Частотный синхронизированный асинхронный электропривод ленточного конвейера тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат наук Сибирцев Дмитрий Сергеевич

• Сибирцев Дмитрий Сергеевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Сибирцев Дмитрий Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННЫЕ РЕГУЛИРУЕМЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НА БАЗЕ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

1.1. Особенности и классификация систем управления электропривода переменного тока

1.2. Обзор систем регулирования скорости асинхронного двигателя в каскадных схемах

1.3. Принципы реализации и области применения синхронизированных приводов

1.4. Выводы

2. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СИНХРОНИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА МАТЕМАТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

2.1. Математическое описание асинхронного двигателя с фазным ротором

2.2. Синхронизированный асинхронный двигатель и его математическая модель

2.3. Электромагнитный момент и мощность синхронизированного

асинхронного двигателя

2.4. Математическое описание принципа формирования выходных переменных автономного инвертора

2.5. Выводы

3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОНИЗИРОВАННЫМ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

3.1. Совершенствование системы частотного управления асинхронным двигателем на базе инвертора тока с коррекций сигнала задания частоты тока статора

3.2. Система управления синхронизированным асинхронным электроприводом с независимым управлением по цепи ротора

3.3. Анализ влияния импульсного преобразователя в звене постоянного тока на гармонический состав тока статора и коммутационные потери в транзисторах инвертора

3.4. Построение системы управления синхронизированным электроприводом с последовательным включением статора и ротора и импульсным преобразователем в звене постоянного тока

3.5. Выводы

4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ СИСТЕМЫ СИНХРОНИЗИРОВАННОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

4.1. Исследование энергетических показателей разработанной системы синхронизированного асинхронного электропривода

4.2. Рабочие характеристики частотного асинхронного и синхронизированного электроприводов

4.3. Экспериментальное исследование системы синхронизированного электропривода

4.4. Разработка двухдвигательного синхронизированного асинхронного электропривода для ленточного конвейера

4.5. Выводы:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Частотный синхронизированный асинхронный электропривод ленточного конвейера»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. В настоящее время энергосбережение является одним из важнейших направлений в энергетической политике многих производственных предприятий. Учитывая, что большую часть производимой электроэнергии потребляют электроприводы можно говорить о высокой актуальности задач поиска путей энергосбережения при эксплуатации, модернизации систем управления электроприводов. На подъёмно-транспортных механизмах, в том числе и на конвейерах, отличающихся большими моментами инерции и используемых на многих промышленных предприятиях, широко применяются асинхронные двигатели с фазным ротором. Регулирование скорости в таких приводах обеспечивается низкоэффективным способом регулирования сопротивления в цепи ротора, характеризующимся большими потерями. Повышение энергоэффективности данных приводов возможно осуществить применением частотных преобразователей. Однако замыкание накоротко обмотки ротора не способствует снижению потерь.

Для устранения вышеуказанных недостатков целесообразно выполнять перевод асинхронных двигателей в синхронный режим путем подачи постоянного тока в цепь ротора. При данном способе управления статические механические характеристики асинхронного двигателя на рабочем участке становятся абсолютно жесткими, существенно снижаются потери в двигателе. Таким образом, актуальной задачей является создание энергоэффективных систем управления синхронизированным асинхронным электроприводом конвейеров, обеспечивающих пуск с постоянным ускорением, регулирование скорости в широком диапазоне и формирование жестких механических характеристик. Большой вклад в развитие систем синхронизированного электропривода внесли ученые: Р.Б. Авринский, Е.Я. Омельченко, С.А Безверхий, И.А. Селиванов, С.А. Луковников, В.П. Пригода.

Объект исследования - бездатчиковая система управления частотным синхронизированным электроприводом с включением обмоток ротора асинхронного двигателя в звено постоянного тока преобразователя частоты с гистерезисными регуляторами тока фаз двигателя.

Целью диссертационный работы является разработка и исследование систем управления синхронизированным асинхронным электроприводом с частотно-токовым управлением с обеспечением требуемых пусковых и регулировочных характеристик за счет применения корректирующих контуров регулирования и энергоэффективных алгоритмов управления.

Идея работы заключается в разработке бездатчиковой системы управления частотным синхронизированным электроприводом с повышающим импульсным преобразователем на входе инвертора, обеспечивающим возможность включения обмоток ротора асинхронного двигателя в звено постоянного тока преобразователя с внутренним контуром гистерезисного регулирования токов обмоток статора двигателя и внешним контуром регулирования скорости с применением корректирующих контуров для обеспечения улучшенных энергетических и динамических характеристик электропривода ленточного конвейера. Для достижения поставленной цели в диссертационной работе необходимо выполнить решение следующих задач:

- анализ систем управления двигателями переменного тока, в частности асинхронным двигателем с фазным ротором;

- исследование математической модели асинхронного двигателя с фазным ротором и анализ вариантов повышения ее устойчивости в синхронном режиме работы за счет построения дополнительных контуров регулирования электромагнитных параметров машины;

- разработка бездатчиковой системы частотно-токового управления синхронизированным электроприводом с повышающим преобразователем в звене постоянного тока для обеспечения возможности последовательного включения обмоток статора и ротора двигателя;

- разработка методов стабилизации момента синхронизированного электропривода в системах частотно-токового управления без датчика положения ротора путем коррекции сигнала задания на частоту тока статора в функции угла нагрузки;

- создание алгоритма управления повышающим импульсным преобразовате-

лем, включенным в звено постоянного тока преобразователя частоты, для обеспечения работы инвертора с минимальным количеством коммутаций, позволяющего снизить коммутационные потери в процессе работы электропривода;

- оценка влияния транзистора в схеме включения повышающего импульсного преобразователя в звене постоянного тока на гармонический состав тока, формируемого на выходе инвертора;

- экспериментальная оценка разработанной системы управления, исследование энергетических показателей рассматриваемого электропривода в различных режимах работы.

Методы исследования. Задачи диссертационного исследования решались с применением методов теории автоматического управления, методов исследования устойчивости нелинейных систем, методов моделирования динамических систем с применением прикладных программных средств.

Научная новизна работы:

- разработана система частотно-токового управления процессом пуска синхронизированного асинхронного электропривода, отличающаяся наличием блока коррекции сигнала задания частоты тока статора на основании косвенного определения угла между векторами тока статора и основного потокосцепления, и наблюдателя скорости, обеспечивающего работу контура регулирования скорости двигателя;

- разработан синхронизированный асинхронный электропривод, в котором обмотки статора питаются от преобразователя частоты, а по обмоткам ротора протекает постоянный ток, работающий без датчика положения ротора, отличающийся последовательным включением обмоток ротора в звено постоянного тока преобразователя частоты, использованием дополнительного импульсного преобразователя, а также системой стабилизации, реализующей коррекцию сигнала задания на частоту тока статора в функции угла нагрузки, рассчитываемого косвенно на основе определения ортогональных проекций вектора напряжения статора;

- разработан алгоритм управления преобразователем частоты с дополнитель-

ным импульсным преобразователем в звене постоянного тока в составе синхронизированного электропривода, отличающегося снижением требуемого количества коммутаций силовых транзисторов инвертора за счет работы импульсного преобразователя с гистерезисным регулятором выпрямленного тока, действующим по принципу сравнения значений сигнала задания выходного тока инвертора и измеренного значения тока.

Теоретическая значимость состоит:

- в разработке системы стабилизации момента синхронизированного электропривода с частотно-токовым управлением за счет применения корректирующих контуров электромагнитных параметров электрической машины, позволяющих регулировать сигнал задания частоты тока статора;

- в разработке системы управления синхронизированным электроприводом, обеспечивающей стабилизацию пускового момента двигателя посредством воздействия на сигнал задания частоты и амплитуды тока статора, с формированием корректирующих сигналов, рассчитываемых на основе анализа положения векторов тока статора и потокосцепления ротора;

- в разработке системы управления синхронизированным асинхронным двигателем, имеющей в своем составе адаптивный наблюдатель скорости, выходной сигнал которого рассчитывается исходя из положения векторов тока и напряжения статора.

Практическая значимость:

- снижение коммутационных потерь транзисторов преобразователя частоты в среднем на 12 % за счет применения на входе инвертора импульсного преобразователя, позволяющего обеспечить требуемое значение выпрямленного тока;

- повышение энергоэффективности электроприводов, содержащих в своем составе АДФР, за счет перевода их в синхронный режим с обеспечением уменьшения потребления электроэнергии из-за снижения тока статора примерно на 710%, и исключения низкоэффективных способов регулирования скорости по цепи ротора.

- возможность получения одинаковых скоростей в системе двухдвигательно-го синхронизированного асинхронного электропривода, без использования замкнутых контуров регулирования скорости.

Достоверность результатов и выводов, полученных в ходе выполнения диссертационной работы, подтверждается соответствием зависимостей, снятых при моделировании переходных процессов в программном пакете Matlab Simulink, экспериментальным данным.

Реализация результатов работы. Результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, внедрены на ООО «Промэлектроника» г. Липецк, ООО «Огнеупорстрой» г. Липецк.

Положения, выносимые на защиту:

- система синхронизированного электропривода с частотно-токовым управлением с повышающим напряжение преобразователем на входе инвертора для обеспечения возможности включения обмоток ротора двигателя в звено постоянного тока преобразователя частоты с внутренним контуром гистерезисного регулирования фазных токов статора и внешним контуром регулирования скорости, а также дополнительными контурами регулирования, обеспечивающими коррекцию сигналов задания частоты и амплитуды тока статора;

- результаты сравнительного анализа гармонического состава кривой тока систем управления с повышающим импульсным преобразователем в звене постоянного тока преобразователя частоты и без него;

- алгоритм работы импульсного преобразователя с релейным управлением, установленного в звене постоянного тока преобразователя частоты и обеспечивающего работу инвертора с минимальным количеством коммутаций;

- схемные решения и принципы построения адаптивного наблюдателя скорости асинхронного двигателя с фазным ротором, осуществляющего расчет значения скорости на основе взаимного расположения векторов тока и напряжения статора.

- результаты исследований энергетических и динамических показателей си-

стемы управления синхронизированным электроприводом в различных режимах работы.

Апробация работы: Основные положения диссертационной работы обсуждались и докладывались на IV Международной научно-технической конференции «Энергосбережение и эффективность в технических системах» (Тамбов 2016); Международной научно-технической конференции «Современные сложные системы управления» (Липецк 2017); Международной научно-методической конференции «95 лет Отечественной школе электропривода»(Санкт-Петербург 2017); Ш-й Международной научно-технической конференции «Электропривод, электротехнологии и электрооборудование предприятий»(Уфа 2017); Международной научно-технической конференции «Электроэнергетика и электротехни-ка»(Воронеж 2017); III Международной конференции «Актуальные проблемы энергосбережения и эффективности в технических системах»(Тамбов 2016); XXIII Международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии» (Нижний Новгород 2017); XVII Международной конференции «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты» (Алушта 2018); 2nd International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA-2020); VI Всероссийской (XXXIX Региональной) научно-технической конференции «Актуальные проблемы электроэнергетики» (Нижний Новгород 2020).

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 16 работ, из них 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, 3 статьи в изданиях, входящих в систему цитирования СКОПУС, 10 тезисов докладов конференций и статей в других изданиях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации-173 страницы, 67 рисунков, 3 таблицы, список литературы из 111 наименований.

1. СОВРЕМЕННЫЕ РЕГУЛИРУЕМЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НА БАЗЕ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

1.1 Особенности и классификация систем управления электропривода

переменного тока

В настоящее время энергоэффективность является приоритетным направлением развития энергетики. Большая часть электроэнергии, расходуемой на промышленных предприятиях, приходится на долю электроприводов, выполняющих функцию преобразования электрической энергии в механическую. Таким образом, для решения актуальных задач энергосбережения необходимо внедрять на производстве новые, энергоэффективные системы управления электроприводами (СУЭП).

Из-за возрастающих требований технологических процессов к динамике переходных процессов, а также необходимости повышения эффективности используемого электрооборудования возникает тенденция перехода от использования электроприводов постоянного тока к электроприводам переменного тока.

Современный автоматизированный электропривод - сложная система автоматического управления, осуществляющая помимо выработки механической энергии сбор информации о параметрах технологического процесса, ее обработку и выдачу управляющих сигналов на выходное устройство, обеспечивающее требуемый ход процесса [1]. Любую СУЭП можно представить, как систему, принимающую и обрабатывающую сигналы. Различают три основных вида систем управления: замкнутые по обратной связи, разомкнутые и комбинированные, включающие в себя элементы двух предыдущих систем. [2]

В разомкнутых системах не применяется измерение и контроль выходного сигнала или параметра. Сигнал управления не зависит от выходной величины [3]. В таких системах имеется только один канал задания необходимого регулируемого параметра. СУЭП подобного типа характеризуются низкой точностью регули-

рования и используются преимущественно в системах управления пуска и торможения двигателей, либо в системах регулирования скорости в небольшом диапазоне [4, 5, 6].

В системах управления, работающих по замкнутому типу, используются два канала данных:

- задающий канал;

- канал обратной связи, который содержит информацию о фактическом значении регулируемого параметра.

Точность работы СУЭП с обратными связями выше, что является причиной применения их во многих областях техники:

- системы регулирования скорости объектов управления в широких пределах;

- системы регулирования со сложным законом задания сигнала;

- в групповых приводах производственных механизмов;

- в системах, имеющих повышенные требования к характеру формируемых процессов при пуске, торможении и реверсе.

Самыми совершенными и сложными являются комбинированные системы. Они включают в себя элементы как разомкнутых, так и замкнутых систем управления. К основе замкнутой структуры прибавляется разомкнутая цепь с информацией о возмущающем воздействии [7, 8]. В канале регулирования присутствует составляющая, компенсирующая влияние возмущения на выходной параметр. Это обеспечивает независимое регулирование выходного параметра от сигнала возмущения. Влияние возмущающих сигналов на свойства выходного регулируемого параметра нивелирует основная обратная связь.

СУЭП могут быть аналоговыми (непрерывными) и дискретными (импульсными, цифровыми) [9, 10]. Также они разделяются на статические или астатические по отношению к возмущающему воздействию [11].

В зависимости от силового преобразователя СУЭП классифицируются на:

- тиристорный преобразователь-двигатель;

- магнитный пускатель -двигатель;

- релейно-контакторные системы;

- системы бесконтактного управления;

- системы дроссельного регулирования;

- преобразователь частоты- двигатель;

В зависимости от выполняемой функции СУЭП принята классификация:

- системы пуска, торможения и реверса;

- системы поддержания заданной величины в статических или динамических режимах;

- системы слежения за вводимыми в СУ параметрами;

- системы, работающие по заранее заданной программе (программное управление);

- системы выбора оптимальных параметров работы ЭП (адаптивные).

В настоящее время наиболее распространенным типом промышленного регулируемого электропривода, который массово выпускается в мире, является электропривод переменного тока на базе асинхронного двигателя (АД) [12, 13, 14]. Это можно объяснить тем, что данный тип двигателя характеризуется надежностью работы, простотой конструкции и т.д. Применение регулируемого электропривода переменного тока стало возможным, в первую очередь, благодаря развитию полупроводниковой преобразовательной техники. Разработка новых силовых полупроводниковых элементов и быстродействующих трехфазных преобразователей на их основе, имеющих высокие энергетические показатели, дала возможность управлять не только величиной подводимого к статору напряжения, но и его частотой.

Если классифицировать способы частотного управления по критерию управляющего сигнала можно выделить следующие способы:

- регулирование напряжения и частоты статора;

- регулирование частоты и тока статора.

Асинхронный двигатель является сложным объектом регулирования, включающим в себя несколько параметров, связанных между собой свойствами маши-

ны. Задание на формирование частоты осуществляется с помощью замкнутого контура регулирования скорости, как разница между фактическим значением скорости и требуемым значением. Одним из главных критериев в процессе частотного регулирования скорости асинхронного двигателя является обеспечение требуемой жесткости механических характеристик в заданном диапазоне регулирования. При этом характеристика асинхронных двигателей сама по себе довольно жесткая. Это позволяет в ряде случаев отказаться от замкнутого контура скорости, исключив сигналы обратной связи из системы управления. Выбор закона регулирования напрямую влияет на перегрузочную способность двигателя. При этом довольно сложно обеспечить стабилизацию момента на низких частотах.

В огромном количестве работ зарубежных и российских авторов рассматриваются вопросы разработки оптимальных алгоритмов работы преобразователей частоты (ПЧ) для электроприводов, построенных с двигателями переменного тока [15, 16, 17].

Управляемые преобразователи классифицируют следующим образом: [18, 19, 20]:

- непосредственные преобразователи частоты (НПЧ).

- двухзвенные преобразователи частоты;

Разработка тиристоров в середине прошлого века способствовала появлению систем автоматического управления именно на этих силовых элементах. Были собраны непосредственные преобразователи частоты. В своем составе каждый НПЧ имеет три двухкомплектного реверсивного преобразователя, по одному в каждой фазе. Каждый комплект работает только с одной полуволной синусоиды. В таком преобразователе напряжение подается на двигатель сразу через управляемые вентили.

На рисунке 1. 1 показана схема непосредственного преобразователя частоты, осуществляющего преобразование трехфазного напряжения сети в однофазное с регулируемой частотой. Двуполярное напряжение формируется посредством переключения первого и второго комплектов. Возможны два варианта управления

такими преобразователями: прямоугольный и синусоидальный [21, 22]. В первом случае на один комплект подаются управляющие импульсы с определенным углом управления в течение полуволны, пока он работает в выпрямительном режиме, а далее уже с другим опережающим углом, для снижения тока в инверторном режиме. После подаются аналогичные импульсы на второй комплект. В случае синусоидального управления угол управления постоянно меняется, обеспечивая тем самым синусоидальную форму выходного напряжения. А ^^ г-ППТ^_а_

ь

VI

У2

V3

я я я

V4

41 у У5| у уд I у 2\ 2\

уд

с

1п

Рисунок 1.1 - Схема трехфазно-однофазного НПЧ

Преимуществами непосредственного преобразователя частоты являются [23, 24, 25]:

- возможность реверсивной работы выпрямителей, как следствие обмен активной и реактивной энергией между двигателем и питающей сетью;

- высокие энергетические показатели, так как энергия не проходит двукратное преобразование как в двухзвенных ПЧ;

- реализация сверхнизких частот выходного напряжения;

- реализация преобразователей частоты значительной мощности в случае па-

раллельно включения вентилей.

Недостатками непосредственных преобразователей частоты выступают:

- несинусоидальная форма выходного напряжения на высоких частотах;

- большое число силовых полупроводниковых ключей.

В 60-70 годах двадцатого века велись разработки тиристорных преобразователей с промежуточным звеном постоянного тока [26, 27, 28, 29]. В двухзвенных преобразователях частоты первое звено выполнено в виде управляемого или неуправляемого выпрямителя, имеющего фильтр на выходе [30]. Второе звено представляет собой автономный инвертор, который может быть выполнен либо на основе инвертора напряжения (АИН), либо инвертора тока (АИТ) [31]. Двигатель в таких преобразователях частоты имеет связь с источником энергии через два звена, а энергия проходит двукратное преобразование, прежде чем достигнет нагрузки. Выходное напряжение ПЧ можно регулировать как посредством управляемого выпрямителя, так и с помощью импульсной модуляции.

Различают широтно-импульсное регулирование (ШИР) и широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) [32, 33]. На рисунке 1.2 Приведена схема двух-звенного преобразователя частоты на основе автономного инвертора напряжения.

Рисунок 1.2 - Схема двухзвенного преобразователя частоты с АИН

Неуправляемый выпрямитель собран на диодах У01-У06, автономный инвертор на транзисторах УТ1-УТ6, которые шунтированы диодами У07-У012.

Диоды необходимы для пропускания тока при отключении соответствующего транзистора. Выходное напряжение регулируется посредством ШИМ. За счет этого напряжение на выходе инвертора имеет форму близкую к синусоидальной. Торможение производится путем перевода АИН в режим выпрямителя. Транзистор УТ7 необходим для подключения тормозного сопротивления, на котором происходит рассеивание излишней энергии, при превышении напряжения на конденсаторе фильтра. Такое торможение получило название инверторного. Недостатком таких ПЧ является невозможность рекуперативного торможения. Для обеспечения рекуперации энергии в сеть во время торможения в преобразователях частоты на основе АИН требуется дополнительный комплект тиристоров, которые будут работать в режиме инвертора. Однако, в таком случае на вентили необходимо будет прикладывать завышенное напряжение, что приведет к удорожанию преобразователя вследствие использования дополнительно трансформатора, или обеспечивать работу выпрямителя только с углом управления больше атщ.

Эти неудобства привели к тому, что появились так называемые четырехквад-рантные преобразователи, которые обеспечивают передачу энергии как от сети к двигателю, так и в обратном направлении. Они содержат два преобразователя попеременно работающих то в выпрямительном, то в инверторном режимах. Эти преобразователи обладают лучшими характеристиками из всех перечисленных.

В преобразователях частоты на основе АИТ происходит преобразование постоянного тока на входе инвертора в пропорциональный переменный ток [33]. Рекуперация энергии в таких преобразователях производится путем перевода АИТ в выпрямительный режим. Выпрямитель же переводится в режим инвертора. При этом не требуется дополнительного комплекта силовых ключей.

На рисунке 1.3 показа схема преобразователя частоты с АИТ.

Схемы такого рода применяются в мощных механизмах, и из-за невысоких энергетических показателей не являются перспективными. Значительного повышения показателей можно добиться использованием запираемых тиристором в АИТ. Формирование тока на выходе инвертора производится в этом случае уже

совместно с управляемым выпрямителем.

Рисунок 1.3 - Схема двухзвенного преобразователя частоты на основе АИТ

Это приводит к значительному улучшению формы выходного тока, которая близка к синусоидальной. ПЧ с инверторами тока нашли свое применение в электроприводах, в составе которых используются синхронные двигатели, где вместо АИТ используются инверторы, ведомые сетью. Переключение силовых ключей в них производится за счет ЭДС двигателя [31].

Достоинствами двухзвенных преобразователей является то, что они позволяют получить на выходе инвертора напряжение, как большей, так и меньшей частоты по сравнению с частотой напряжения сети [29]. Еще немаловажным является меньшее по сравнению с НПЧ количество силовых элементов. Недостатками же являются преобразование энергии, что приводит к увеличению потерь и зависимости коммутация ключей от нагрузки двигателя. В 90-х годах прошлого века был получен новый тип управляемых полупроводниковых элементов:

- силовые транзисторы; (МОЗББТ)

- запираемые тиристоры (ОТО);

- биполярные транзисторы с изолированным затвором (ЮВТ);

- запираемые тиристоры с интегрированным блоком управления, коммутируемые по управляемому электроду (ЮСТ).

Высокие динамические и энергетические параметры управляемых ключей, а также малые сопротивления в открытом состоянии позволяют разрабатывать и внедрять новые устройства с более совершенными алгоритмами управления преобразования энергии, отличающимися низкими потерями энергии и массогаба-ритными показателями таких устройств. А появление микроконтроллеров различных фирм-производителей позволило реализовать достаточно сложные алгоритмы управления двигателями как переменного, так и постоянного тока.

В современных частотных преобразователях функции управления двигателем возложены на контроллеры, способные реализовать различные алгоритмы. Методы и способы управления отличаются в преобразователях разных производителей. Эти методы не разглашаются и являются интеллектуальной собственностью фирмы-производителя.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сибирцев Дмитрий Сергеевич, 2022 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Терехов, В. М. Системы управления электроприводов / В. М. Терехов, О. И. Осипов. - М.: Академия. - 2005. -304 с.

2. Башарин, А. В. Управление электроприводами / А.В. Башарин, В.А. Новиков, Г. Г. Соколовский. - Л.: Энергоиздат. - 1982. - 392 с.

3. Барышников, О. Д. Построение систем автоматизированного электропривода / О. Д. Барышников, Г. Г. Соколовский, В. А. Новиков, В. М. Шестаков. -Л.: ЛДНТП. - 1968.

4. Онищенко, Г. Б. Электрический привод. Учеб. для вузов. / Г. Б. Они-щенко. - М.: РАСХН. - 2003. - 320 с.

5. Ключев, В. И. Теория электропривода: учеб. для вузов. 2-е изд., пере-раб. и доп. / В. И. Ключев. - М.: Энергоатомиздат. - 2001. - 704 с.

6. Дементьев, Ю.Н. Автоматизированный электропривод / Ю.Н. Дементьев, А.Ю. Чернышев, И.А. Чернышев - Томск: Издательство ТПУ - 2010. - 232 с.

7. Сандлер, А. С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями / А. С. Сандлер, В. С. Сарбатов. - М.: Энергия. - 1974. - 328 с.

8. Никитенко, Г. В. Электропривод производственных механизмов. Учебное пособие / Г. В. Никитенко. - СПб.: Лань. - 2020. - 224 с.

9. Справочник по автоматизированному электроприводу [Текст] / под. ред. В.А. Елисеева, А.В. Шинянского.- М.: Энергоатомиздат. - 1983.- 616 с.

10. Рудаков, В.В. Динамика электроприводов с обратными связями / В.В. Рудаков. -Л.: Ленинградский горный ин.-т. - 1980. - 114 с.

11. Шенфельд, Р. Автоматизированные электроприводы / Р. Шенфельд, Э. Хабигер, Ю. А. Борцова. - Л.: Энергоатомиздат. - 1985. - 464 с.

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

13. Сафиуллин, Р. Н. Системы тягового электропривода транспортных средств / Р.Н. Сафиуллин, В.А. Шаряков, В.В. Резниченко// - М.: Директ-Медиа. -2020. - 364 с.

14. Фираго, Б. И. Регулируемые электроприводы переменного тока / Б. И. Фираго, Л. Б. Павлячик. - Минск: Техноперспектива. - 2006. - 363 с.

15. Поляков, А.Е. Электрические машины, электропривод и системы интеллектуального управления электротехническими комплексами/ А.Е. Поляков, Е.М. Филимонова, А.В. Чесноков. - М.: Форум. - 2020. - 224 с.

16. Москаленко, В. В. Системы автоматизированного управления электропривода/ В. В. Москаленко. - М.: Инфра-М. - 2016. - 208 с.

17. Фролов, Ю.М. Регулируемый асинхронный электропривод/ Ю.М. Фролов, В.П. Шелякин. - СПб.: Лань. - 2018. - 464 с.

18. Браславский, И. Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод / И. Я. Браславский, З. Ш. Ишматов, В. Н. Поляков. - М.: Академия. - 2004. - 256 с.

19. Соколовский, Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием / Г. Г. Соколовский. - М.: Академия. - 2006. -272 с.

20. Новиков, Г. В. Частотное управление асинхронными электродвигателями/ Г.В. Новиков. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2018. - 500 с.

21. Бернштейн, А. Я. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе / А. Я. Бернштейн, Ю. М. Гусяцкий, А. В. Кудрявцев, Р. С. Сарбатов. -М.: Энергия. - 1980. - 327с.

22. Аранчий, Г. В. Тиристорные преобразователи частоты для регулируемых электроприводов / Г. В. Аранчий, Г. Г. Жемеров, И. Эпштейн. - М.: Энергия. - 1968.

23. Розанов, Ю. К. Электронные устройства электромеханических систем / Ю. К. Розанов, Е. М. Соколова. - М.: Энергоатомиздат. - 2004. - 272 с.

24. Мелешин, В. И. Транзисторная преобразовательная техника / В. И. Мелешин. - М.: Техносфера. - 2005. - 632 с.

25. Онищенко, Г. Б. Силовая электроника. Силовые полупроводниковые преобразователи для электропривода и электроснабжения / Г. Б. Онищенко, О. М. Соснин. - М.: Инфра-М. - 2018. - 122 с.

26. Чиженко, И. М. Основы преобразовательной техники. Учебн. пособие

для специальности Промышленная электроника / И. М. Чиженко, В. С. Руденко, В. И. Сенько. - М.: Высш. школа. - 1974. - 430 с.

27. Борисов, Б.П. Повышение эффективности использования электроэнергии в системах электротехнологии / Б.П. Борисов, Г.Я. Вагин, А.Б. Лоскутов [и др.]. - Киев: Наукова думка. - 1990. - 240 с.

28. Гречко, Э. Н. Автономные инверторы модуляционного типа / Э. Н. Гречко, В. Э. Тонкаль. - Киев.: Наук. думка - 1983. - 304 с.

29. Перельмутер, В. М. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник. / В. М. Перельмутер. - М.: Энергоатомиздат. - 1988. - 319 с.

30. Bose, B. K. Power Electronics and Motor Drives. Advances and Trends / B. K. Bose. - New Jersey, USA: Elsevier. - 2006. - 917 pp.

31. Яцук, В.Г. Принципы построения частотно-регулируемых электроприводов на базе ТПЧ со звеном постоянного тока / Яцук. В. Г. [ и др.] - Истринское отд. ВНИИ электромеханики. Пром. Энергетика. - 1978. - №11 - с. 39.

32. Зиновьев, Г. С. Основы силовой электроники: Учебник. Ч.1 / Г. С. Зи-но-вьев. - Новосибирск: Изд-во НГТУ. - 1999. - 199 с.

33. Попков, О. З. Основы преобразовательной техники. Автономные преобразователи. Конспект лекций: учеб. пособ. - М.: Издательство МЭИ. - 2003. -64 с.

34. Розанов, Ю. К. Основы силовой электроники / Ю. К. Розанов - М.: Энергоатомиздат. - 2004. - 272 с.

35. Hughes A. Electric Motors and Drives. - Fundamentals Types and Applications. Third edition. Oxford, Great Britain: Elsevier. - 2006. - 410 pp.

36. Борисевич, А.В. Энергосберегающее векторное управление асинхронными электродвигателями/ А. В. Борисевич. - М.: Инфра-М. - 2016. - 102 с.

37. Браславский, И. Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением / И. Я. Браславский. - М.: Энергоиздат. - 1988. -224 с.

38. Wu, B. High power converters and AC drives / B. Wu. - New Jersey, USA:

A John Wiley and Sons, Inc. - 2006. - 333 pp

39. Костенко, М. П. Электрические машины. В 2-х ч. Ч. 2. Машины переменного тока. Уч. для вузов. - 3-е изд. прераб. и доп. / М. П. Костенко, Л. М. Пиотровский. - Л., Энергия. - 1973. - 648 с.

40. Усольцев, А. А. Частотное управление асинхронными двигателями: учеб. пособие / А. А. Усольцев. - СПб.: СПбГУ ИТМО. - 2006. - 95 с.

41. Козярук, А. Е. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых электроприводов / А. Е. Козярук, В. В. Рудаков; под. общ. ред. А. Г. Народицкого. - С.-Петербург. - 2001. - 126 с.

42. Бродовский, В.Н. Приводы с частотно-токовым управлением / Под ред. В.Н. Бродовского. - М.: Энергия - 1974. - 168 с.

43. Blaschke, F. Das Prinzip der Feldorientiening die Grundlage fur die TRANSVECTOR - Regelung von Asynchronmaschienen // Siemens-Zeitschrift. -1971. - 45. - P.757

44. Хакимьянов, М. И. Оптимизация режимов работы электроприводов в нефтедобывающей промышленности / М. И. Хакимьянов,. - М.: Лань. -2013. - 77 с.

45. Панкратов В.В. Векторное управление асинхронными электроприводами. - Новосибирск: Изд-во НГТУ. - 1999. - 66 с.

46. Сабинин, Ю. А. Частотно-регулируемые асинхронные электроприводы / Ю. А. Сабинин, В. Л. Грузов. - Л.: Энергоатомиздат. - 1985. - 235 с.

47. Курносов, Д. А. Бездатчиковое векторное уравление вентильным электроприводом / Д. А. Курносов. - М. LAP Lambert Academic Publishing», 2014. 104 с.

48. Виноградов, А. Адаптивно-векторная система без датчика скорости асинхронного электропривода серии ЭПВ / А. Виноградов, А. Сибирцев, А. Коло-дин // Силовая электроника № 3. -2006. - С. 46-51

49. Емельянов, С.Г. Автоматизированные нечетко-логические системы управления // С. Г. Емельянов, В. С. Титов, М.В. Бобырь // М.: Инфра-М. -2021. -

175 с.

50. Кудинов, Ю. И. Нечеткие модели и системы управления / Ю. И. Ку-динов, А. Ю. Келина, - М.: Ленард. - 2017. - 328 с.

51. Антонов, В. Н. Адаптивное управление в технических системах: учебное пособие / В. Н. Антонов, В. А. Терехов, И. Ю. Тюкин. - СПб.: Изд-во С.-Петербургского университета. - 2001. - 244 с.

52. Пат. 3136937 США, Speed control of wound rotor induction motor / Miljanic Petar; JOHN INGLIS CO Ltd. - № 169998; Заявлено 29.01.62; Опубл. 09.06.64. - 10 с.

53. А. с. 523501 СССР, кл. Н 02 Р 7/42. Устройство для регулирования возбуждения асинхронизированной машины с обмотками возбуждения, расположенными в двух взаимно перпендикулярных осях ротора / А.Х. Есипович, А.С. Зеккель, Л.А. Кощеев, А.В. Черкасский (СССР). — № 2520856/24-07; Заявлено 24.08.77; Опубл. 15.06.79, Бюл. № 22. — 3 с.

54. А. с. 1073870 СССР, кл. Н 02 Р 5/40 7/42. Способ управления электродвигателем двойного питания / Ю.П. Сонин, И.В. Гуляев, И.В. Тергенев (СССР). — № 3486550/24-07; Заявлено 30.08.82; Опубл. 15.02.84, Бюл. № 6. — 4 с.

55. Kawabata, Y. Vector-Controlled Double-Inverter-Fed Wound-Rotor Induction Motor Suitable for High-Power Drives [Текст] / Y. Kawabata, E. Ejiogu, T. Kawabata // IEEE Transactions on Power Electronics. - 1999. - №5, гл.35. - С. 1058-1066; Poddar, G. Sensorless Field-Oriented Control for Double-Inverter-Fed Wound-Rotor Induction Motor Drive [Текст] / G. Poddar, V. T. Ranganathan // IEEE Transactions on Power Electronics. - 2004. - №5, гл.51. - С. 1089-1096

56. Poddar, G. Direct Torque and Frequency Control of Double-Inverter-Fed Slip-Ring Induction Motor Drive [Текст] / G. Poddar, V. T. Ranganathan // IEEE Transac-tions on Power Electronics. - 2004. - №6, гл.51. - С. 1329-1337.

57. Drid, S. Nonlinear Feedback Control and Torque Optimization of a Doubly Fed Induction Machine [Текст] / S. Drid, M. Tadjine, M-S. Nait-Said // Journal of Electrical Engineering. - 2005. - №3-4. - С. 57-63

58. Пат. 4194039 США, МКИ3 В 32 В 7/2, В 32 В 27/08. Multilayer poivolefin shrink film / W. В. Muelier; W.'R. Grace & Co. — № 896963; Заявлено 17.04.78; Опубл. 18.03.80. — 3 с.

59. Direct torque control of sensorless induction motor drives. A sliding-mode approach. Lascu Cristian, Boldea Ion, Blaabjerg Frede. IEEE Trans. Ind. Appl. 2004. № 2, с. 582-590

60. Слежановский, О.В. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями / О.В. Слежановский [и др.]. - М.: Энергоатомиздат. - 1983. - 256 с.

61. А. с. 782062 СССР. Синхронизированный асинхронный двигатель / Р.Б. Авринский, В.П. Пригода (СССР)// Открытия. Изобретения, 1980. № 43.

62. Мещеряков, В. Н. Электропривод для механизмов общепромышленного назначения с двойным питанием асинхронного двигателя с фазным ротором / В. Н. Мещеряков, А. А. Соломатин // IV Международная (XV Всероссийская) конференция по автоматизированному электроприводу «Автоматизированный электропривод в XXI веке: пути развития»: сб. науч. тр. / Магнитогорский металлургический комбинат. - Магнитогорск. - 2004. - С. 89 - 91.

63. Мещеряков, В. Н. Системы регулируемого асинхронного электропривода для подъемно-транспортных механизмов: монография / В. Н. Мещеряков. -Липецк: ЛГТУ. - 2005. - 112 с.

64. Селиванов, И.А. Электромеханические свойства асинхронных двигателей / И.А. Селиванов, Е.Я. Омельченко // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2011. - № 3(35). - С.35-38.

65. Копылов, И. П. Математическое моделирование электрических машин: учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. / И. П. Копылов. - М.: Высшая школа. - 2001. - 327 с.

66. Козлов, М. Эффективность внедрения систем с частотно-регулируемыми приводами // Современные средства автоматизации - 2001. -№1. - С. 76-82.

67. Соломатин, А. А. Синхронизированный асинхронный электропривод с частотным управлением: дисс. канд. техн. наук: 05.09.03. - Липецк: ЛГТУ. -2006. - 206 с.

68. А. с. 1251241 СССР. Синхронизированная асинхронная машина / С. А. Безверхий, С. И. Луковников (СССР). - Открытия. Изобретения; 1978, №30.

69. Киселев, Б.Р. Ленточные конвейеры обрабатывающей промышленности/ Б.Р. Киселев. - М.: Лань. - 2020. - 212 с.

70. Дмитриев, В.Г. Основы теории ленточных конвейеров// В.Г. Дмитриев, А.П. Вержанский. - М.: Горная книга. - 2017. - 572 с.

71. Беспалов, В.Я. Математическая модель асинхронного двигателя в обобщённой ортогональной системе координат / В.Я.Беспалов, Ю.А. Мощинский, А.П. Петров // Электричество. - 2002. - №8. - С. 33-39.

72. Поздеев, А.Д. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах / А.Д. Поздеев. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, -1998. - 172 с.

73. Цветков, П.Е. Разработка и исследование систем асинхронного электропривода с частотно-токовым управлением для насосных механизмов: дисс. канд. техн. наук: 05.09.03. - Липецк: ЛГТУ. - 2014. - 163 с.

74. Krishnan, R. Electric motor drives: modeling, analysis and control / R. Krish-nan // New Jersey, USA: Prentice Hall PTR. - 2001. - 626 pp.

75. Мещеряков, В. Н. Частотный асинхронный электропривод с автономным инвертором, управляемым током/ В. Н. Мещеряков, Д. C. Сибирцев//Труды научно- методической конференции «95 лет Отечественной школе электропривода» Санкт-Петербург, 20 апреля 2017. с. 125-127.

76. Мещеряков, В. Н. Система управления асинхронным электроприводом с поддержанием постоянного угла между током статора и потокосцеплением ротора / В. Н. Мещеряков, Д. C. Сибирцев// Сборник трудов Международной научной конференции «Электроэнергетика и электротехника» Воронеж, 18 мая 2017 года. с.69-74.

77. Мещеряков, В.Н. Система векторного управления асинхронным электроприводом, применяемым в металлургии / В.Н. Мещеряков, О.В. Мещерягова, Д.В. Ласточкин // Материалы 5-й Международной научно-практической конференции «Металлургия нового тысячелетия». Ч.1. Липецк. 8-10 декабря 2015 г. - С.120 -124.

78. Мещеряков, В. Н. Система управления асинхронным электроприводом с принудительным заданием скольжения/ В. Н. Мещеряков, Д. С. Сибирцев// Вестник Липецкого государственного технического университета. 2017. № 1 (31). с. 24-28.

79. Мещеряков, В. Н. Система управления синхронизированным асинхронным электроприводом/ В. Н. Мещеряков, Д. С. Сибирцев// Труды XVII Международной конференции «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты», Крым, Алушта, 24-28 сентября 2018 г, с.166-168

80. Мещеряков, В. Н. Частотный асинхронный электропривод с коррекцией фазового сдвига между моментообразующими векторами / В. Н. Мещеряков, Д. С. Сибирцев// Системы управления и информационные технологии. 2017. №2(68).с. 57-60.

81. Мещеряков, В. Н. Энергосберегающий асинхронный электропривод/ В. Н. Мещеряков, Д. С. Сибирцев// Материалы IV Международной научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Энергосбережение и эффективность в технических системах». Тамбов, 10-12 июля 2017. с. 137

82. Боченков, Б.М. Алгоритм управления, обеспечивающий желаемое сочетание энергетических и динамических свойств электропривода переменного тока / Боченков Б.М., Филюшов Ю.П.// Электротехника. - 2011. - №6. - С. 53-58.

83. Мещеряков, В. Н. Система управления асинхронным электроприводом с коррекцией угла между моментообразующими векторами/ В. Н. Мещеряков, Д. С. Сибирцев// Сборник научных трудов III Международной (VI Всерос-

сийской) научно-технической конференции «Электропривод, электротехнологии и электрооборудование предприятий» Уфа, 26-27 апреля 2017. с. 25-28.

84. Вдовин, В.В. Адаптивные алгоритмы оценивания координат с бездатчи-ковым электроприводом переменного тока с расширенным диапазоном регулирования: дисс. канд. техн. наук: 05.09.03. - Новосибирск. - 2014. - 211 с.

85. Виноградов, А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока / А.Б. Виноградов. - Иваново. - 2008. - 245 c.

86. Сибирцев, Д.С. Система управления асинхронным электроприводом с коррекцией частоты тока статора/ Материалы XII Международной научно-практической конференции «Современные сложные системы управления» Липецк, 25-27 октября 2017. с. 174-178.

87. Герман-Галкин, С.Г. Компьютерное моделирование полупровод-никовых систем MATLAB 6.0 / С.Г. Герман-Галкин. - СПб.: КОРОНА. - принт - 2001. -320 c.

88. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystem и Simulink. - М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008 - 288 с.

89. Мещеряков В.Н. Моделирование процессов в синхронизированном электроприводе/ В. Н. Мещеряков, Д. C. Сибирцев// Материалы VI Всероссийской (XXXIX Региональной) научно-технической конференции «Актуальные проблемы электроэнергетики», посвященной 100-летию плана ГОЭЛРО. Нижний Новгород, 2020, с. 102-107

90. Мещеряков, В. Н. Частотный асинхронный электропривод с коррекцией фазового сдвига между моментообразующими векторами / В. Н. Мещеряков, Д. C. Сибирцев// Материалы XXIII Международная научно-техническая конференция «Информационные системы и технологии» Нижний Новгород, 28 апреля 2017.

91. V. Meshcheryakov. Frequency Control System for a Synchronized Asynchronous Electric Drive/ V. Meshcheryakov, D. Sibirtsev, Elena Gracheva// E3S Web of Conferences Volume 220 (2020), Sustainable Energy Systems: Innovative Perspectives

(SES-2020)

92. Мещеряков, В. Н. Синхронизированный асинхронный электропривод с частотным управлением / В. Н. Мещеряков, Д. C. Сибирцев // Электротехнические системы и комплексы. 2018. №1(38).с.4-8.

93. Валов, А. В. Импульсно-векторное управление асинхронным электроприводом с фазным ротором: дисс. канд. техн. наук : 05.09.03 : Челябинск: ЮУр-ГУ. - 2009. - 166 с.

94. V. Meshcheryakov. Mathematical Simulation of the Synchronized Asynchronous Electric Drive/ V. Meshcheryakov, D. Sibirtsev, E. Mikhailova// E3S Web of Conferences Volume 178 (2020), High Speed Turbomachines and Electrical Drives Conference 2020 (HSTED-2020).

95. Калачев, Ю.Н. Наблюдатели состояния в векторном электроприводе/ Ю.Н. Калачев. - М.:. - 2018. - 112 с.

96. Мещеряков, В.Н., Черкасова В.С., Мещерякова О.В. Коррекция системы векторного управления асинхронным электроприводом / Системы управления и информационные технологии, №3(61), - 2015. - С. 36-38.

97. Aizenberg, N.N. CNN Based on Multi-Valued Neuron as a Modelof Associative Memory for Gray-Scale Images / N.N. Aizenberg, I.N. Aizenberg // Proceedings of the 2-d International Workshop on Cellular Neural Networks and

their Applications. Munich. - 1992. - P. 36-41.

98. Мартынов, М. В. Автоматизированный электропривод в горной промышленности / Мартынов М. В., Переслегин Н. Г. // - Москва: Недра. - 1977. -375 с.

99. Папоян, Р. Л. Повышение эффективности использования шахтных конвейерных линий автоматическим, регулированием скорости и определением грузопотоков: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Папоян Рубен Левонович ; - Москва, 1967. - 213 c.

100. Полунин, В. Т. Эксплуатация мощных ленточных конвейеров / Полунин В. Т., Гуленко Г. Н // Москва: Недра. - 1986. - 344 с.

101. Шахмейстер, Л. Г. Динамика грузопотока и регулирование скорости ленточных конвейеров / Шахмейстер Л. Г., Дмитриев В. Г., Лобачева А. К // -Московский горный институт, 1972. - 163 с.

102. Ишматов З.Ш. Микропроцессорное управление электроприводами и технологическими объектами. Полиномиальные методы. - Екатеринбург: УЛТУ -УПИ, 2008. - 278 с.

103. Волотковский, В. С. Износ и долговечность конвейерных лент / Во-лотковский В. С., Нохрин Е. Г., Герасимова М. Ф. / М.: Недра. - 1976. - 176 c.

104. ГОСТ 31558-2012. Конвейеры шахтные ленточные. Общие технические условия = Mine belt conveyers. General specifications: межгосударственный стандарт: утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2012 г. N 1086-ст : введен впервые : дата введения 01.01.2014 / Межгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации. - Введ. 24.12.2012. - Москва: Стандартин-форм, 2012.

105. Дмитриева, В. В. Поддержание величины тягового фактора ленточного конвейера с двухдвигательным приводом / Дмитриева В. В., Каунг П. // ГИ-АБ. - 2015. - № 6. - С. 189-198.

106. Кожубаев, Ю. Н. Анализ динамических процессов в ленточных конвейерах // Научно-технические ведомости СПбГПУ; Серия: Наука и образование. - Санкт-Петербург, 2009. - № 4-2. - С. 103-107.

107. Ещин, Е. К. Моделирование электромеханических систем горных машин // Кемерово: Кузбасский государственный технический университет им. Т. Ф. Горбачева. - 2013. - 184 с.

108. Сериков С.А. Оптмальная адаптиваная система управления электроприводами подвесных конвейеров / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -ВГТУ-2004-227с.

109. Семыкина, И. Ю. Система векторного управления безедукторным синхронным мотор-барабаном ленточного конвейера / И. Ю. Семыкина, А. В.

Тарнецкая // Инновации и перспективы развития горного машиностроения и электромеханики: IPDME-2018: сборник тезисов Международной научно-практической конференции, 12-13 апреля 2018. - СПб: Санкт-Петербургский горный университет, 2018. - С. 38-39.

110. Васильев, Б. Ю. Автоматизированный электропривод машин и установок горного производства/Учебники для вузов. Специальная литература// М.: Лань. - 2020. - 144 с.

111. Дьяконов В. Математические пакеты расширения МАТЬАВ. Специальный справочник / В. Дьяконов, В. Круглов // СПб.: БХВ-Петербург, 2001. -480с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное)

Модели для исследования системы синхронизированного электропривода

Рисунок П1 -1 - Модель расчета мгновенного задания на ток статора

Рисунок П1 -2 - Модель расчета мгновенного задания на значение тока в звене постоянного тока

Рисунок П1-3 - Модель блока управления системы, позволяющей реализовать асинхронный пуск

Рисунок П1 -4 - Модель силовой части электропривода с независимым питанием обмотки статора и ротора

Рисунок П1

-5 - Модель импульсного повышающего преобразователя напряжения в звене постоянного тока

о

Рисунок П1-6 - Модель адаптивного наблюдателя скорости

00

Рисунок П1-7 - Модель системы управления синхронизированного электропривода с последовательным соединением обмоток статора и ротора

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное)

Диаграммы переключения транзисторов в схемах с импульсным преобразователем в звене постоянного тока и без него

1Ш

Рисунок П1-8 Диаграммы переключения транзисторов инвертора без применения импульсного преобразователя в звене постоянного тока преобразователя частоты

,1__' i

-44.......

—:у ... .::.....: ;

. -!--!- . 1-Г-1-3-1

'1ППГПГ ПППО ill П 1 ПП ПП ПП' nil fllfl flil

*» OS . -

■ г-* u_У_;_У_У_—-:——"-Ч г-и — —_J и- U L-UUI—J uu — и

lw ^ "wr. 14(ft J.. 11й 1ИЬ

Рисунок П1-9 Диаграммы переключения транзисторов инвертора и дополнительного транзистора импульсного преобразователя в звене постоянного тока преобразователя частоты Информация по количеству коммутаций представлена в таблице

Тип схемы Схема с коммутатором Без коммутатора

Фаза А B C Коммутатор в ЗПТ А B C

Кол-во коммутаций, шт. 20 24 26 16 38 32 28

Суммарное кол-во коммутаций за интервал времени -0,02 с 86 98

ПРИЛОЖЕНИЕ В (справочное)

Векторные диаграммы синхронизированного асинхронного двигателя

Двигатель недовозбужден в

значительной степени

Двигатель недовозбужден

Двигатель скомпенсирован

Двигатель перевозбужден

ПРИЛОЖЕНИЕ Г (справочное)

Рабочие характеристики при пониженной частоте вращения

Рисунок П1 - 10. Рабочие характеристики при ю = 0,75ю0 1-синхронный режим с независимым питанием обмоток ротора;

2 - асинхронный режим; 3 - синхронный режим с последовательным соединением обмоток статора и

ротора

Рисунок П1 - 11. Рабочие характеристики при ю = 0,5ю0 1-синхронный режим с независимым питанием обмоток ротора;

2 - асинхронный режим; 3 - синхронный режим с последовательным соединением обмоток статора и

ротора

ПРИЛОЖЕНИЕ Д (обязательное)

Методика расчета параметров схемы замещения асинхронного двигателя

Ток холостого хода

10 =

I

1 р*

Р (1 - *н ) (1 - р\ )■1Ь

1-

Р (1 - *н )

(1 - Р\ )• Лн

V 2 ' '

где 11н - номинальный ток статора

(1)

Лн =

р

2н

шцпн соб(рн

11 * - ток при неполной нагрузке, равной р* =0,25 или 0,5

(2)

I * =

2 р

1 , * — ? 1 р шип соб

где и у - фазное напряжение; т-число фаз статора.

(3)

2

Критическое скольжение найдем по выражению:

= Ки ^КМ -(2 ув( Ки -1))

* = 1-2^нв(Ки -1) ' (4)

где р = ; С1 = 1 + = 1 + /0

^1^2 ХМ 2К,1н

в в диапазоне 0,6-2,5

Система уравнений АД

и = - Е1 + ^ + ;

I

2 .

0 = Ех + ]Х2 / 2 +

£

Лн = /0 + (-/2>-

(5)

Спроецируем вектора токов на ось, проходящий через вектор и

/1н СО^1н = /0С™Р0 + /2С08^2 •

(6)

Найдем проекцию вектора / 2 ооб (р2

/2 =

и

Zl + С12 2 где 21 = Я + 7X1; 22 = Я\ + ]Х 2

и

12 соб^2

Я1 + С1

V 'н У

Я + С1 ^ | + (X + С\Х'2)

(8)

Представим (8) в виде

и

I 2 СОБ ^2 ■

' 1л

в+-

V_'пУ

СА

1

в+-

2

+ Г

Л ^ у

где г = ; X = х + С1 х\ С1К 2

Подставим (9) в (6) и найдем

(9)

и

' 1л в + -

V 'н У

С1А2 (11н СО^1н - /0СОБ^0 )'

А 1Г л

в + - +г2

vV н У У

(10)

Из выражения для максимального момента

и =■

ши2

2 од С

с (я

2 + X2

(11)

и критического скольжения

С Я.

^12+(X+С1Х2 )2 в

7

1

получаем следующее выражение

Мт 2 а^С1

ти2

С1Я2

' О

в + ~ V ^у

Выражения (9) и (13) с учетом (12) представим в виде системы и учитывая, что

Р К

М = 2 н м получим т (1 - )

т

и2 (1 - 5)

-^ = С1 Я,

КмР2

2 н

в--1

5

к у

в—

1 ^ (11 н СОБ^!н - /оСОБ^о ^ ( 2в 1 , 1

= С1 я:

'к у

и

л

5 + 7"+7"

V н н к У

(14)

Имеем квадратное уравнение

в2 + Вв + С = о,

где

(15)

В = 1 —+ 1 2 А) А1.

5 н

С = 1 5н 5к ( 1 1 ^ 4 41 "Г + "2 V 5н 5к у

= (^н СХ^н - /0СО5^0 )

А" и '

1 2С1КМ Р2н^1 '

А =

(16) (17) (18) (19)

Из(12)найдем

в = -- + л/В2 - 4АС 2

Из первого уравнения (11) найдем величину активного сопротивление ротора

я2 = 7-1л

(21)

в + -

V 'к ^

С

Выражение для расчета активного сопротивления статора имеем вид

я = С^ф

(22)

Из (12) найдем /, с помощью которого можно определить индуктивное сопротивление

У

'2 V Лк у

-в2; Хн = г-са'

Для серийных двигателей для расчета сопротивления рассеяния обмоток статора и ротора применимы следующие соотношения

Х1= 0,42 Хн; Х\ = 0,58

Хн С1

По векторной диаграмме ЭДС Е1 равна

Е1 =\1(и СОБ Ф1н - Я1Т1н )2 + (и ^ Фн - Х1Т1н )2

Е1

Хи =

Л

(24)

Найдем потери в двигатели как сумму постоянных РО и переменных Ру =

±Рн = ш/12н Я + Р0 = Р

2н

- Г

П у

- 0,005

П

(25)

При известной р -й нагрузке потери равны

/ л

дР *

р

ш12 * Я + Р0 = Р *

1р V 0 2 р

п *

V р

Р* 0,005-^-

п

(26)

Решив (25) и (26) найдем

Р. =

дР -дР *

Р =дР. - ш1?, Я,

V (п. п. 0 н 1н V

ш (Ч + ^ )

Примем, что магнитные и механические составляют соответственно 2/3 и 1/3 от постоянных Рмех = 0,33Р; Рм = 0,67 Р0

По найденным постоянным потерям найдем активное сопротивление намагничивания

Р

Р = и

1и — т 2 10

Активная составляющая 10 и угол а найдем по выражениям

1о а = Р а = атс^-Т•

Е1 Ь

Активное сопротивление ротора найдем из выражения

КПМН = шГ22ПЯ2П . (28)

Преобразуем (28) и получим

К

П

Г + Р + 0,005 Р2н

2н мех '

Я2 П =■

п

н у

т

(1 - ^н ) I

2

2П

(29)

где 12 П = 0,97 К111н - приведенный ток ротора

Из (7) найдем полное сопротивление при условии 5 = 5

П

2П = 21П + С1^ 2П ; (30)

= Ц- > (31)

1 2 П

где 21П = Я1 + уХ1П; 2 2П = Я 2П + ]Х 2П - полное сопротивление статора и ротора при пуске

Индуктивное сопротивление равно

ХП = Х1П + С1Х 2П =\1 гП-(Я1 + С1Я 2П ) • (32)

Сопротивление рассеяния обмотки статора равно

X

v — v п

Х1П = Х 1~Х~

Сопротивление рассеяния обмотки ротора равно

V - X у' _ ^ П

Х 2 П =-С-

С1

Активное сопротивление ротора будет изменяться в функции скольжения в соответствии с выражением

. ,Я' , 0 < 5 < 5

Я2(5) = \ 2н

Ч + ЯЬА(5) < 5 < 1

Индуктивное сопротивление ротора

Х2(5) Н Х'2н, 0 < 5 < ^

2 >в + Хь У1( 5) ^ < 5 < 1

где

К = Я 2 н - Я 2 П /( 5н ) . К = Я 2 П - Я 2 н

а 1 - /1 О ' 6 1 - /1

X = Х 2 н ~ Х 2 П /2 (к5н ) . X = Х 2 П ~ Х 2 н

а 1- /2 О ' 6 1" /2 О

Функции £1(8) и f2(s) - функции, рассчитанные путем аппроксимации зависимостей расчета коэффициентов изменения активного и индуктивного сопротивления

ч 0,0185s - 0,375s2 + s2Vs f (s) __-'

1 0,035 + 0,612s 24~s '

0,0358s - 0,556s2 + s 24~s

/2 ( s) __

0,0187 - 0,0151 + 0,446s 2Js

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

(справочное) Акты внедрения