About the Filtering Properties of the Hysteresis Gyromotor Electromagnetic System in Mechatronic Devices
Abstract
The article presents the results from analyzing the filtering properties of the electromagnetic system of hysteresis synchronous gyromotors used in mechatronic devices of autonomous object inertial navigation systems. The phase curren twave for minhysteresis synchronous motors powered from a self-excited voltage inverter is analyzed. The interrelation of the use drotormaterial and the stat or winding design parameters with the harmonic content of the motor's counter EMF as an information variable in mechatronic devices is shown with the use of the self-excited voltage inverter's informative properties. Are fine dma the matical model describing the generation of the gyromotor phase current in the self-excited voltage inverter swit chingintervals is proposed. The model was refined based on an analysis of electromagnetic processes in hysteresis synchronous motors with rotors made of Fe-Ni-Al and Fe-Co-Cr materials. Recommendations for using magnetic materials and specific design features of the hysteresis synchronous motor electromagnetic system for constructing gyro electric drives aresuggested.
References
Тарасов В.Н., Делекторский Б.А. Управляемый гистерезисный привод. М.: Энергоатомиздат, 1983, 128 с.
Гарганеев А.Г., Брованов С.В., Харитонов С.А. Мехатронные системы с синхронно-гистерезисными двигателями. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012, 226 с.
Мастяев Н.З., Орлов И.Н. Гистерезисные электродвигатели, Ч.1. М.: Изд. МЭИ, 1963, 220 с.
Делекторский Б.А., Мастяев Н.З., Орлов И.Н. Проектирование гироскопических электродвигателей. М.: Машино-строение, 1968, 252 с.
Бертинов А.И. Электрические машины авиационной автоматики. М.: Оборонгиз, 1961, 430 с.
Тарасов В.Н. Миниатюризация устройств перевозбуждения гистерезисных электродвигателей. — Труды МЭИ, 1976, вып. 291, с. 72—77.
Тарасов В.Н., Останин С.Ю., Соболев Л.Б. Моделирование физических процессов в гистерезисном двигателе при импульсном регулировании его возбуждения. — Электричество, 1998, № 3, с. 44—51.
Гарганеев А.Г. Информативные свойства автономных инверторов в электромеханике. — Электричество, 2001, № 12, с. 28—36.
Пат. 2193212 (РФ). Способ определения индуктивного сопротивления электродвигателей переменного тока/А.Г. Гарганеев. — БИ, 2002, № 132.
Гарганеев А.Г. Информативные свойства мехатронных систем. — Доклады ТУСУР, 2012, № 1(25), с. 153—161.
Realization of motor current curve approximation algorithm on switching intervals [Electronic resource] /A.V. Kasheutov, A.G. Garganeev. Micro/Nanotechnologies and Electron Devices, EDM 2016. Рroceedings 17th International Conference of Young Specialists, 30 June—4 July 2016, Erlagol, Altai Republic, Russia, 2016, рр. 462—464.
Reddy M. Dynamic analysis of hysteresis motor using Matlab/Simulink/M. Reddy, L.V. Suresh. — International Journal of Engineering Research & Technology, 2012, No. 1(5), рр. 1—8.
Руденко В.С., Сенько В.И., Чиженко И.М. Преобразовательная техника. Киев.: Вища школа, 1978, 423 с.
Музыка Н.А., Музыка Ю.А. Графоаналитический метод определения параметров синхронного и перевозбужденного режимов гистерезисного двигателя. — Электричество, 1966, № 4, с. 66—70.
Музыка Н.А., Музыка Ю.А. К расчету электрических параметров гистерезисного электродвигателя, работающего при несимметричном питании. — Электричество, 1970, № 1, с. 34-37.
Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1974, 840 с.
Жерве Г.К. Обмотки электрических машин. Л.: Энергоатомиздат, 1989, 400 с.
Тамм И.Е. Основы теории электричества. Т. 1, ч. 2. М.; Л.: Гостехиздат, 1934, 284 с.
Поливанов К.М. Теоретические основы электротехники, ч. 3. М.: Энергия, 1969, 352 с.
Кифер И.И., Пантюшин В.С. Испытания ферромагнитных материалов. Л.: Госэнергоиздат, 1955, 240 с.
Мастяев Н.З., Трегубов В.А. Влияние высших гармоник индукции на пусковой момент гистерезисного двигателя. — Электричество, 1977, № 9, с. 30-33.
Кавалерова Л.А., Малько И.А., Миляев И.М. и др. Сплавы для гистерезисных двигателей. — Электронная промышленность, 1987, вып. 6(164), с. 40—42.
Kubota T., Watui G., Itagati M. Hysteresis motor using magnetically anisotropic Fe-Cr-CO magnet. — IEEE Trans on Magnetics, 1998, No. 34(6), рр. 3888—3896.
Бурханов Г.С., Дормидонтов А.Г., Миляев И.М. и др. Практика и дальнейшие перспективы промышленного использования высокопрочных наноструктурных магнитотвердых сплавов системы Fe-Cr-Co [Электрон. ресурс]: http: www.ntsr.info/science/library/3201.htm Нанотехнол. общ-во России. (дата обращения 5.11.2017).
Kurihara K., Kubota T. Steady-state performance analysis for hysteresis motor with magnetican isotropy. COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, 2008, vol. 27, iss: 4, pp. 830—835.
#
Tarasov V.N., Delektorskiy B.A. Upravlyayemyi gisterezisnyi privod (Controlled hysteresis drive). Moscow, Energoatomizdat, 1983, 128 p.
Garganeyev A.G., Brovanov S.V., Kharitonov S.A. Mekhatronnye sistemy s sinkhronno-gisterezisnymi dvigatelyami (Mechatronic systems with synchronous-hysteresis motors). Nomsk, Publ. of National Research Tomsk Polytechnical University), 2012, 226 p.
Mastyayev N.Z., Orlov I.N. Gisterezisnye elektrodvigateli. Ch. I (Hysteresis motors. Part I). Moscow, Publ. of Moscow Power Engineering Institute, 1963, 220 p.
Delektorskiy B.A., Mastyayev N.Z., Orlov I.N. Proektirovaniye giroskopicheskikh elektrodvigatelei (Design of dyroscopic electric motors). Moscow, Mashinostroeniye, 1968, 252 с.
Bertinov A.I. Elektricheskiye mashiny aviatsionnoi avtomatiki (Electrical machines for aircraft automation). Moscow, Oborongiz, 1961, 430 p.
Tarasov V.N. Miniatyurizatsiya ustroistv perevozbuzhdeniya gesterezisnykh elektrodvigatelei (Miniaturization of overexciration devices for hysteresis motors). — Proc. of Moscow Power Engineering Institute, 1976, iss. 291, pp. 72-77.
Tarasov V.N., Ostanin S.Yu., Sobolev L.B. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 1998, No. 3, с. 44-51.
Garganeyev A.G. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2001, No. 12, pp. 28-36.
Pat. RF No. 2193212. Sposob opredeleniya induktivnogo soprotivleniya elektrodvigatelei peremennogo toka (Method for determining the inductive resistance of AC motors)/A.G.Garganeyev. Bulletin of inventions, 2002, No. 132.
Garganeyev A.G. Doklady TUSUR — in Russ. (Proccedings of TUSUR), 2012, No. 1(25), pp.153-161.
Realization of motor current curve approximation algorithm on switching intervals [Electronic resource] /A.V. Kasheutov, A.G. Garganeev. Micro/Nanotechnologies and Electron Devices, EDM 2016. Proceedings 17th International Conference of Young Specialists, 30 June-4 July 2016, Erlagol, Altai Republic, Russia, 2016, pp. 462-464.
Reddy M. Dynamic analysis of hysteresis motor using Matlab/Simulink/M. Reddy, L.V. Suresh. - International Journal of Engineering Research & Technology, 2012, No. 1(5), pp. 1-8.
Rudenko V.S., Sen'ko V.I., Chizhenko I.M. Preobrazovatel'naya tekhnika (Power conversion equipment). Kiyev, Vishcha shkola, 1978, 423 p.
Muzyka N.A. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 1966, No. 4, pp. 66-70.
Muzyka N.A. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 1970, No. 1, pp. 34-37.
Vol'dek A.I. Elektricheskiye mashiny (Electric machines). Leningrad, Energiya, 1974, 840 p.
Zherve G.K. Obmotki elektricheskikh mashin (Winding of electrical machines). Leningrad, Energoatomizdat, 1989, 400 с.
Tamm I.Ye. Osnovy teorii elektrichestva. T. 1, ch. 2 (Fundamentals of the electricity. T. 1, part 2). Moscow, Leningrad. Gostekhizdat, 1934, 284 с.
Polivanov K.M. Teoreticheskiye osnovy elektrotekhniki (Theoretical fundamentals of the power engineering). Moscow, Energiya, 1969, 352 p.
Kifer I.I., Pantyushin V.S. Ispytaniya ferromagnitnykh materialov (Tests of ferromagnetic materials). Leningrad, Gosenergoizdat, 1955, 240 p.
Mastyayev N.Z., Tregubov V.A. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 1977, No. 9, pp. 30-33.
Kavalerova L.A., Mal'ko I.A., Milyayev I.M. i dr. Elektronnaya promyshlennost' — in Russ. (Electronics industry), 1987, iss. 6(164), pp. 40-42.
Kubota T., Watui G., Itagati M. Hysteresis motor using magnetically anisotropic Fe-Cr-CO magnet. - IEEE Trans on Magnetics, 1998, No. 34(6), pp. 3888-3896.
Burkhanov G.S., Dormidontov A.G., Milyayev I.M. i dr. Praktika i dal'neishiye perspektivy promyshlennogo ispol'zovaniya vysokoprochnykh nanokonstrukturnykh magnitotverdykh splavov sistemy Fe-Cr-Co (Practice and further prospects of industrial use of high-strength nanostructured magnetically hard alloys of the Fe-Cr-Co system). [Electron. Resourse] http: www.ntsr.info/science/library/3201.htm Russian nanotechnol. Society (Data of apple) 5.11.2017.
Kurihara K., Kubota T. Steady-state performance analysis for hysteresis motor with magneticanisotropy. COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, 2008, vol. 27, iss: 4, pp. 830-835.
Гарганеев А.Г., Брованов С.В., Харитонов С.А. Мехатронные системы с синхронно-гистерезисными двигателями. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012, 226 с.
Мастяев Н.З., Орлов И.Н. Гистерезисные электродвигатели, Ч.1. М.: Изд. МЭИ, 1963, 220 с.
Делекторский Б.А., Мастяев Н.З., Орлов И.Н. Проектирование гироскопических электродвигателей. М.: Машино-строение, 1968, 252 с.
Бертинов А.И. Электрические машины авиационной автоматики. М.: Оборонгиз, 1961, 430 с.
Тарасов В.Н. Миниатюризация устройств перевозбуждения гистерезисных электродвигателей. — Труды МЭИ, 1976, вып. 291, с. 72—77.
Тарасов В.Н., Останин С.Ю., Соболев Л.Б. Моделирование физических процессов в гистерезисном двигателе при импульсном регулировании его возбуждения. — Электричество, 1998, № 3, с. 44—51.
Гарганеев А.Г. Информативные свойства автономных инверторов в электромеханике. — Электричество, 2001, № 12, с. 28—36.
Пат. 2193212 (РФ). Способ определения индуктивного сопротивления электродвигателей переменного тока/А.Г. Гарганеев. — БИ, 2002, № 132.
Гарганеев А.Г. Информативные свойства мехатронных систем. — Доклады ТУСУР, 2012, № 1(25), с. 153—161.
Realization of motor current curve approximation algorithm on switching intervals [Electronic resource] /A.V. Kasheutov, A.G. Garganeev. Micro/Nanotechnologies and Electron Devices, EDM 2016. Рroceedings 17th International Conference of Young Specialists, 30 June—4 July 2016, Erlagol, Altai Republic, Russia, 2016, рр. 462—464.
Reddy M. Dynamic analysis of hysteresis motor using Matlab/Simulink/M. Reddy, L.V. Suresh. — International Journal of Engineering Research & Technology, 2012, No. 1(5), рр. 1—8.
Руденко В.С., Сенько В.И., Чиженко И.М. Преобразовательная техника. Киев.: Вища школа, 1978, 423 с.
Музыка Н.А., Музыка Ю.А. Графоаналитический метод определения параметров синхронного и перевозбужденного режимов гистерезисного двигателя. — Электричество, 1966, № 4, с. 66—70.
Музыка Н.А., Музыка Ю.А. К расчету электрических параметров гистерезисного электродвигателя, работающего при несимметричном питании. — Электричество, 1970, № 1, с. 34-37.
Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1974, 840 с.
Жерве Г.К. Обмотки электрических машин. Л.: Энергоатомиздат, 1989, 400 с.
Тамм И.Е. Основы теории электричества. Т. 1, ч. 2. М.; Л.: Гостехиздат, 1934, 284 с.
Поливанов К.М. Теоретические основы электротехники, ч. 3. М.: Энергия, 1969, 352 с.
Кифер И.И., Пантюшин В.С. Испытания ферромагнитных материалов. Л.: Госэнергоиздат, 1955, 240 с.
Мастяев Н.З., Трегубов В.А. Влияние высших гармоник индукции на пусковой момент гистерезисного двигателя. — Электричество, 1977, № 9, с. 30-33.
Кавалерова Л.А., Малько И.А., Миляев И.М. и др. Сплавы для гистерезисных двигателей. — Электронная промышленность, 1987, вып. 6(164), с. 40—42.
Kubota T., Watui G., Itagati M. Hysteresis motor using magnetically anisotropic Fe-Cr-CO magnet. — IEEE Trans on Magnetics, 1998, No. 34(6), рр. 3888—3896.
Бурханов Г.С., Дормидонтов А.Г., Миляев И.М. и др. Практика и дальнейшие перспективы промышленного использования высокопрочных наноструктурных магнитотвердых сплавов системы Fe-Cr-Co [Электрон. ресурс]: http: www.ntsr.info/science/library/3201.htm Нанотехнол. общ-во России. (дата обращения 5.11.2017).
Kurihara K., Kubota T. Steady-state performance analysis for hysteresis motor with magnetican isotropy. COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, 2008, vol. 27, iss: 4, pp. 830—835.
#
Tarasov V.N., Delektorskiy B.A. Upravlyayemyi gisterezisnyi privod (Controlled hysteresis drive). Moscow, Energoatomizdat, 1983, 128 p.
Garganeyev A.G., Brovanov S.V., Kharitonov S.A. Mekhatronnye sistemy s sinkhronno-gisterezisnymi dvigatelyami (Mechatronic systems with synchronous-hysteresis motors). Nomsk, Publ. of National Research Tomsk Polytechnical University), 2012, 226 p.
Mastyayev N.Z., Orlov I.N. Gisterezisnye elektrodvigateli. Ch. I (Hysteresis motors. Part I). Moscow, Publ. of Moscow Power Engineering Institute, 1963, 220 p.
Delektorskiy B.A., Mastyayev N.Z., Orlov I.N. Proektirovaniye giroskopicheskikh elektrodvigatelei (Design of dyroscopic electric motors). Moscow, Mashinostroeniye, 1968, 252 с.
Bertinov A.I. Elektricheskiye mashiny aviatsionnoi avtomatiki (Electrical machines for aircraft automation). Moscow, Oborongiz, 1961, 430 p.
Tarasov V.N. Miniatyurizatsiya ustroistv perevozbuzhdeniya gesterezisnykh elektrodvigatelei (Miniaturization of overexciration devices for hysteresis motors). — Proc. of Moscow Power Engineering Institute, 1976, iss. 291, pp. 72-77.
Tarasov V.N., Ostanin S.Yu., Sobolev L.B. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 1998, No. 3, с. 44-51.
Garganeyev A.G. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2001, No. 12, pp. 28-36.
Pat. RF No. 2193212. Sposob opredeleniya induktivnogo soprotivleniya elektrodvigatelei peremennogo toka (Method for determining the inductive resistance of AC motors)/A.G.Garganeyev. Bulletin of inventions, 2002, No. 132.
Garganeyev A.G. Doklady TUSUR — in Russ. (Proccedings of TUSUR), 2012, No. 1(25), pp.153-161.
Realization of motor current curve approximation algorithm on switching intervals [Electronic resource] /A.V. Kasheutov, A.G. Garganeev. Micro/Nanotechnologies and Electron Devices, EDM 2016. Proceedings 17th International Conference of Young Specialists, 30 June-4 July 2016, Erlagol, Altai Republic, Russia, 2016, pp. 462-464.
Reddy M. Dynamic analysis of hysteresis motor using Matlab/Simulink/M. Reddy, L.V. Suresh. - International Journal of Engineering Research & Technology, 2012, No. 1(5), pp. 1-8.
Rudenko V.S., Sen'ko V.I., Chizhenko I.M. Preobrazovatel'naya tekhnika (Power conversion equipment). Kiyev, Vishcha shkola, 1978, 423 p.
Muzyka N.A. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 1966, No. 4, pp. 66-70.
Muzyka N.A. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 1970, No. 1, pp. 34-37.
Vol'dek A.I. Elektricheskiye mashiny (Electric machines). Leningrad, Energiya, 1974, 840 p.
Zherve G.K. Obmotki elektricheskikh mashin (Winding of electrical machines). Leningrad, Energoatomizdat, 1989, 400 с.
Tamm I.Ye. Osnovy teorii elektrichestva. T. 1, ch. 2 (Fundamentals of the electricity. T. 1, part 2). Moscow, Leningrad. Gostekhizdat, 1934, 284 с.
Polivanov K.M. Teoreticheskiye osnovy elektrotekhniki (Theoretical fundamentals of the power engineering). Moscow, Energiya, 1969, 352 p.
Kifer I.I., Pantyushin V.S. Ispytaniya ferromagnitnykh materialov (Tests of ferromagnetic materials). Leningrad, Gosenergoizdat, 1955, 240 p.
Mastyayev N.Z., Tregubov V.A. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 1977, No. 9, pp. 30-33.
Kavalerova L.A., Mal'ko I.A., Milyayev I.M. i dr. Elektronnaya promyshlennost' — in Russ. (Electronics industry), 1987, iss. 6(164), pp. 40-42.
Kubota T., Watui G., Itagati M. Hysteresis motor using magnetically anisotropic Fe-Cr-CO magnet. - IEEE Trans on Magnetics, 1998, No. 34(6), pp. 3888-3896.
Burkhanov G.S., Dormidontov A.G., Milyayev I.M. i dr. Praktika i dal'neishiye perspektivy promyshlennogo ispol'zovaniya vysokoprochnykh nanokonstrukturnykh magnitotverdykh splavov sistemy Fe-Cr-Co (Practice and further prospects of industrial use of high-strength nanostructured magnetically hard alloys of the Fe-Cr-Co system). [Electron. Resourse] http: www.ntsr.info/science/library/3201.htm Russian nanotechnol. Society (Data of apple) 5.11.2017.
Kurihara K., Kubota T. Steady-state performance analysis for hysteresis motor with magneticanisotropy. COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, 2008, vol. 27, iss: 4, pp. 830-835.
