем частоты осуществляется

В настоящее время в ВДПТ разработ-

ключения из структуры промежуточных

в строгом соответствии с положением

ки АО «Электропривод» используются

преобразователей и соответствующих

ротора ДБ, исключающим выпадение ДБ

оба способа управления (таблица 1).

интерфейсов, сохраняющая при этом

из синхронизма.

Перспективной

разновидностью

функциональное назначение. Исключе-

Задача управления ВДПТ сводится

векторного управления является без-

ние многоступенчатого преобразова-

к определению закона переключения

датчиковое управление. Достоинством

ния энергии и информации создает ос-

полупроводниковых ключей инвертора

данного способа является отказ от ДПР,

нову для достижения высокой точности

для обеспечения требуемого положе-

что приводит к увеличению надежности,

и быстродействия, компактности и на-

ния вектора МДС статора относитель-

улучшению массогабаритных показате-

дежности;

но положения вращающегося ротора.

лей, исключению проводов, идущих от

• минимизация

конструктивной

В связи с этим в ВДПТ используются два

ДПР, и снижению стоимости.

сложности мехатронных модулей за счет

способа управления:

Идентификацию вектора состояния

аппаратно-конструктивного объедине-

• дискретный, при котором по сигна-

системы при бездатчиковом управлении

ния устройств различной физической

лам дискретного ДПР (например, на ос-

осуществляют с помощью различных

природы в едином корпусе многофунк-

нове эффекта Холла) в заданных точках

оценивающих моделей-наблюдателей,

ционального мехатронного модуля;

положения ротора осуществляются ком-

основываясь только на информации об

• минимизация механической слож-

мутация требуемых фаз обмотки статора

электрических переменных ДБ, не ис-

ности мехатронного модуля путем пере-

и дискретное перемещение вектора

пользуя информацию о механических

носа функциональной нагрузки от ме-

МДС статора;

переменных (угловой скорости или по-

ханических узлов к интеллектуальным,

• непрерывный, при котором по

ложении). Входными данными являются

которые придают системе гибкость, по-

сигналам непрерывного ДПР (напри-

электрические переменные ВДПТ (ток

скольку их легко перепрограммировать

мер, резольвера или энкодера) фор-

и напряжение статора ДБ), которые мо-

под новую задачу.

мируется требуемый алгоритм комму-

гут быть измерены с помощью датчиков,

Мехатронный подход предполагает

тации ключей инвертора, при котором

установленных внутри силового преоб-

не дополнение, а замещение функций,

Рис. 6. Вентильные электродвигатели со встроенным блоком управления:

Рис. 5. Блок управления БУ СКВ.

а) электродвигатель ДБ50-180-8-Д12; б) ДБ65-750-12-Д12.

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

традиционно выполняемых механиче-

тегрированным блоком управления.

Волокитина Елена Владимировна

скими элементами системы, на элек-

Приведенный в статье обзор разра-

в 1981 году окончила Кировский политехни-

тронные и управляющие блоки. При-

ботанных и выпускаемых АО «Электро-

ческий институт по специальности «Электро-

мером переноса функциональной на-

привод» ВДПТ показывает широкий

механика». В 2006 году защитила кандидат-

грузки на интеллектуальные устройства

спектр их номенклатуры и области

скую диссертацию на тему: «Исследование

является способ бездатчикового управ-

применения. АО

«Электропривод»

и разработка быстродействующего вентиль-

ления мехатронными модулями. [4].

постоянно проводит работы по со-

ного электропривода органов управления

На рис. 6, 7 показаны ВДПТ, кон-

вершенствованию, внедрению новых

новых самолетов». Доцент кафедры «Элек-

структивно выполненные в виде меха-

конструкторских решений и техноло-

трические машины и аппараты» Вятского го-

тронного модуля. Такой подход позво-

гий для создания научно-технического

сударственного университета. Опыт работы

лил значительно сократить габариты

задела и разработки перспективных

в области вентильных электродвигателей -

и массу, а также повысить надежность

ВДПТ для ЭП специального назначения.

27 лет, авиационного электропривода - 17

всего ЭП за счет исключения соедини-

лет. В настоящее время работает ведущим

тельных проводов и использования

конструктором - руководителем проекта АО

корпуса электродвигателя в качестве

Литература

«Электропривод». Автор более 80 научных

радиатора при охлаждении блока

1. Волокитина Е. В. Использование потенци-

трудов. Награждена Дипломом лауреата Все-

управления.

альных возможностей вентильных электро-

российского конкурса «Инженер года-2011» по

Активная работа ведется в новом

двигателей с постоянными магнитами - ос-

версии «Профессиональные инженеры».

для нашего предприятия направле-

нова реализации концепции полностью

нии - разработке «мокрых» ВДПТ, че-

электрифицированного самолета

// Воло-

Тебеньков Фёдор Геннадьевич - родился

рез полости которых прокачивается

китина Е. В., Головизнин С. Б. // Электроника

1986 году. В 2008 году окончил Вятский госу-

жидкость. Особенность данных ВДПТ

и электрооборудование транспорта. - 2007.

дарственный университет (ВятГУ) по специ-

заключается в том, что прокачиваемая

-№ 3. - с. 31-33.

альности «Электромеханика». Имеет 7-летний

через электродвигатель жидкость ис-

2. Нестерин В. А., Жуков В. П. Высокомомент-

опыт работы в области авиационных электри-

пользуется для охлаждения как элек-

ные электродвигатели серий 5ДВМ // Элек-

ческих машин. В настоящее время работает

тродвигателя, так и теплонагруженных

тротехника - 2000. - № 6 - c. 17-19.

инженером-конструктором 2-й категории АО

элементов блока управления, что при-

3. Волокитина Е. В., Власов А. И., Копчак А. Л.,

«Электропривод». Имеет 4 научных работы.

водит к увеличению интенсивности

Москвин Е. В.,

Тебеньков Ф. Г. Разработка

теплоотдачи и позволяет увеличить на-

высокоскоростного электропривода ком-

Volokinina Elena - in 1981 she graduated

грузку на электродвигатель без увели-

прессора системы кондиционирования

from Kirov Polytechnic Institute, specialization

чения габаритов.

воздуха самолета // Электроника и электро-

is «Electromechanics». In 2006 she defended a

К такому типу электродвигателей

оборудование транспорта. - 2013. - № 3. -

candidate thesis, the theme is: «Research and

относится ДБ126-22000-12-Д12 (рис. 7),

с. 37-42.

development of quick-operating valve electric

предназначенный для привода то-

4. Подураев Ю. В. Мехатроника: основы, мето-

drive of new plains controllers». She is an associ-

пливного насоса, также реализован-

ды, применение: учеб. пособие для студентов

ate professor of «Electric machines and equip-

ный в виде мехатронного модуля с ин-

вузов. - М.: Машиностроение, 2006.

ment» department in Vyatskiy State University.

Her job experience in the sphere of valve electric

drivers is 27 years, aviation electric drivers - 17

years. At present she is working as a leading de-

signer - project manager in JSC «Electroprivod».

She is the author of 80 scientific works. She is

awarded to the laureate diploma of All-Russian

competition «Engineer of the year 2011» according

to the version «Professional engineers».

Tebenkov Fedor - was born in 1986. In 2008

he graduated from Vyatskiy State University

(VyatSU), specialization is «Electromechanics».

Job experience in the sphere of aviation electric

machines is 7 years. At present he is working as

a design engineer of the second category in JSC

«Electroprivod». He is the author of 4 scientific

Рис. 7. Электродвигатель ДБ126-22000-12-Д12.

works.

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

Математическая модель

электропривода реверсивного устройства

авиадвигателя ПД-14

// Mathematical model of thrust reverser electric drive for aircraft engine PD-14 //

ляться от отдельного блока управления

Волокитина Е. В., к. т. н., Тебеньков Ф. Г.,

[1]. Однако по результатам проработки

АО «Электропривод», г. Киров

компоновки ЭРУ в составе двигателя

АО «Электропривод» выполняет опыт-

JSC «Electroprivod» makes development

ПД-14 было принято решение о при-

но-конструкторскую работу по соз-

project to creation aircraft thrust reverser

менении одного трехканального блока

данию электропривода реверсивного

electric drive for aircraft engine PD14. The

управления вместо трех одноканаль-

устройства для авиационного двигате-

most significant characteristics of electric

ных. Преимуществами данного реше-

ля ПД-14. Наиболее значимыми параме-

drive for thrust reverser are actuation speed

ния являются отсутствие межблочных

трами электропривода реверсивного

and positioning accuracy. Analytical meth-

информационных кабелей, снижение

устройства являются его быстродей-

ods of actuation speed calculation do not

количества соединителей, возможность

ствие и точность позиционирования.

allow to take into account the influence of

размещения силовых ключей инверто-

Аналитическая методика расчета

control loops and unsteadiness of load of

ров на общем радиаторе, увеличение

быстродействия электропривода не

electric drive. Due to this fact, for estimation

помехоустойчивости и, как следствие,

позволяет учесть влияние контуров ре-

of actuation speed and positioning accuracy

снижение массы всего ЭРУ.

гулирования и переменный характер на-

was designed mathematical model of thrust

Таким образом, комплект ЭРУ состо-

грузки на электропривод. В связи с этим

reverser electric drive.

ит из трех электромеханизмов поступа-

для оценки быстродействия и точности

Keywords: aircraft thrust reverser, aircraft

тельного движения на основе бескон-

тактных электродвигателей постоянно-

позиционирования была разработана

thrust reverser electric drive, control unit,

го тока (рис. 1) и одного трехканального

математическая модель электроприво-

electric actuator, mathematical model, ac-

блока управления (рис. 2).

да реверсивного устройства.

tuation speed, positioning accuracy.

Наиболее значимыми

Ключевые слова: реверсивное устрой-

параметрами ЭРУ явля-

ство, электропривод реверсивного

ются его быстродействие

устройства, блок управления, электро-

и точность позициониро-

механизм, математическая модель,

вания выходных штоков

быстродействие, точность позицио-

электромеханизмов.

нирования.

В соответствии с тре-

Современные самолеты развивают

Рис. 1. Трехмерная модель электромеханизма.

бованиями ОСТ 1 01040

достаточно высокую скорость полета,

перекладка РУ в положе-

одновременно наблюдается увеличе-

ние «Обратная тяга» должна осущест-

ние их посадочных скоростей. В связи

вляться за время не более 2 с [2].

с этим возникает острая необходимость

Предварительный расчет времени

в применении особых средств для

перекладки РУ был выполнен аналитиче-

уменьшения пробега при посадке реак-

ским способом по следующей методике.

тивных самолетов.

Время перекладки РУ, с

Одним из наиболее эффективных

(1)

средств торможения самолета при про-

∑

ПЕР

ДВ

беге после посадки является реверсив-

где t_П - время пуска электропривода [3], с;

ное устройство (РУ), осуществляющее

Рис. 2. Трехмерная модель блока управления.

= 3...4 ⋅T

(2)

реверс тяги авиационного реактивного

ЭМ

двигателя.

данию электропривода реверсивного

Т_ЭМ - электромеханическая посто-

До недавнего времени РУ приво-

устройства (ЭРУ) для авиационного дви-

янная времени электропривода, с;

дилось в действие при помощи гидрав-

гателя ПД-14, разрабатываемого ОАО

t_Т - время торможения электропри-

лических приводов с присущими им

«Авиадвигатель» (г. Пермь).

вода, с;

недостатками, одним из которых явля-

Основные функции ЭРУ описаны

t_ДВ - время движения ЭРУ с постоян-

ется применение токсичных рабочих

в [1]. ЭРУ представляет собой много-

ной скоростью, с;

жидкостей, значительно усложняющих

двигательный электропривод с тремя

−

(3)

обслуживание данных приводов.

электродвигателями, обеспечивающи-

ДВ

Последние разработки в области

ми синхронное движение трех испол-

создания приводов РУ направлены на

нительных органов - штоков электро-

L - полный ход РУ, мм;

электрическое и механическое

(элек-

механизмов.

V_Ш - номинальная скорость штока

тромеханическое) управление [1].

Первоначально на этапе техниче-

электромеханизма, мм/с;

АО

«Электропривод» выполняет

ского проекта предполагалось, что

L_П - перемещение РУ за время пу-

опытно-конструкторскую работу по соз-

каждый электромеханизм будет управ-

ска, мм;

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

• отсутствие воз-

⋅ t

(4)

можности учета вли-

ред

яния на разгон и тор-

N_П - число оборотов электродвига-

можение электроме-

теля за время пуска;

ханизмов алгоритмов

⋅t

n⋅t

синхронизации.

УСК

=ε

⋅

(5)

С целью устране-

60⋅t

120

ния указанных недо-

n - частота вращения электродвига-

статков, а также оцен-

теля, соответствующая скорости пере-

ки точности позици-

кладки V_Ш, об/мин;

онирования расчет

i_ред - передаточное число редуктора;

времени перекладки

t_в - шаг винта преобразователя вида

РУ был выполнен

движения, мм;

с использованием ма-

L_Т - перемещение РУ за время тор-

тематического моде-

можения, мм;

лирования. Структур-

ε_уск - ускорение электродвигателя

ная схема математи-

при пуске, об/с.

ческой модели (ММ)

показана на рис. 4.

L =

⋅ t

(6)

В качестве среды

Рис. 3. Зависимость нагрузки на ЭРУ от положения РУ.

ред

разработки ММ ис-

N_Т - число оборотов электродвига-

пользовалось программное обеспече-



⋅ i

⋅

−ω

⋅L

⋅ i

теля за время торможения;

ние Matlab Simulink.



n⋅t

ММ ЭРУ состоит из следующих ос-



(7)



новных блоков:

⋅ i

⋅

−ω

⋅L

⋅ i

+ω

⋅Ф

120



• системы управления

(СУ), реа-



n⋅J



(8)

лизующей замкнутый контур регули-

⋅

⋅Ф

⋅ i

(9)



9,55⋅(M

+М

)

рования по положению и алгоритм



- суммарный момент инерции

синхронизации электромеханических



dω

⋅

−



электромеханизма, приведенный к вы-

каналов;



ходному валу электродвигателя, кг·м²;

• трех одинаковых блоков

(«Ка-

ω

⋅ω

М_Т - момент торможения, создавае-

нал 1», «Канал 2», «Канал 3»), модели-





мый электродвигателем, Н·м;

рующих работу электромеханических

где u_d, u_q - проекции вектора фазного

М_Н - момент нагрузки на валу элек-

каналов ЭРУ;

напряжения на оси d и q, В;

тродвигателя, Н·м.

• блока, задающего нагрузку на элек-

i_d, iq - проекции тока на оси d и q, А;

Данная методика имеет следующие

тропривод.

L_S - индуктивность фазы статора, Гн;

недостатки:

На вход СУ поступают сигналы из-

R_S - активное сопротивление фазы

• значительная погрешность опреде-

меренного положения штока всех трех

статора, Ом;

ления времени пуска и торможения из-за

электромеханизмов и сигнал задания

p - число пар полюсов электродви-

переменного характера нагрузки (рис. 3);

конечного положения РУ. В зависимости

гателя;

• отсутствие возможности учета

от заданного положения РУ и текущего

Ф₀ - амплитудное значение магнит-

влияния параметров регуляторов кон-

положения штоков СУ формирует сигна-

ного потока ротора, сцепленного с вит-

туров положения и скорости;

лы задания частоты вращения электро-

ками фазы статора, Вб;

двигателей электромеханиче-

ω - угловая скорость магнитного

ских каналов и осуществляет

поля статора, рад·с^-1;

их выдачу в блоки «Канал 1»,

ω_m - угловая скорость ротора, рад·с^-1;

«Канал 2», «Канал 3».

t - время, с;

Структурная схема ММ од-

- суммарный момент инерции

ного электромеханического ка-

электромеханизма, приведенный к валу

нала показана на рис. 5.

электродвигателя.

Функционально ММ элек-

Математическое описание редукто-

тромеханического канала со-

ра с преобразователем вида движения

стоит из электродвигателя,

имеет вид

−3

редуктора с преобразователем



⋅ t

⋅10

вида движения и регулятора



2⋅π

⋅η

⋅ i



частоты вращения электродви-



9,55⋅ω

⋅

tв

гателя.

V

(10)

В основе математического



60⋅i



описания электродвигателя

L

⋅ dt

=∫

лежит система уравнений син-



хронной магнитоэлектриче-

где F_Ш - нагрузка на штоке электромеха-

ской машины в системе коор-

низма, Н;

Рис. 4. Структурная схема математической модели динат dq, вращающейся син-

η - КПД механизма (редуктора и пре-

ЭРУ в Matlab Simulink.

хронно с ротором [4].

образователя вида движения);

Мехатронные системы,

исполнительные устройства

№ 3 2015

можность обеспечения выполнения

требований быстродействия и точности

позиционирования.

6. В настоящее время разработан-

ный электропривод проходит испыта-

ния в составе авиадвигателя ПД-14. По

результатам испытаний при необходи-

мости будут внесены коррективы в ме-

тодику определения быстродействия

и точности позиционирования.

Литература:

Волокитина Е. В., Тебеньков Ф. Г. Электро-

привод реверсивного устройства для пер-

спективных двухконтурных турбореактив-

ных авиационных двигателей // Электроника

и электрооборудование транспорта. - 2013. -

Рис. 5. Структурная схема ММ одного электромеханического канала ЭРУ в Matlab Simulink.

№ 3. - с. 30-33.

2. ОСТ 1 01040-82 Устройства для реверси-

t_в - шаг винта преобразователя вида

нения которого равна расчетной погреш-

рования реактивной тяги авиационных газо-

движения, мм;

ности измерения. Таким образом, в мо-

турбинных двигателей. Общие технические

требования.

i - передаточное число редуктора;

дели различаются фактическое (L факт.)

3. Чиликин М. Г., Сандлер А. С. Общий курс элек-

V_Ш - скорость штока, мм/с.

и измеренное (L измер.) положения штока.

тропривода: учебник для ВУЗов. - 6-е изд., доп.

Регулятор скорости выполнен на

Блок задания нагрузки осуществляет

и перераб. - М.: Энергоиздат, 1981. - 576 с.

4. Герман-Галкин С. Г. Компьютерное модели-

основе ПИ-регулятора и предназначен

выдачу сигнала нагрузки в зависимости

рование полупроводниковых систем в Matlab

для регулирования частоты вращения

от положения РУ (рис. 3).

6.0. - СПб, КОРОНА принт, 2001. - 320 с.

электродвигателя в соответствии с за-

В результате моделирования ЭРУ

Волокитина Елена Владимировна

данным СУ значением.

с учетом заданного усилия на выход-

в 1981 году окончила Кировский политехниче-

В реальном электроприводе всегда

ных штоках электромеханизмов при

ский институт по специальности «Электроме-

имеется погрешность измерения положе-

перекладке ЭРУ в положение «Обратная

ханика». В 2006 году защитила кандидатскую

ния выходного штока, которая обуслов-

тяга» получены осциллограммы, пока-

диссертацию на тему: «Исследование и раз-

работка быстродействующего вентильного

лена погрешностью датчика положения,

занные на рис. 6.

электропривода органов управления новых

люфтом электромеханизма, погрешно-

В результате анализа осциллограмм

самолетов». Доцент кафедры «Электрические

стью оцифровки и т.д. Учет этой погрешно-

(рис. 6) выявлено:

машины и аппараты» Вятского государствен-

ного университета. Опыт работы в области

сти в модели осуществляется следующим

• перекладка ЭРУ в положение «Об-

вентильных электродвигателей - 27 лет, ави-

образом: к значению положения штока,

ратная тяга» происходит за время не

ационного электропривода - 17 лет. В настоя-

рассчитанному по формуле (10), прибавля-

более 2 с;

щее время работает ведущим конструктором -

руководителем проекта АО «Электропривод».

ется случайное значение, амплитуда изме-

• рассогласование положения што-

Автор более 80 научных трудов. Награждена

ков между каналами не превышает до-

Дипломом лауреата Всероссийского конкурса

пустимого значения ±0,25 мм.

«Инженер года-2011» по версии «Профессио-

нальные инженеры».

Выводы

Тебеньков Фёдор Геннадьевич - родился

1. РУ является одним из наиболее эф-

1986 году. В 2008 году окончил Вятский госу-

фективных средств торможения самоле-

дарственный университет (ВятГУ) по специ-

альности «Электромеханика». Имеет 7-летний

та при пробеге по взлетной полосе. Пер-

опыт работы в области авиационных электри-

спективной тенденцией является разра-

ческих машин. В настоящее время работает

ботка электромеханического привода РУ.

инженером-конструктором 2-й категории АО

«Электропривод». Имеет 4 научных работы.

2. Наиболее значимыми параметра-

ми ЭРУ являются быстродействие и точ-

Volokinina Elena - in 1981 she graduated from

ность позиционирования. В связи этим

Kirov Polytechnic Institute, specialization is «Elec-

tromechanics». In 2006 she defended a candidate

на этапе проектирования перед раз-

thesis, the theme is: «Research and development

работчиком встает задача адекватной

of quick-operating valve electric drive of new

оценки этих параметров.

plains controllers». She is an associate professor of

3. Расчет быстродействия ЭРУ по ана-

«Electric machines and equipment» department in

Vyatskiy State University. Her job experience in the

литической методике не обеспечивает

sphere of valve electric drivers is 27 years, aviation

приемлемую точность. В связи с этим для

electric drivers - 17 years. At present she is work-

оценки быстродействия и точности пози-

ing as a leading designer - project manager in JSC

«Electroprivod». She is the author of 80 scientific

ционирования была разработана ММ ЭРУ.

works. She is awarded to the laureate diploma of

4. Разработанная ММ учитывает вли-

All-Russian competition «Engineer of the year 2011»

яние контуров регулирования на бы-

according to the version «Professional engineers».

стродействие и точность позициониро-

Tebenkov Fedor - was born in 1986. In 2008 he

вания, а также позволяет моделировать

graduated from Vyatskiy State University

(Vy-

погрешность канала измерения поло-

atSU), specialization is

«Electromechanics». Job

жения штока.

experience in the sphere of aviation electric ma-

chines is 7 years. At present he is working as a de-

5. Анализ результатов моделиро-

Рис. 6. Осциллограммы результатов моде-

sign engineer of the second category in JSC «Elec-

лирования ЭРУ.

вания показывает теоретическую воз-

troprivod». He is the author of 4 scientific works.

Диагностика и испытания

№ 3 2015

Испытания изделий - важный этап

выполнения опытно-конструкторских

и научно-исследовательских работ

// Products’ testing is a significant phase of research and development //

вого поколения ПД-14, идет разработка

Бычков В. И., Вшивцев М. Н., Гусев С. В., Бессолицин А. Г.,

высокодинамичного стенда нагрузки

АО «Электропривод», г. Киров

штоковых электромеханизмов, приоб-

В статье приведены история создания

The article presents history of creation and

ретается новое испытательное оборудо-

и современное состояние эксперимен-

current state of affairs of the research de-

вание. Так, за последнее время в отделе

тально-исследовательского отдела АО

partment of JSC «Electroprivod». Today the

появились вибростенд TIRAvib, стати-

«Электропривод». В настоящее время

JSC «Electroprivod» has unique laboratory

ческие источники переменного тока

АО «Электропривод» располагает

equipment, which allows testing electro

Chroma, автоматизированный тестер

уникальным лабораторным оборудова-

technical products for military or airborne

Formula TT, виброанализатор ZetIab,

нием, позволяющим проводить испы-

application.

проведена модернизация термобаро-

камеры STBV-1000 Feutron, организован

тания электротехнической продукции

Keywords: experimental and research

испытательный стенд с дистанционным

авиационного и военного назначений.

department, laboratory equipment, test-

управлением высокоскоростного элек-

Ключевые слова: экспериментально-ис-

ing facility, electric drive, environmental

тропривода ЭП СКВ.

следовательский отдел, лабораторное

conditions.

ЭИО получил от ФГКУ «46 ЦНИИ» МО

оборудование, испытательный ком-

РФ свидетельства об аттестации, которые

плекс, электропривод, внешние воздей-

удостоверяют, что отдел соответствует

ствующие факторы.

требованиям к технической компетент-

История экспериментально-иссле-

Продолжала развиваться лабора-

ности, предъявляемым в РД В 319.02.70-

довательского (ЭИО) отдела АО «Элек-

торная база. Было приобретено и смон-

«Аппаратура, приборы, устройства

тропривод» началась более 50 лет на-

тировано уникальное импортное и оте

и оборудование военного назначения».

зад, почти с первых дней образования

чественное оборудование: термобаро-

На сегодняшний день отдел уком-

предприятия. После завершения строи-

камеры, климатические камеры, камеры

плектован современным испытатель-

тельства инженерно-конструкторского

дождя, бароудара, морского тумана,

ным оборудованием, квалифицирован-

корпуса был создан экспериментально-

электродинамические

вибростенды,

ными специалистами и может решать

исследовательский отдел, который был

ударные стенды, стенд линейных уско-

поставленные перед ним задачи.

укомплектован уникальным испыта-

рений, установки типа «Леонардо» для

Номенклатура изделий АО

«Элек-

тельным оборудованием и превратился

испытаний генераторов, балансирные

тропривод» разнообразна - от испол-

в мощную и современную лабораторную

машины, высококачественные преобра-

нительных электромеханизмов малой

базу с лабораториями электропривода,

зователи, источники питания постоянно-

мощности, авиационных генераторов,

электроаппаратуры и источников пита-

го тока и другое оборудование. В отделе

блоков управления до сложного автома-

ния, автоматического регулирования.

главного метролога насчитывается более

тизированного электропривода.

В 1966 году с вводом в эксплуатацию

600 единиц электрорадиоизмеритель-

В настоящее время ЭИО состоит

лабораторного корпуса были организо-

ных приборов. В отделе главного механи-

из лабораторий электроавтоматики,

ваны новые лаборатории: автоматики

ка и энергетика изготовлены сотни еди-

электромеханики, сопровождения ис-

и коммутационной аппаратуры, следя-

ниц нестандартных средств испытаний.

пытаний на ВВФ, группы эксплуатации

щих систем и механизмов, входного кон-

Такая оснащенность позволяет про-

и входного контроля.

троля, испытаний на стойкость к внеш-

водить испытания электротехнической

В 2011-2012 гг. в отделе организова-

ним воздействующим факторам (ВВФ),

продукции авиационного и военного

но рабочее место для испытаний (РМИ)

вентильных двигателей, эксплуатации,

назначений в различной конфигурации

системы управления приводами механи-

мастерская по ремонту и эксплуатации

внешних воздействующих факторов

зации СУПМ-76 самолета Ил 76МД-90А

испытательного оборудования.

в соответствии с требованиями раз-

РМИ СУПМ-76 (рис. 1), состоящее из:

На базе отдела были сформированы

личных стандартов: ЕНЛГ-3, ГОСТ РВ

• пультов проверки с комплектом

и выделены в самостоятельные подраз-

20.57.305, ГОСТ РВ 20.57.306, КТ-160D.

жгутов, обеспечивающих коммутацию

деления отделы метрологии и вычисли-

Проведены испытания вновь раз-

и контроль входных/выходных сигналов

тельной техники.

работанных изделий: ЭПА-1, ЭПЗ-324,

СУПМ-76, а также имитацию отказных

В отделе одними из первых в отрас-

ЭППЗ-334, ЭПАО-100, ЭППЗ-204, МРС-1,

ситуаций;

ли были освоены и внедрены (а некото-

БК-90А 2, СУПМ-76, устанавливаемых на

• электронного имитатора взаимодей-

рые и разработаны) методы испытаний:

гражданские и военные объекты. Идут

ствующих систем по стандарту Arinc 429;

эквивалентно-циклические, на безот-

государственные испытания изделий

• электронного имитатора транс-

казность, быстрое разряжение, электро-

ЭПЗ-77М, ЭППЗ-204. Проведены макет-

миссии механизации крыла самолета на

магнитную совместимость, радиацион-

ные отработки и исследовательские

базе гидропривода, датчиков положе-

ную стойкость и др.

испытания изделий для двигателя но-

ния и концевых выключателей.

Диагностика и испытания

№ 3 2015

Рис. 1. РМИ СУПМ-76.

Особое внимание следует обратить

позволяет за-

на электронный имитатор трансмиссии

дать различ-

механизации крыла. Данная идея была

ные режимы

предложена непосредственным заказ-

работы датчи-

Рис. 2. Общий вид окна управления электронным имитатором

чиком системы - ОАО «Ил», проработа-

ков,

аварий-

трансмиссии механизации крыла.

на ЭИО АО «Электропривод» и реализо-

ные ситуации,

вана в бюро научно-исследовательских

визуализирует процесс изменения сиг-

части РУ по сигналам электронного регу-

разработок АО «Электропривод».

налов датчиков, концевых выключате-

лятора самолета и командам пилота.

Новый подход в имитации механи-

лей и состояние задатчика положения

Главная задача при испытании тако-

ческой трансмиссии гидроприводов

предкрылков и закрылков. Электрон-

го электропривода - это имитация ста-

с датчиками положения и концевыми

ный блок реализован на основе микро-

тической и динамической нагрузок на

выключателями позволил уйти от ме-

контроллера PIC18F8722, получает

штоках электромеханизмов. Основные

ханических стендов с редукторными

цифровые данные от управляющей про-

технические параметры комплекса:

системами распределения энергии вра-

граммы и преобразует их в аналоговые

• ход штока - до 1210 мм;

щения приводных электродвигателей,

сигналы, имитирующие работу физиче-

• скорость перемещения - до 1,0 м/с;

предназначенных для использования

ских датчиков БР-50 и БДКВ-11, измеряет

• нагрузка на шток каждого электро-

комплекта датчиков БР-50 и БДКВ-11.

сигнал задатчика положения и передает

механизма - до 3 тонн;

Были пересчитаны входные механи-

его в управляющую программу.

• динамика изменения нагрузки -

ческие характеристики датчиков в элек-

Данное РМИ позволило провести

20 тонн/сек.

трические величины в соответствии

испытания всех этапов ОКР системы

Реализация нагрузочного комплекса

с законами работы механизации крыла.

СУПМ-76, используя внешние средства

базируется на линейных электродвига-

Проработаны отказные ситуации: са-

контроля параметров. Преимущества

телях компании Sew Eurodrive c систе-

моход, рассинхронизация в различной

такой конфигурации: уменьшение за-

мой измерения абсолютных линейных

конфигурации, выход за концевые вы-

трат на изготовление оборудования (ме-

перемещений. Линейные электродвига-

ключатели. Оговорены законы движе-

ханическая часть), возможность управ-

тели обеспечивают высокую скорость

ния трансмиссии в соответствии с ТЗ.

ления с помощью одного специалиста,

перемещения (до 6 м/с) и ускорение

Имитатор трансмиссии состоит из

отсутствие шумов, простота настройки

вторичной части линейного электро-

электронного блока и управляющей

датчиков механизации крыла, ускоре-

двигателя, а также высокую точность

программы для персонального компью-

ние испытательного процесса.

позиционирования. Двигатели позволя-

тера (рис. 2). Управляющая программа

В настоящее время на предпри-

ют увеличить участок перемещения за

ятии идет реализация автоматизи-

счет стыковки вторичных частей в ряд.

рованного нагрузочного комплекса

Внешний вид линейного двигателя

высокодинамичных электроприводов

с системой измерения линейных пере-

поступательного движения.

мещений приведен на рис. 3. Внешний

Нагрузочный комплекс необходим

вид нагрузочного стенда для одного

для испытаний элек-

тромеханизмов и элек-

тропривода реверсив-

ного устройства ЭРУ-

ПД14 двигателя ПД-14

среднемагистрального

самолета нового поко-

ления МС-21.

Электропривод

ЭРУ-ПД14 предназна-

чен для управления по-

ложением подвижного

Рис. 3. Внешний вид линейного

обтекателя реверсив-

электродвигателя и системы измерения

ного устройства и эле-

Рис. 4. Внешний вид нагрузочного стенда для одного

абсолютных линейных перемещений.

ментами подвижной

электромеханизма.

Диагностика и испытания

№ 3 2015

электромеханизма приведен на рис. 4.

мых параметров (суммарная 400 кГц),

торое позволяет одновременно подвер-

При разработке концепции нагру-

что позволяет вести контроль в различ-

гнуть узлы и изделия испытаниям, напри-

зочного комплекса было поставлено

ных переходных процессах (при пуске

мер, на высоту, температуры и вибрацию.

требование максимально точно и син-

электропривода и изменении нагрузки).

7. Разработан пульт диагностики ме-

хронно контролировать рабочие па-

Коммутация входных каналов модуля

ханизмов ПДГМ, предназначенный для

раметры электропривода, такие как

и выбор амплитудных диапазонов осу-

дистанционной проверки износов пар

ускорение, мгновенная скорость пере-

ществляются программно.

сцепления-торможения электромеха-

мещения штоков, нагрузка, положение

Комплект датчиков обратной связи

низмов МУС-7А, МУЗ-3ПТВ, МВД25Д25М,

и рассогласование штоков электроме-

для измерения параметров электропри-

ЭПВ-8ПМ и других без снятия электро-

ханизмов, а также целый ряд электри-

вода и защиты от различных аварийных

механизмов с объекта.

ческих параметров. Выполнение этого

ситуаций позволяет с заданной точно-

В разработке и освоении новых ме-

требования возможно с помощью си-

стью контролировать процесс испыта-

тодов отдел сотрудничал с такими орга-

стемы сбора данных. В данном случае

ний. В данном случае применяются сле-

низациями, как ГК НИИ ВВС, ГОСНИИ ГА,

используется система фирмы L-Сard

дующие датчики: Тензо-М для контроля

ВНИИ ЭО, ВНИИ НП, ЦИАМ, СибНИИ ГА,

c 8-местным крейтом LTR-EU-8-2 с ин-

усилия, датчики линейного перемещения

ФГУП 22 ЦНИИИ МО РФ и другими.

терфейсами USB2.0, Ethernet и встроен-

Balluf BTL5-H110-M1250-P-S92 с большим

ным источником питания 12 В.

порогом устойчивости к эфирным и сете-

Бычков Владимир Иванович - родился в

1940 году. В 1962 году окончил Уральский по-

Крейт LTR-EU-8-2 представляет со-

вым помехам, датчики переменного тока

литехнический институт. Опыт работы в обла-

бой рабочую станцию с посадочными

ДТТ-03 с детектором пиковых и фиксаци-

сти авиационного электропривода - более 50

местами для 8 гальванически изолиро-

ей действующих значений, шунты посто-

лет. Заслуженный машиностроитель РФ.

ванных LTR-модулей, с двумя интерфей-

янного тока типа 75 ШИСВ.1-20-0,2.

сами - USB2.0 (high speed) и Fast Ethernet

Нагрузочный комплекс с системой

Вшивцев Максим Николаевич - родился

(100BASE-TX) - и интерфейсом синхро-

сбора данных - это универсальная трех-

в 1983 году. В 2010 году окончил Вятский го-

низации (рис. 5).

канальная система, которая позволяет

сударственный университет по специально-

испытывать и определять параметры

сти «Электропривод и автоматика промыш-

ленных установок». Опыт работы в области

высокодинамичных электромеханизмов

авиационных электрических машин - 13 лет.

поступательного действия. Применен-

В настоящее время работает начальником ла-

ные комплектующие нагрузочного ком-

боратории ЭИО АО «Электропривод».

плекса входят в Госреестр СИ РФ, тем

самым расширяя спектр использования

Гусев Сергей Владимирович

- родился

данного нагрузочного комплекса в об-

в 1982 году. В 2004 году окончил Вятский госу-

дарственный университет. Опыт работы в об-

ласти современного машиностроения

ласти авиационного электропривода - 11 лет.

и техники военного назначения.

В настоящее время работает начальником от-

Из наиболее значимых работ ЭИО

дела испытаний АО «Электропривод».

следует отметить следующие.

1. Создан измерительный комплекс

Бессолицин Андрей Генрихович - родился

по вибрографированию и термометри-

в 1952 году. В 1974 году окончил Кировский

Рис. 5. Внешний вид 8-местного крейта

рованию изделий на различных объек-

политехнический институт. Опыт работы в

с установленными модулями.

области электротехнических и электронных

тах, который позволял выполнять работы

изделий - более 35 лет.

Использование

возможностей

как в полете, так и в наземных условиях.

Ethernet-интерфейса позволяет осу-

2. Система сигнализации и аварий-

Bychkov Vladimir - was born in 1940. In 1962

ществлять ввод данных практически на

ного отсоединения вала генератора от

he graduated from Uralskiy Polytechnic Insti-

любом расстоянии от компьютера опе-

привода в случае разрушения шарико-

tute. His work experience in the area of avia-

ратора, а готовое ПО удаленного сбора

подшипников внедрена в производство

tion electrical drive is more than 50 years. He

данных существенно снижает трудоем-

на генераторах СГО-30УРС, СГС-30-8РС

is a merited mechanical engineer of the Russian

Federation.

кость реализации прикладных задач.

и других.

В нашем случае в крейт устанавлива-

3. Проводятся работы по испытанию

Vshivtsev Maksim - was born in 1983. In 2010

ются следующие модули:

и внедрению новой марки смазки, обе-

he graduated from Vyatskiy State University

• специализированный модуль АЦП

спечивающей длительную работу шари-

with specialization in «Electrical drive and auto-

LTR212M-2 для подключения до 8 тензо-

коподшипников генераторов в эксплуа-

matics of industrial machines». His work experi-

датчиков для контроля усилия на што-

тации.

ence in the area of aviation electrical machines

ках электромеханизмов;

4. Разработана конструкция демп-

is 13 years. At present he works as laboratory

head of the research department in JSC «Elec-

• модуль LTR27 с встроенным субмоду-

ферной муфты в генераторе СГС-30-8,

troprivod».

лем Н-27Т для подключения измеритель-

которая устранила «крутильные» коле-

ного шунта постоянного тока с реализа-

бания и уменьшила износ щеток до нор-

Gusev Sergey - was born in 1982. In 2004 he

цией разнотипных изолированных ка-

мальной величины.

graduated from Vyatskiy State University. His

налов для измерения постоянных и мед-

5. Проведены работы в направлении

work experience in the area of aviation electrical

ленно меняющихся по времени элек-

увеличения ресурса и надежности се-

drive is 11 years. At present he works as head of

трических сигналов напряжения и тока;

рийных изделий. Повышен ресурс целого

the test department in JSC «Electroprivod».

• модули LTR11 для подключения 4

ряда изделий в 5-10 раз, причем без сни-

Bessolitsin Andrey - was born in 1952. In 1974

датчиков тока на основе эффекта Холла

жения эксплуатационной надежности.

he graduated from Kirovskiy Polytechnic Insti-

и 3 датчиков линейного перемещения.

6. Разработаны методики и изготов-

tute. His work experience in the area of electro-

Отличительная особенность модуля -

лено испытательное оборудование на

technical and electronic products is more than

это высокая частота опроса измеряе-

комплексное воздействие факторов, ко-

35 years.

Информация

№ 3 2015

Сведения об авторах

Будин Лев Николаевич

к.т.н., доцент

8-963-431-86-66

Волокитина Елена Владимировна

(8332) 58-43-88

Вишневский Сергей

Никодимович

Рубцова Людмила

(8332) 58-25-86

Александровна

(8332) 58-43-88

Садаков Николай

Александрович

Бычков Владимир Иванович

8-963-431-94-49

(8332) 35-84-27

ТРЕБОВАНИЯ К РЕКЛАМНЫМ И АВТОРСКИМ МАТЕРИАЛАМ

Рекламные материалы принимаются в форматах «.cdr», «.eps» или «.tif» (300 dpi). Цветовая модель - CMYK.

Все шрифты должны быть переведены в кривые.

Авторские материалы. Текст статьи в формате «.doc» (Microsoft Word). Обязательно наличие аннотации, ключевых

слов и списка используемой литературы. Название статьи, аннотация и ключевые слова должны быть переведены на

английский язык. Все рисунки в форматах «.cdr» или «.eps», фотографии - в формате «.tif» (300 dpi). Каждый рисунок или

фотография должны быть представлены отдельным файлом.

СТОИМОСТЬ ГОДОВОЙ ПОДПИСКИ:

Печатные материалы, используемые в журнале, являются

(6 номеров) - 6 000 руб., в т.ч. НДС 18%

собственностью редакции.

Оформить подписку можно:

- через редакцию - необходимо направить по факсу или

электронной почте заявку с указанием банковских реквизи-

При перепечатке ссылка на журнал обязательна.

тов, наименования организации (фирмы), точного почтового

адреса и количества комплектов журнала.

Тел./факс: (495) 500-40-20, 557-23-95,

Полученные материалы не возвращаются.

e-mail: npptez@mail.ru;

- через ОАО «Агентство Роспечать» - по Каталогу изданий

органов научно-технической информации 2015 г., индекс

Редакция оставляет за собой право корректорской

59990.

и редакторской правки публикаций без согласования

с авторами.

СТОИМОСТЬ РЕКЛАМЫ:

2-я и 3-я страницы обложки - 24 000 рублей

Журнал распространяется через редакцию по адресной рас-

4-я страница обложки - 30 000 рублей

сылке, через ОАО «Агентство Роспечать», на специализиро-

одна страница внутри журнала - 12 000 рублей

ванных выставках и симпозиумах.