Исследование электротехнических комплексов с использованием динамических моделей центробежных насосов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат технических наук Лысенко, Олег Александрович

• Лысенко, Олег Александрович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Лысенко, Олег Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ МОДЕЛИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ И АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

1.1 Введение

1.2 Установки центробежных насосов в составе электротехнических комплексов

1.3 Энергетическая структурная модель установок центробежных насосов

1.4. Современные подходы к математическому моделированию установок центробежных насосов

1.5. Выводы

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ В УСТАНОВКАХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ

2.1 Введение

2.2 Динамическая математическая модель центробежного насоса

2.3 Математические модели асинхронных двигателей

2.4 Математические модели установок центробежных насосов

2.5. Косвенное определение напора и расхода в установках центробежных насосов

2.6. Выводы

ГЛАВА 3. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В УСТАНОВКАХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ

НАСОСОВ

3.1 Введение

3.2 Режимы энергосбережения установок центробежных насосов

3.3 Системы стабилизации напора при скалярном управлении асинхронным двигателем

3.4 Системы стабилизации напора при векторном управлении асинхронным двигателем

3.5. Выводы

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УСТАНОВОК ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ

4 Л Введение

4.2 Стенд для исследования статических и динамических характеристик установок центробежных насосов

4.3 Тестирование системы регулирования напора при скалярном частотном управлении

4.4 Тестирование системы регулирования напора при векторном частотном управлении

4.5. Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Оценка адекватности разработанной математической модели

УЦН в динамике

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Акты внедрения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование электротехнических комплексов с использованием динамических моделей центробежных насосов»

ВВЕДЕНИЕ

Возрастающие технологические требования к качеству производственных процессов, связанных с перекачкой невязких жидкостей, указывают на необходимость улучшения режимов работы установок перекачки жидкости с центробежными насосами, в том числе и с помощью математического моделирования.

Установки центробежных насосов (УЦН) как правило, моделируются с помощью обобщенных интегральных характеристик не позволяющих исследовать поведение системы в динамических режимах работы. В то время как, именно рассмотрение динамических моделей УЦН входящих в состав электротехнических комплексов (ЭТК) позволяет реализовать наиболее эффективные режимы работы, как с точки зрения энергосбережения, так и надежности. Возрастающая вычислительная мощность систем управления ЭТК УЦН позволяет с помощью динамических моделей поддерживать требуемые технологические параметры, в том числе и с помощью косвенного (бездатчикового) их определения.

Действующее различие между относительно высоким уровнем математических компьютерно - ориентированных моделей отдельных элементов УЦН, являющейся частью электротехнического комплекса, и недостаточным других, учитывающих особенности энергосберегающих установок перекачки жидкостей, указывает на актуальность данной работы.

Станции перекачки жидкости, в силу технологических процессов обладают одним из самых высоких потенциалов применения энерго- и ресурсосберегающих технологий, что согласно Указу президента от 4 июня 2008 года № 889, Федеральному Закону №261, и Энергетической стратегии России на период до 2030 года представляет одно из направлений развития страны и несомненно, выявляет актуальность данной темы.

Весомый вклад по тематике исследования данной работы в области моделирования электротехнических комплексов внесли такие ученые как: И. П. Копылов, Ю. 3. Ковалёв, В. Я. Беспалов, Ф. Н. Сарапулов и др.; в области

5

моделирования центробежных насосов и лопастных машин: А. Н. Шерстюк, И. М. Вершинин, В. С. Костышин и др.; энергосберегающих технологий в электроприводе: Н. Я. Браславский, Б. С. Лезнов, Г. Г. Соколовский, Н. Ф. Ильинский, В. 3. Ковалёв, М. А. Мустафин, Б. В^сЬке и др.

Объект исследования - электротехнические комплексы, имеющие в своём составе преобразователь частоты, асинхронный двигатель, центробежный насос.

Предмет исследования - динамические режимы работы электротехнических комплексов установок центробежных насосов.

Цель работы - разработка математических моделей электротехнических комплексов, учитывающих динамические свойства центробежных насосов, а также выявление на их основе оптимальных законов частотного регулирования.

Задачи работы:

1. Разработать модель центробежного насоса, для расчета динамических характеристик УЦН;

2. Разработать динамическую модель ЭТК УЦН с учетом системных связей его отдельных подсистем;

3. Выявить законы частотного регулирования УЦН, при которых достигается минимум потерь в силовом канале, а также разработать функциональные схемы стабилизации напора при скалярном и векторном частотном управлении, реализующие эти законы.

4. Исследовать на экспериментальном стенде статические и динамические характеристики установок центробежных насосов, а также проверить адекватность разработанных математических моделей.

Научная новизна представленной работы заключаются в следующем:

1. С использованием метода пространственного вектора разработана модель центробежного насоса, позволяющая рассчитывать переходные процессы.

2. Синтезирована динамическая модель ЭТК УЦН с учетом системных связей его отдельных частей.

3. Разработана методика построения регулировочных вольт-частотных характеристик при скалярном частотном управлении асинхронного

электродвигателя, в зависимости от режимов работы внешней гидросети (статические и динамические гидравлические сопротивления).

Практическая значимость представленной работы заключаются в следующем:

1. Разработаны схемы стабилизации напора в диктующей точке путем скалярного и векторного регулирования скорости вращения асинхронного двигателя, реализующие режимы работы станций перекачки жидкости по функции минимума потерь в силовом канале.

2. Разработана методика настройки систем поддержания напора при скалярном и векторном управлении асинхронным двигателем, по принципам подчиненного регулирования.

3. Для исследования статических и динамических характеристик ЭТК УЦН построен программно-измерительный комплекс экспериментального стенда.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получено 4 свидетельства регистрации программ в ОФЭРНиО.

Апробация работы. Основные этапы диссертации докладывались на научных конференциях: Международной научно-технической конференции (НТК) «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 2004, 2007, 2009); XI Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (Томск, 2005); Всероссийской молодежной НТК «Россия молодая: передовые технологии в промышленность» (Омск, 2010, 2011); XII Международной студенческой школе-семинаре (Москва, 2004).

Содержание диссертационной работы излагается в четырех главах.

В первой главе рассматривается состав и структура УЦН. Установка центробежных насосов, как часть электротехнического комплекса станции перекачки жидкости, состоит из источника электрической энергии, преобразователя электрической энергии, электромеханического преобразователя, механизма передачи и преобразования движения, рабочего механизма и технологического объекта.

Исследованы процессы преобразования энергии в системе «преобразователь частоты - асинхронный двигатель - центробежный насос - гидравлическая магистраль» с регулируемым расходом жидкости. Определён характер взаимосвязей между подсистемами различной физической природы входящими в структуру электротехнического комплекса и процессами распределения энергии внутри каждой подсистемы.

Проведен анализ современных подходов к моделированию отдельных составляющих УЦН, и установлена целесообразность разработки динамических моделей УЦН в целом.

Во второй главе разрабатывается математическая модель УЦН. Для этого рассматриваются математические модели асинхронного двигателя (АД) и центробежного насоса (ЦН) как отдельных элементов УЦН.

При моделировании УЦН в статических режимах работы используется подход, который базируется на совместном рассмотрении механических, гидравлических и электрических подсистем, из которых состоит комплекс в целом.

В качестве модели электрической подсистемы используется двухконтурная схема замещения асинхронного двигателя.

В основе методики построения математической модели центробежного насоса лежит подход, взятый за основу в работе В. С. Костышина, т.е. использование схем замещения, позволяющих записать уравнения для нахождения значений токов и напряжений в ветвях.

Для динамических режимов работы асинхронный двигатель представлен системой магнитосвязанных обмоток, расположенных на статоре и роторе. В качестве модели электрической подсистемы используются уравнения, полученные из рассмотрения обобщенной модели асинхронной машины. Для описания переходных процессов асинхронного двигателя были составлены уравнения электрического равновесия для напряжений контуров и уравнение равновесия моментов, действующих на ротор, а также использован метод пространственного вектора.

В свою очередь ЦН состоит из трех основных частей: подвода, рабочего колеса и отвода. Отвод и подвод выполняют роль аналога статора электрической машины, так как при преобразовании мощности относительно рабочего колеса машины, вращающегося в плоскости со, являются неподвижными. Такие аналогии дают возможность применить для моделирования центробежного насоса и анализа режимов его работы аппарат комплексной переменной, который основывается на представлении гармонической функции характеристик насоса в виде обобщенного комплексного вектора в полярной или декартовой системе координат. Записана совместная математическая модель УЦН.

С целью проверки работоспособности представленных моделей выполнена серия вычислительных экспериментов для УЦН в диапазоне мощностей АД от 1,5 до 90 кВт.

Используя полученные модели, были построены:

- структурная схема косвенного (бездатчикового) определения скорости, а также электромагнитного момента и момента нагрузки по значениям составляющих тока и напряжения;

- схема косвенного определения действительного расхода и напора центробежного насоса.

В третьей главе решается задача построения энергоэффективных законов регулирования УЦН. Для этого исследуются регулировочные свойства электротехнических комплексов станций перекачки жидкости. Для скалярного управления частотным регулирования АД определяются минимумы потерь с учетом всего диапазона режимов работы УЦН. Таким образом, задача сводится к отысканию минимума функции потерь мощности двигателя, т.е ДР(и/Дг,Нсх)—>гшп.

В результате применения методики оптимизации потерь, получена семейство характеристик аппроксимированных до составных кривых, состоящих из квадратичной зависимости с некоторым коэффициентом и линейного участка прямой.

Для систем перекачки жидкости, в которых насос работает на сеть с противодавлением предложено выражение для определения регулировочных вольт-ч характеристик.

Разработана система регулирования напора, где сигнал обратной связи по напору снимается не в диктующей точке, а непосредственно в насосной станции. Система состоит из насосного агрегата, оснащенного регулируемым электроприводом, преобразователей давления и расхода, пропорционально-интегрального регулятора (ПИ) - РН (регулятор напора), пропорциональных регуляторов - РПН (регулятор потерь напора) и РЧН (регулятор частоты и напряжения).

Альтернативой вышеописанной схеме является система стабилизации напора, в которой вместо датчиков давления и расхода, установленных на напорном патрубке центробежного насоса, используются датчик скорости вращения и датчик крутящего момента.

Разработана система стабилизации напора УЦН при векторном управлении и определении момента и потокосцепления по модели двигателя. Питание двигателя (М) осуществляется от преобразователя частоты (ПЧ) со звеном постоянного тока и инвертором управляемым широтно-импульсным регулятором. Система регулирования реализована во вращающейся системе координат.

Разработана система регулирования напора УЦН при векторном управлении и косвенном определении напора, скорости вращении ротора и потокосцепления. Данная система стабилизирует напор в заданной точке без датчиков напора, расхода, скорости и момента, а использует соответствующие величины, полученные косвенным путём.

В четвертой главе решалась задача проведения экспериментальных исследований.

Для проведения различных экспериментов, в том числе исследования процессов, протекающих в гидравлических машинах электротехнических комплексов был разработан программно-измерительный комплекс лабораторного стенда.

Стенд состоит из двух центробежных насосов марки К-8-18, работающих на общую гидравлическую систему, двух асинхронных двигателей (Ml и М2) марки АД80А2УЗ, преобразователя частоты YASKAWA Varispeed F7, датчика давления (ДД) BD Sensors DMP331, ультразвукового расходомера (ДР) марки US-800, блока сбора данных (БСД), преобразующего аналоговые сигналы с датчиков в цифровые и передающего их на порт USB персонального компьютера (ПК).

С помощью экспериментальных данных полученных на стенде проводилась оценка адекватности разработанных моделей УЦН в статических и динамических режимах работы. Расчет динамических режимов работы УЦН проводился в среде Simulink методом ode23s.

Разработана методика настройки контуров регулирования напора, и скорости а так же произведен расчет динамических характеристик в системе стабилизации напора при скалярном управлении асинхронным двигателем.

Для получения динамических характеристик в системе стабилизации напора при векторном регулировании асинхронным двигателем разработана методика настройки контуров регулирования.

Полученные кривые переходных процессов показывают полную работоспособность систем стабилизации напора при скалярном и векторном управлении.

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Лысенко, Олег Александрович

4.5. Выводы

На основе проведенных в этой главе исследований и расчетов можно сделать следующие выводы:

1. Построен программно-измерительный комплекс экспериментального стенда позволяющий исследовать процессы, протекающие в гидравлических машинах в составе электротехнических комплексов, а также исследовать статические и динамические характеристики УЦН.

2. Анализ динамических характеристик полученных на стенде «преобразователь частоты - асинхронный двигатель - центробежный насос» показал погрешность математической модели ЭТК УЦН не более 15%.

3. Разработанная методика настройки контуров регулирования и расчета динамических характеристик систем со скалярным и векторным управлением частотой вращения асинхронного двигателя является полностью состоятельной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных в работе исследований решена одна из важных задач - созданы эффективные методы исследования динамических процессов в электромеханических системах, направленные на ресурсо- и энергосбережение и металлоёмкость, а так же повышения эффективности и надежности работы установок перекачки жидкости.

Сложность поставленной задачи состояла в том, что было необходимо рассмотреть переходные процессы различной физической природы и длительности (в двигателе, насосе и преобразователе частоты), различающиеся в десятки раз, описать их математическими моделями одного порядка допущений, и на их базе создать совместную математическую модель «ПЧ-АД-ЦН», адекватно отражающую процессы, происходящие в электромеханической системе в целом, с учетом их взаимной связи и обусловленности.

Решение поставленной задачи потребовало привлечения соответствующих разделов теории электрических машин, автоматизированного частотного электропривода, теоретических основ электротехники - синтез электрических цепей, математики - операционного исчисления, теории численных методов решения нелинейных систем дифференциальных уравнений, гидравлики, теории центробежных лопастных машин, теории автоматического управления.

Практическое значение работы заключается в целенаправленном и теоретически обоснованном подходе к решению поставленной задачи, что позволило разработать надежную и эффективную методику анализа электротехнических систем на основе всестороннего исследования их динамических характеристик, и основные алгоритмы проектирования системы «преобразователь частоты -асинхронный двигатель - центробежный насос», которые могут использоваться как самостоятельно, так и в качестве модулей и подсистем электротехнических и электромеханических систем и установок.

Достоверность результатов подтверждается корректным применением основных теоретических положений, используемых автором для доказательств научных

140 результатов, сопоставлением теоретических результатов с экспериментальными данными, приведенными в технической литературе и полученными на экспериментальной установке, расхождением расчетных и экспериментальных данных, не превышающим 11%.

Конкретные научные выводы сводятся к следующему:

1. Построенная математическая модель центробежного насоса даёт возможность моделировать как статические, так и динамические режимы. Учет динамических режимов работы существенно расширяет возможности исследования и проектирования центробежных насосов в составе УЦН.

2. Разработана математическая динамическая модель ЭТК в целом, позволяющая исследовать переходные процессы УЦН, такие как пуск/останов двигателя, сброс/наброс гидравлической нагрузки. Определены коэффициенты разработанной математической модели комплекса, соответствующие реальной насосной установке.

3. По разработанным алгоритмам при скалярном управлении реализованы оптимальные по энергопотреблению режимы работы УЦН, что позволило уменьшить удельное энергопотребление УЦН от 0,7 до 27% в зависимости от суточного графика водопотребления. Для станций перекачки жидкости разработаны схемы стабилизации напора, в том числе с использованием косвенных способов определения координат (напора и расхода), с помощью скалярного и векторного регулирования скорости вращения асинхронного двигателя.

4. Построен программно-измерительный комплекс экспериментального стенда позволяющий исследовать статические и динамические характеристики ЭТК УЦН. Разработана методика настройки контуров регулирования и расчета динамических характеристик систем стабилизации напора со скалярным и векторным управлением частотой вращения асинхронного двигателя.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Лысенко, Олег Александрович, 2012 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Артемюк Б. Т. Асинхронные двигатели при периодической нагрузке. -

Киев: Техника, 1972 г. - 198 с.

2. Атабеков Г. И. Основы теории цепей: учебник для студ. вузов / Г. И.

Атабеков. — М.: Энергия, 1969 г. - 424 с.

3. Башарин А. В. Управление электроприводами / А. В. Башарин, В. А. Новиков, Г. Г. Соколовский. - Л.: Энергоатомиздат, 1982 г. - 392 с.

4. Бекишев Р. Ф. Общий курс электропривода: учебное пособие / Р. Ф. Бекишев, Ю. Н. Дементьев - Томск: Издательство Томского политехнического

университета, 2010 г. - 302 с.

5. Белов М. П. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов: учебник для вузов / М. П. Белов, В. А. Новиков, Л. Н. Рассудов. — М.: Изд. центр «Академия», 2004 г.

- 576 с.

6. Беляев П. В. Влияние на переменные состояния питающей сети динамических режимов работы асинхронного двигателя и электрической печи сопротивления / П. В. Беляев, О. А. Лысенко // Свидетельство о регистрации электронного ресурса . - 2011. - № 16607 ОФЭРНиО. - М.: ВНИТЦ №50201150063.

7. Беляев П. В. Исследование влияния работы сварочного агрегата на характеристики электроприёмников / П. В. Беляев, О. А. Лысенко // Свидетельство о регистрации электронного ресурса . - 2011. - № 16609 ОФЭРНиО. - М.: ВНИТЦ №50201150061.

8. Беляев П. В. Исследование динамических характеристик АД при изменении параметров питающей сети / П. В. Беляев, О. А. Лысенко // Свидетельство о регистрации электронного ресурса . - 2011. - № 16608 ОФЭРНиО.

- М.: ВНИТЦ №50201150062.

9. Беляев П. В. Комплекс для анализа параметров и условий АД / П. В. Беляев, О. А. Лысенко, Д. С. Садаев // Россия молодая: передовые технологии - в

142

промышленность: матер. IV Всерос. Молодежи. Науч.-техн. Конф. - Омск: Изд-во

ОмГТУ, 2011. - Кн. 2. - С. 11-14.

10. Беляев П. В. Численные канонические методы анализа переходных

процессов в нелинейных электрических цепях с переменной структурой: дис. ...

канд. техн. наук. - Омск, 1985 г. - 215 с.

11. Беспалов В. Я. Перспективы создания отечественных

электродвигателей нового поколения для частотно-регулируемого электропривода // Труды IV Международной (XV Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу, ч.1. - Магнитогорск, С. 24-31.

12. Браславский И. Я. О возможностях энергосбережения при использовании регулируемых асинхронных электроприводов // Электротехника. -

1998.-№8.-С. 2-5.

13. Браславский И. Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод:

учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / И. Я. Браславский, 3. Ш. Ишматов, В. Н. Поляков; Под ред. И. Я. Браславского. - М.: Изд. центр «Академия», 2004 г. -

256 с.

14. Важнов А. И. Переходные процессы в машинах переменного тока. - JL:

Энергия, 1980 г.-256 с.

15. Вейц В. Л. Динамика машинных агрегатов. - Л. -.Машиностроение, 1969

г.-368 с.

16. Вешеневский С. Н. Характеристики двигателей в электроприводе.

М.: Энергия, 1977.-430 с.

17. Внешнее устройство аналого-цифрового преобразования для IBM PC/AT - совместимых компьютеров JIA-20USB / Руководство пользователя. -ВКФУ.411619.042РП. - М.:ЗАО «Руднев-шиляев», 2004 г. — 45 с.

18. Водовозов В. М. Теория и системы электропривода : учеб. пособие. -

СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2004 г. - 306 с.

19. Герман-Галкин С. Г. Matlab & Simulink. Проектирование мехатронных

систем на ПК. - СПб.: КОРОНА-Век, 2008 г. - 368 с.

20. Герман-Галкин С. Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем. — СПб.: «Корона Принт», 2001 г. - 320 с.

21. Гликман Б.Ф. Математические модели пневмо-гидравлических систем. -М.: Наука, 1986.-366 с.

22. Гришин А. П. Методические рекомендации по выбору оборудования для частотно-регулируемой насосной станции второго подъема с комбинированной компоновочной схемой / А. П. Гришин и др. - М.: ГНУ ВИЭСХ, 2006, - 74 с.

23. Демирчян К. С. «Теоретические основы электротехники» В 3-х. т учебник для втузов - 4-е. издание / К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровкин, В. Л. Чечурин - СПб. Питер, 2003 г. - 77 с .

24. Джонсон Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке / Н. Джонсон, Ф. Лион. - М.: «Мир», 1980. - 610 с.

25. Дудина Н. А. Классификация электротехнических комплексов как подсистем электротехнологических систем // Динамика систем, механизмов и машин: Тез. докл. - Омск, 2002. - Кн. 1. - С. 145-147.

26. Жабо В. В. Гидравлика и насосы / В. В. Жабо, В. В. Уваров. - М: Энергия, 1976 г.-280 с.

27. Завьялов В. Е. Анализ процесса моделирования переходных и установившихся режимов работы электрических машин / Мат. науч. Конф. «Молодые ученые на рубеже третьего тысячелетия», посвященной 70-летию со дня рождения академика В.А. Коптюга. Омск: Изд-во ОмГПУ, 2001. С. 13-15.

28. Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины : учебник для студ. вузов. — М.: Энергия, 1980 г. — 928 с.

29. Ильинский И. Ф. Энергосбережение в центробежных машинах средствами электропривода // Вестник МЭИ. — 1995. — № 1. — С. 53-62.

30. Ильинский Н. Ф. Электропривод: энерго- и ресурсосбережение учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Н. Ф. Ильинский, В. В. Москаленко. -М.: Изд. центр «Академия», 2008 г. - 208 с.

31. Клевцов А. В. Преобразователи частоты для электропривода переменного тока. Практическое пособие для инженеров. - Тула: Гриф и К, 2008. -224 с.

32. Ключев В. И. Теория электропривода. — М.: Энерго-атомиздат, 2001 г. -263 с.

33. Ковалёв А. Ю. Идентификация параметров схемы замещения погружных асинхронных двигателей / В. 3. Ковалев, А. Г. Щербаков, А. В. Архипов,А. Ю. Ковалёв // Промышленная энергетика. М.: НПФ «Энергопрогресс», 2012.-№ 1. С. 19-21.

34. Ковалёв А. Ю. Моделирование асинхронных электрических двигателей: препринт / А. Ю. Ковалёв, Ю. 3. Ковалёв. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. - 44 с.

35. Ковалёв А. Ю. Моделирование глубокопазных роторов энергоэффективных асинхронных двигателей / А. Ю. Ковалёв, Ю. 3. Ковалёв, Ф. П. Меланченко, Р. В. Ермак // Электроэнергетика и электротехника проблемы и перспективы: VII междунар. Научн. техн. Конф. Труды симпозиума. - Москва: 2009,-Т. 1.-С 144-148.

36. Ковалёв А. Ю. Моделирование погружных асинхронных электрических двигателей в составе установок электроцентробежных насосов : дис. ... канд. техн. наук. - Омск, 2010 г. - 175 с.

37. Ковалёв А. Ю. Построение математических моделей электротехнических комплексов и систем в системном анализе: препринт / А. Ю. Ковалёв, Ю. 3. Ковалёв, Н. А. Ковалёва, А. Г. Щербаков. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007.-44 с.

38. Ковалёв А. Ю. Построение электромеханической характеристики асинхронных двигателей / А. Ю. Ковалёв, Ю. 3. Ковалёв, А. С. Солодянкин, Е. Ю. Ряхина // Междунар. журнал прикладных и фундаментальных исследований. -Пенза: Изд-во «Академия Естествознания», 2009, - № 5 - С 10-16.

39. Ковалёв А. Ю. Электротехнические установки насосной эксплуатации скважин: Монография / А. Ю. Ковалёв, Ю. 3. Ковалёв, А. С. Солодянкин. -Нижневартовск: Изд-во НГТУ, 2010.- 105 с.

40. Ковалёв В. 3. Моделирование электротехнических комплексов и систем как совокупности взаимодействующих подсистем различной физической природы: дис. ... д-ра. техн. наук. - Омск, 2000 г. - 197 с.

41. Ковалёв В. 3. Моделирование электротехнических комплексов при глубокой взаимосвязи подсистем //Задачи динамики электромеханических систем.

- Омск: ОмГТУ, 1995 - С. 4-8.

42. Ковалёв В. 3. Энергосберегающие алгоритмы управления взаимосвязанным электроприводом центробежных турбомеханизмов: Монография / В. 3. Ковалёв, В. Ю. Мельников, Е. Г. Бородацкий. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2000.

- 190 с.

43. Ковалёв Ю. 3. Методы решения динамических задач электромеханики на ЭЦВМ: Учебное пособие. - Омск: ОмПИ, 1984 г. - 64 с.

44. Ковалёв Ю. 3. Моделирование динамических процессов в электромеханических системах с пульсирующей нагрузкой: Учебное пособие / Ю. 3. Ковалёв, Е. М. Завьялов, А. К. Бреусов. - Омск: ОмПИ, 1991 г. - 66 с.

45. Ковалёв Ю. 3. Моделирование электромеханических процессов системы: АД - ЦН / Ю. 3. Ковалёв, О. А. Лысенко // Динамика систем, механизмов и машин: Матер. VI Междунар. науч.- техн. конф. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. -С. 156-159.

46. Ковалёв Ю. 3. Моделирование электромеханической системы: центробежный насос - асинхронный двигатель / Ю. 3. Ковалёв, О. А. Лысенко // Омский научный вестник. Серия Приборы, машины и технологии. - 2008. - N 4 (73).-С. 114-116.

47. Ковалёв Ю. 3. Определение параметров динамической модели АД в неподвижной системе координат / Ю. 3. Ковалёв, О. А. Лысенко, П. В. Беляев // Свидетельство о регистрации электронного ресурса . - 2010. - № 16526 ОФЭРНиО.

- М.: ВНИТЦ №50201050300.

48. Ковалёв Ю. 3. Построение канонических методов исследования динамики электрических машин / Ю. 3. Ковалев, Г. С. Тамоян, В. А. Ощепков // Электрофизические методы и аппаратура контроля качества: Тр. МЭИ. - М., 1981 -№538.-С. 29-37.

49. Копылов И. П. Математическое моделирование электрических машин. -М, 1994.-327 с.

50. Костышин В. С. Моделирование режимов работы центробежных насосов на основе электрогидравлической аналогии: дис. ... д-ра. техн. наук. -Ивано-Франковск, 2000 г. - 115 с.

51. Кузнецов Е. М. Исследование потерь электроэнергии, вызванных наличием высших гармоник в напряжениях и токах силового канала преобразования электроэнергии установок электроцентробежных насосов / С. Г. Старостин, Е. М. Кузнецов, В. В. Аникин, А. В. Дегтярёв // Промышленная энергетика. М.: НПФ «Энергопрогресс», 2012. -№ 1. С. 15-18

52. Кузнецов Е. М. Обзор преобразователей частоты семейства Varispeed производства Yaskawa Electric Corporation / Е. M. Кузнецов, Р. А. Чертов // Задачи динамики электромеханических систем: Межвуз. темат. сб. научн. тр. / Под ред. Ю. 3. Ковалёва. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2003. - С. 70-76.

53. Кузнецов Е. М. Системное моделирование выходных фильтров гармоник в составе установок электроцентробежных насосов / Е. М. Кузнецов, А. Ю. Ковалёв, В. В. Аникин // Промышленная энергетика. М.: НПФ «Энергопрогресс», 2012. -№ 1. С. 21-23.

54. Кузнецов Е. М. Системное моделирование станции управления в составе установок электроцентробежных насосов / Е. М. Кузнецов, С. Г. Старостин, В. В. Аникин // Промышленная энергетика. М.: НПФ «Энергопрогресс», 2012. -№ 1. С. 23-25.

55. Кузнецов Е. М. Способ контроля магнитного состояния статора погружного асинхронного электродвигателя / Ю. 3. Ковалёв, В. 3. Ковалёв, А. Ю. Ковалёв, Н. А. Ковалёва, Е. М. Кузнецов - патент на изобретение RU 2 319 160 С2, опубл. 10.03.2008, бюл. №7.

56. Кузнецов Е. М. Способ определения индуктивности рассеяния фазы обмотки статора асинхронного электродвигателя и устройство для его реализации / Ю. 3. Ковалёв, А. Ю. Ковалёв, Е. М. Кузнецов - патент на изобретение RU 2 422 839 С1, опубл. 27.06.2011, бюл. №18.

57. Кузнецов Е. М. Способ определения электромагнитного момента трехфазного асинхронного двигателя / Ю. 3. Ковалёв, В. 3. Ковалёв, Е. М. Кузнецов - патент на изобретение RU 2 301 975 С2. опубл. 27.06.2007, бюл. №18.

58. Кузнецов Е. М. Установка для определения параметров схем замещения асинхронных электродвигателей / А. Ю. Ковалёв, Е. М. Кузнецов, В. В. Аникин // Приборы и техника эксперимента, - 2010. №3. С. 162.

59. Кузнецов Е. М. Электрооборудование промышленности: Полупроводниковые силовые преобразователи электроэнергии / Ю. 3. Ковалёв, Е. М. Кузнецов - учебное пособие. Гриф У МО вузов России по образованию в области энергетики и электротехники. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. - 164 с.

60. Лезнов Б. С. Экономия электроэнергии в насосных установках. — М.: Энергоатомиздат, 1991 г. — 144 с.

61. Лезнов Б. С. Энергосбережение и регулируемый привод в насосных установках. — М.: ИК «ЯГОРБА» — Биоинформсервис, 1998 г. — 180 с.

62. Летова Т. А. Экстремум функций в примерах и задачах: Учеб. пособие / Т.А. Летова, A.B. Пантелеев. - М: Изд-во МАИ, 1998. - 376 с.

63. Луговой А. В. К теории энергосбережения средствами промышленного электропривода // Электротехника. — 1999. — № 5. — С. 62—67.

64. Лысенко О. А. Бездатчиковое определение напора и расхода в системе: центробежный насос - асинхронный двигатель // Россия молодая: передовые технологии - в промышленность: матер. III Всерос. Молодежи. Науч.-техн. Конф. -Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. - Кн. 2. - С. 88-93.

65. Лысенко О. А. Динамическая модель электромеханического комплекса: центробежный насос - асинхронный двигатель / О. А. Лысенко, А. С. Солодянкин // Динамика систем, механизмов и машин: Матер. VII Междунар. науч.- техн. конф. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. - Кн. 1. - С. 195-198.

66. Лысенко О. А. Исследование динамических характеристик электромеханического комплекса: центробежный насос - асинхронный двигатель / О. А. Лысенко, А. С. Солодянкин // Омский научный вестник. - Омск, 2010. - № 2(90).-С. 148-151.

67. Лысенко О. А. Режимы энергосбережения электромеханического комплекса: центробежный насос - асинхронный двигатель / О. А. Лысенко, А. И. Мирошник // Омский научный вестник. - Омск, 2011. - № 2(98). - С. 145-148.

68. Лысенко О. А. Стенд для проверки адекватности математических моделей системы: «ПЧ-АД-ЦН» / О. А. Лысенко, А. Ю. Ковалёв // Россия молодая: передовые технологии - в промышленность: матер. IV Всерос. Молодежи. Науч.-техн. Конф. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. - Кн. 2. - С. 101-103.

69. Масандилов Л. Б. Опыт разработки и применения асинхронных электроприводов с тиристорными преобразователями напряжения / Л. Б. Масандилов, В. А. Анисимов, А. О. Горнов и др. // Электротехника. — 2000. — № 2. —С. 12—14.

70. Меньшов Б. Г. Электротехнические установки и комплексы в нефтегазовой промышленности: учеб. для вузов / Б. Г. Меньшов, М. С. Ершов, А. Д. Яризов. - М.: ОАО «Издательство «Недра», 2000 г. - 487 с.

71. Минеев А. Р. Энергосберегающая статическая и динамическая оптимизация параметров и структур компьютеризированных электроприводов (на примере электрических печей) // Электротехника. — 1998. — № 10. — С. 15-22.

72. Москаленко В. В. Электрический привод: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В. В. Москаленко. - М.: Изд. центр «Академия», 2007 г. - 368 с.

73. Мощинский Ю. А. Определение параметров схемы замещения асинхронной машины по каталожным данным/ Ю. А. Мощинский, В. Я. Беспалов, А. А. Кирякин// Электричество. - 1998. - № 4. - С. 38-42.

74. Муравлева О. О. Оценка влияния энергетических характеристик асинхронного двигателя на энергосбережение насосного агрегата / О. О. Муравлева, Е. В. Вехтер, Т. В. Жарикова //Известия Томского политехнического университета. - 2000. - №1. - С. 174-187.

75. Мустафин М. А. Энергосберегающие системы электропривода центробежных насосных агрегатов: автореф. дис. ... докт. техн. наук. - Алматы, 2007 г. - 43 с.

76. Онищенко Г. Б. Электрический привод: учебник для студ. высш. учеб. заведений. — М.: РАСХН, 2003 г. - 362 с.

77. Осипов О. И. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод : учеб. пособие. — М.: Изд-во МЭИ, 2004 г. 264 с.

78. Пантелейчук А. Цифровые сигнальные контроллеры для управления приводами // Новости электроники. - 2007. - № 4, - С. 12-14.

79. Петров Д. Регулируемый электропривод в насосных установках // Силовая электроника. - 2005. - № 4, - С. 18-22.

80. Петров Л. П. Моделирование асинхронных электроприводов с тиристорным управлением / Л. П.Петров, В. А. Ладензон, Р. Т. Подзолов, А. В.Яковлев. — М.: Энергия, 1977. — 200 с.

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

82. Попов Д. Н. Нестационарные гидромеханические процессы. - М.: Машиностроение, 1982 г. - 239 с.

83. Расходомер - счетчик жидкости ультразвуковой иБ800 / Руководство по эксплуатации. - Ш800.421364.001 РЭ. — 110 с.

84. Рудаков В. В. Асинхронные электроприводы с векторным управлением / В. В.Рудаков, И. М.Столяров, В. А. Дартау. — Л. : Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1987. — 136 с.

85. Румянцев М. Н. Высоковольтные интегральные схемы для промышленного привода // Новости электроники. - 2007. - № 7, - С. 19-22.

86. Ряхина Е. Ю. Условия физической реализуемости математических моделей асинхронных двигателей / Е. Ю. Ряхина, Ю. 3. Ковалёв, О. А. Лысенко // Промышленная энергетика. М.: НПФ «Энергопрогресс», 2012. -№ 1. С. 56-58.

87. Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учебник для студ. высш. учеб. заведений. - 2-е изд., испр. - М.: Издательский центр «Академия», 2007 г. - 272 с.

88. Сосницкий К. Е. Исследование методов интегрирования систем дифференциальных уравнений системы Maple 7.0 при решении модельных задач / К. Е. Сосницкий, Г. В. Мальгин, О. А. Лысенко // Динамика систем; механизмов и машин: Матер. V Междунар. науч.- техн. конф. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2004. -Кн. 1.-С. 214-216.

89. Сосницкий К. Е. Математическое моделирование асинхронного двигателя, работающего в составе станции перекачки жидкости / К. Е. Сосницкий, А. В. Березовский, О. А. Лысенко // XI Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии». - Томск: Изд-во Томского политехи, ун-та, 2005. - Т.1. - С. 276-277.

90. Сосницкий К. Е. Моделирование асинхронного электропривода в фазной системе координат с использованием математических пакетов Mathematica, Maple / К. Е. Сосницкий, А. В. Березовский, О. А. Лысенко // Новые информационные технологии: Тез. докл. XII междунар. студенческой школы-семинара - М.: МГИЭМ, 2004. - С. 163-164.

91. Сыромятников И. А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 240 с.

92. Терехов В. М. Системы управления электроприводов : учебник для студ. высш. учеб. заведений / В. М.Терехов, О. И. Осипов ; под ред. В. М.Терехова. — М.: Изд. центр «Академия», 2005 г. - 465 с.

93. Усольцев А. А. Векторное управление асинхронными двигателями. Учебное пособие по дисциплинам электромеханического цикла. — СПб. 2002 г. -323 с.

94. Усынин Ю. С. Системы управления электроприводов : учеб. пособие. -Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2001 г. - 322 с.

95. Флоренцев С. Н. Современное состояние и прогноз развития приборов силовой электроники // Современные технологии автоматизации. - 2004. - № 2, -С. 20-29.

96. Черкасский В. М. Насосы, вентиляторы, компрессоры : учебник. - М.: Энергоатомиздат, 1984. — 416 с.

97. Черных И. В. SIMULINK среда создания инженерных приложений. — М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2004 г. - 265 с.

98. Шерстюк А. Н. Насосы, вентиляторы, компрессоры. М.: Высшая школа, 1972.

99. Шрейнер Р. Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковым преобразователем частоты. -Екатеринбург; УРО РАН, 2000. - 654 с.

100. Abbondanti A. Method of flux control in induction motors driven by variable frequency, variable voltoge supplies. Proc. IEEE IAS. Int. Semicond. Power Conv. Conf., 1977,- 177 p.

101. Blaschke F Das Priuzip der Feldorientierung, dieGrandeage fur die TRANSVEKTOR — Regelung von Asynchronmaschienen. - Siemens — Zeitschrift, 1971,-757 p.

102. Blaschke F. The principle of field orientation as appeied to the new TRANS VECTOR closed-loop control system for rotating field machines. Siemens Rev., 1972, -217 p.

103. Buja G., Kazmierkowski M. P. Direct Torque Control of PWM Inverter-Fed AC Motors — A Survey: III Summer Seminar on Nordick Network for Multi Disciplinary Electric Drives.— 21 — 23 June 2003.— Zergrze.— Poland.— pp. 1-19.

104. Direckt Torkue Control of AC motor drives. M. Aaltontn, P. Tiitinen, J. Laku. S.Heikkilla // ABB Review - 1995. - № 3. - pp. 19 - 24.

105. Floter W., Ripperger H., Die Transvektor-Regelung fur feldorientierten Betrieb einer Asynchronmaschine // Siemens-Zeitschift. — Vol. 45 (1971). — S. 761 — 764.

106. Heumann K. Trends in semiconductor devices and impact on power electronics and electric drives //International Conference «Power electronics motion control». Conference Publication. — Vol. 2. — Warsaw, 1994. — P. 1288 — 1299.

107. Leonard W. Control of Electrical Drives. — Berlin: Springer, 1996. — S.

420.

108. Nabae A. a.o. An approach to flux control of induction motors operated with variable-frequency power supply. / A. Nobae, K. Otrzuka, H. Uchina and R. Kurosawa. -IEEE Trans. Ind. Appl. 1980. - 342 p.

109. Schroder P. Elektrische Antriebe — Regelung von Antriebssystemen, 2 Auflage. - Berlin: Springer, 2001. — S. 1172.

110. Vas P. Sensorless Vector and Direct Torque Control. — Oxford: Oxford University Press. — 199

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Оценка адекватности разработанной математической модели УЦН в динамике

Проверка адекватности математической модели УЦН в динамике эксперименту производится с помощью критерия Фишера [24]:

V2

щ <^ й (АЛ)

1 02 г 1 табл ' -1/

5 [у]

где 82ад - дисперсия адекватности, 5,2[у] - дисперсия эксперимента, Ртабл -

табличное значение критерия Фишера.

Дисперсия адекватности определяется по выражению:

N

^ - Ум1 )

Т

где у:л - экспериментальное значение функции, _уМ| - значение функции

математической модели, f - число степеней свободы дисперсии адекватности, равное числу опытов, не использованных для определения каких-либо характеристик:

/ = М-(к + \), (А.З)

где N - число опытов (измерений), к - количество переменных факторов. Среднее значение дисперсии воспроизводимости вычисляется по формуле:

---, (А.2)

N п N

-.2

IX

-= _!=!-, (А.4)

N(11-1) N

где п - число экспериментов, б"2 - дисперсия в 1-м опыте:

-, (А. 5)

(п-1) }

Проверка однородности дисперсий:

52

тах

51

* Рта6л (А.6)