автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Регулируемый электропривод сельскохозяйственных механизмов на основе вентильно-индукторных двигателей

Бакланов Дмитрий Александрович

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МЕХАНИЗМОВ НА ОСНОВЕ ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Специальность 05.20.02 — Электротехнологии и электрооборудование

в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2006

Работа выполнена в Российском государственном аграрном заочном университете (ФГОУ ВПО РГАЗУ) и филиале ГОУ ВПО МЭИ (ТУ) в г. Смоленске

Научный руководитель:

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Мамедов Фуад Алиевнч

Официальные оппоненты:

заслуженный работник Высшей школы РФ доктор технических наук, профессор Шичков Леонид Петрович;

кандидат технических наук, доцент Сафонов Александр Сергеевич

Ведущая организация:

ГНУ «Смоленский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита состоится 14 июня 2006 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.056.03 при Российском государственном аграрном заочном университете по адресу: 143900, Московская обл., г. Балашиха 8, Леоновское шоссе, д. 13.

Отзывы просим направлять по адресу: 143900, Московская обл., г. Балашиха 8, ул. Ю. Фучика, д. 1, ученый совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного аграрного заочного университета

Автореферат разослан 3 мая 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета профессор у^ А. В. Шавров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Во многих отраслях сельского хозяйства используются устройства, рабочий орган которых вращается с частотой, отличной от частоты вращения приводного электродвигателя. Преобразование частоты вращения в большинстве случаев осуществляется применением различного рода механических преобразователей (редукторов), а для облегчения пуска двигателя или предотвращения заклинивания используются различного рода муфты (фрикционные, электромагнитные и т.п.)- Масса редуктора порой составляет 80% от всей массы электропривода, габаритные размеры редуктора однозначно определяют собой размеры всего механизма. Кроме того, редуктор создает люфты, меняет упругий характер сочленений, момент инерции и другие параметры. Большая металлоемкость, потери энергии, вибрации, шум, сложность регулирования и интеграции в рабочий орган и технологический процесс заставляют искать пути получения различных частот вращения без механических преобразователей. Таким образом, перспективным направлением развития электропривода сельскохозяйственных машин и механизмов является создание его без механических передач.

Для замены широко используемого в сельском хозяйстве редукторного электропривода предлагается использовать безредукторный (прямой) управляемый вентильно-индукторный электропривод (ВИП), позволяющий создавать частоты вращения в диапазоне от единиц до сотен тысяч оборотов в минуту.

Концепция построения и основные принципы управления вентильно-индукторным двигателем (ВИД) впервые были сформулированы профессором П.Лоуренсона еще в конце 1970-х годов. Однако, технология ВИП является передовой и наиболее перспективной в области силового электропривода сельскохозяйственных механизмов и на сегодняшний день. Этому способствуют: более технологичная, простая и надежная конструкция ВИД, и, вследствие этого, более низкая его стоимость по сравнению с асинхронным двигателем; бурное развитие силовой полупроводниковой техники и микропроцессорных устройств для систем управления, их более высокая надежность и постоянно снижающая стоимость по сравнению с дорогим и менее надежным механическим преобразователем (редуктором), требующим периодического квалифицированного обслуживания. Экономия электроэнергии за счет использования регулируемого электропривода в ряде случаев может достигать 50%.

Таким образом, можно заключить, что ВИП обладает целым рядом важнейших преимуществ, что позволяет его эффективно использовать в различных отраслях сельского хозяйства.

Однако, наличие двойной зубчатости в магнитной системе вентильно-индукторного двигателя и связанных с этим нелинейностей, однополярных импульсных токов фаз, дискретного управления коммутацией фаз требуют разработки алгоритмов управления током и моментом ВИД, отличных от применяемых в традиционных электроприводах сельскохозяйственных механизмов.

Все это делает актуальным разработку и исследование вентильно-индукторного электропривода для сельскохозяйственного оборудования.

Объектами диссертационной работы являются вентильно-индукторные двигатели сельскохозяйственных электроустановок и системы управления ими.

Целью диссертационной работы является: расширение областей применения ВИЛ в сельском хозяйстве; развитие научных основ теории управления ВИЛ; разработка алгоритмов управления низкоскоростным и высокоскоростным ВИЛ сельскохозяйственного назначения с улучшенными энергетическими показателями; синтез цифровой системы управления регулируемого ВИЛ для сельскохозяйственного оборудования.

Для достижения вышеописанных целей поставлены следующие задачи работы:

определение перспективных областей применения ВИЛ в сельскохозяйственном оборудовании;

- разработка математической модели электромеханического преобразования энергии в ВИД;

- разработка принципа управления и параметров регулирования ВИЛ сельскохозяйственных механизмов;

- разработка математического описания процесса коммутации обмотки ВИД;

- исследование особенностей протекания переходных процессов и алгоритмов коммутации от скоростного режима работы ВИЛ;

- синтез контура регулирования мгновенного тока в обмотках ВИЛ;

- определение зависимости оптимальных углов коммутации обмоток ВИЛ от параметров коммутатора, частоты вращения ротора и заданного тока;

разработка математической имитационной модели ВИЛ сельскохозяйственных механизмов с цифровой системой управления для изучения свойств и особенностей работы;

- проведение экспериментальных исследований для проверки адекватности результатов теоретических заключений и имитационного моделирования.

Результаты решения этих задач дают возможность сформулировать основные положения, выносимые автором на защиту:

- обоснование преимуществ использования прямого регулируемого вентильно-индукторного электропривода над распространенным в сельском хозяйстве редукторным;

обоснование необходимости регулирования тока и углов коммутации обмотки в зависимости от скоростного режима работы ВИЛ;

- синтез контура регулирования тока, углов включения и отключения обмоток

ВИЛ;

- математическое моделирование вентильно-индукторного электропривода с цифровой системой управления;

- стенд для экспериментального исследования ВИЛ сельскохозяйственных механизмов и его системы управления.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- обоснована возможность и перспективность использования ВИЛ в сельскохозяйственном производстве;

- определены особенности протекания переходных процессов и их связь с выходными параметрами ВИЛ при различных скоростных режимах работы рабочего органа сельскохозяйственных механизмов;

- разработана специальная программа для определения параметров цифрового пропорционально-интегрального регулятора тока исходя из требований к качеству переходного процесса;

разработана модель ВИП сельскохозяйственного оборудования, учитывающая изменение сопротивления нагрузки при работе коммутатора, запаздывание и дискретность цифровой системы управления, различные способы регулирования тока и углов коммутации обмоток;

разработаны компьютерные программы, позволяющие рассчитать оптимальные углы коммутации обмоток ВИД в зависимости от параметров коммутатора, частоты вращения ротора и заданного тока;

- разработаны принципиальные схемы цифровой системы управления ВИП с использованием современной элементной базы однокристальных микроконтроллеров Р1Сгшсго, силовых ЮВТ-транзисторов и драйверов управления ими;

- разработано программное обеспечения для микроконтроллера системы управления, реализующее различные стратегии управления процессами в ВИД при различных скоростных режимах работы рабочего органа сельскохозяйственных механизмов;

- разработан и изготовлен стенд для экспериментального исследования вентильно-индукторного электропривода сельскохозяйственного назначения.

Методы исследования.

Для решения поставленных в диссертационной работе задач использовались традиционные методы интегрального и дифференциального исчислений, базовые положения теории электромеханического преобразования энергии, теории автоматического регулирования, практические аспекты промышленной электроники и микропроцессорной техники, компьютерные средства структурного имитационного моделирования электромеханических процессов. Численный анализ моделирования ряда процессов осуществлялся на компьютере с использование оригинальных программ, разработанных автором.

Практическая ценность.

Разработанные в данной работе принципиальные схемы и программное обеспечение систем управления ВИП позволяют легко адаптировать их для конкретного электропривода сельскохозяйственных механизмов и машин. Выявленные в результате исследований особенности работы ВИП позволяют создавать более мощные и сложные системы электропривода решающие поставленные задачи. Замена редукторного электропривода сельскохозяйственного оборудования вентильно-индукторным позволяет снизить стоимость установки в целом, уменьшить расходы на квалифицированное периодическое обслуживание. В условиях маломощных сельских сетей электроснабжения применение регулируемого ВИП позволяет снизить пусковые токи, увеличить КПД электропривода, сделать процесс преобразования энергии наиболее оптимальным.

Разработанное программное обеспечение для определения оптимальных углов коммутации обмоток ВИД в зависимости от частоты вращения ротора и тока в обмотках позволяет априорно определять параметры коммутации обмоток и использовать их в программе работы контроллера системы управления.

Представленные в диссертационной работе алгоритмы, программы расчета и методы математического моделирования позволяют с достаточной для практики точностью оценить эксплуатационные характеристики двигателей, значительно снизить сроки опытно-конструкторских и натурных испытаний.

Реализация результатов работы. Результаты исследовательской работы приняты к применению НП ЗАО «Валко-электроникс» при разработке цифровой системы управления вентильно-индукторным электроприводом приточно-вытяжной вентиляции; используются МУП «Горзеленхоз» при модернизации установок по измельчению веток и пней; сельскохозяйственным производственным кооперативом «Пригорское» при замене редукторных асинхронных электроприводов технологического оборудования на регулируемый ВИП; внедрены в учебный процесс студентов кафедры «Электромеханические системы» филиала ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске. Разработанный стенд для экспериментальных исследований прошел испытания на ОАО «Сафоновский электромашиностроительный завод».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научной конференции РГАЗУ (Москва, РГАЗУ, 2004 г.); Международной научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии» (Томск, ТПУ, 20-22 октября 2005 г.); 9-й, 11-й, 12-й Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, МЭИ, 2003, 2005, 2006 гг.); IV научно-практической конференции «Технологии, научно-техническое и информационное обеспечение в образовании, экономике и производстве региона» (Вязьма, филиал МГУТУ в г. Вязьме, 25 апреля 2004 г.); 2-й, 3-й межрегиональных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Информационные технологии, энергетика и экономика» (Смоленск, филиал МЭИ (ТУ) в г. Смоленске, 2005- 2006 гг.); Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Актуальные проблемы ресурсо- и энергосберегающих электротехнологий» (Екатеринбург, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 1921 апреля 2006 г.).

Публикации.

Основные положения диссертационной работы изложены в 11 научных публикациях, из них 5 публикаций в материалах конференций, имевших статус всероссийских и международных.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и девяти приложений. Работа изложена на 231 странице машинописного текста, содержит 97 иллюстраций, 8 таблиц, список литературы из 148 наименований на 11 страницах и приложения на 54 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследований, отражена научная новизна и практическая ценность результатов работы, приводятся данные о реализации и апробации полученных результатов исследований, перечислены основные положения диссертации, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ наиболее распространенных в сельском хозяйстве и промышленности перерабатывающих отраслей АПК типов электропривода, условно разделенных на низкоскоростной моментный и высокоскоростной (см. рис. 1), который показал, что большое количество сельскохозяйственных механизмов, с частотой вращения рабочего органа отличной от частоты вращения ротора приводного асинхронного двигателя, имеют в своем составе редуктор. В некоторых механизмах в качестве приводного двигателя используются коллекторные двигатели со свойственными им недостатками (необходимость периодического обслуживания двигателя (смена щеток, чистка коллектора), повышенный шум, чувствительность к перегрузкам и т.д.) или многоскоростные асинхронные двигатели. Облегчение условий пуска двигателя как в высокоскоростных механизмах (например, сепараторах, центрифугах, вентиляторах и т.п.), так и механизмах с низкоскоростным рабочим органом (например, транспортерах, мельницах, прессах и т.п.) в основном осуществляется использованием различного рода муфт (центробежных, фрикционных, электромагнитных) и многоскоростных асинхронных двигателей.

Таким образом, перспективным направление развития электропривода сельскохозяйственных машин и механизмов является создание его без механических передач. Такой электропривод может быть разработан, если использовать движущуюся часть рабочей машины как ротор электродвигателя. Тогда для регулирования частоты вращения рабочего органа машины необходимо регулировать частоту вращения ротора двигателя. В результате анализа состояния современного электропривода сельскохозяйственных механизмов и перспектив его развития установлено, что наличие управляемого электропривода в сельском хозяйстве позволяет существенно увеличить качество электропривода, например: повысить пусковой момент за счет оптимального управления двигателем, а не за счет увеличения его мощности; снизить износ механического оборудования за счет «мягкой» динамики; управлять скоростью в соответствии с технологией, что дает существенную экономию энергии и материальных ресурсов; повысить уровень защиты и диагностики электропривода и т.д.

Таким образом, устранение присущих существующим электроприводам недостатков возможно путем их замены на ВИП. В силу особенностей конструкции ВИЛ регулирование частоты вращения вала двигателя возможно без использования каких-либо дополнительных преобразовательных устройств.

Положительные качества вентильно-индукторного электропривода, такие как: простая и надежная конструкция, высокая ремонтопригодность, малое количество меди для изготовления, высокие массогабаритные характеристики, низкая трудоемкость изготовления, широкий диапазон частот вращения, высокий КПД и низкая стоимость, позволяют ему уверенно конкурировать с широко распространенным в сельском хозяйстве редукторным электроприводом. Однако, для построения ВИП с высокими потребительскими свойствами необходимо достаточно «тонкое» управление двигателем.

Электрифицированные механизмы для сельского хозяйства и промышленности, перерабатывающей ее продукты

с ниэкои частотой вращения выходного вала электропривода

| Транспортные средства

Средства малой механизации

Водоснабжение и орошение

центробежные еихревые -I

с высокой частотой вращения выходного вала электропривода

Вентиляционное оборудование

Средства малой

Механизмы приготовления и раздачи кормов

т

18

Перерабатывающая проомышленность

I

XI

I

5 Ь

механизации

\

О

к * Я ? 5

Г © II I» 1 и

—

а ©

Получение и обработка молока

Г

т

Механизмы приготовления кормов

т

■* (О

з ° ¡1

Рис.1 Перспективные области применения вентильно-индукторного электропривода в сельскохозяйственном производстве

Во второй главе рассматривается математическая модель ВИП.

Кратко рассмотрены принцип действия и структура ВИП. Сформулированы принятые допущения.

ВИД, в отличие от традиционных двигателей переменного тока, которые питаются от источника синусоидального тока и напряжения, питаются от полупроводникового преобразователя с выходным пульсирующим (т.е. резко несинусоидальным) напряжением. Частота, фаза и ширина импульсов напряжения определяются частотой вращения ротора, положением ротора относительно статора и алгоритмом управления. Кроме того, из-за явнополюсной структуры магнитных сердечников статора и ротора индуктивность обмоток ВИД при работе не является постоянной и ее трудно выразить в простой аналитической форме. Управление ВИД осуществляется по двум каналам: напряжением питания и углами коммутации обмоток. Все это делает крайне неудобным применение традиционных методик анализа и синтеза электроприводов.

Поэтому анализ процессов в ВИП и синтез системы управления производиться не в едином математическом описании, а по участкам, соединенным условиями.

При линейной ненасыщенной магнитной системе, момент создаваемый фазой ВИП определяется по формуле

,, /2 аь

м=------т

В общем случае зависимость индуктивности фазы от угла поворота ротора £(0) можно представить в виде кусочно-линейной аппроксимации (см. рис. 2).

Из (1) следует, что фаза, при протекании тока по обмотке, будет создавать положительный (двигательный) момент на участке увеличения индуктивности

обмотки (т.е. —— > 0), отрицательный

Рис. 2. Зависимость индуктивности (тормозной) момент - на участке

обмотки от угла поворота ротора ¡Ц, .

уменьшения индуктивности (т.е. —<0),

</0

и на участке постоянства индуктивности (т.е. ^^ = 0) фаза не создает

электромагнитного момента.

В результате анализа процессов, протекающих при коммутации обмотки фазы двигателя, работающего в установившемся режиме, получено математическое описание поведения тока в обмотках ВИД на различных участках изменения индуктивности. За начало отсчета угла 0 принято начало каждого участка, а тока I — начальное значение 1(0).

Закон изменения тока в обмотке двигателя при подключении ее к источнику напряжения на участке постоянной индуктивности имеет вид:

/(©) =—+(/(0)-—)-е"^, (2)

г г

а на участках возрастания и убывания индуктивности:

_и

г+ ~ —со

¿(0)-

_и_

I -£„

ш гтип м тах 4 ^ ®1тга — ^¿пих )

4™. А™ е+1) "

й -в

¿1ШП ¿гшх

Совокупность уравнений (1)-(4) с соблюдением начальных условий и систем отсчета определяют процессы в ВИД при коммутации обмоток.

На основании этого, на рис. 3. представлен общий вид такта коммутации обмотки и изменение параметров ВИЛ.

Так как рабочие характеристики ВИД зависят от углов включения и отключения обмотки, то определение углов коммутации связано с поставленной целевой функцией управления: получение максимального среднего за цикл коммутации вращающего момента. Для качественного управления ВИЛ требуется

обеспечение формы тока во всем диапазоне рабочих скоростей и моментов близкой к трапецеидальной, поскольку она обеспечивает максимальный момент и минимальные потери при прочих условиях.

Таким образом, задачу управления ВИД можно разделить на две:

1) формирование переходных процессов тока на участках коммутации обмотки;

2) регулирование тока на рабочем участке такта коммутации.

Выделено два режима работы ВИЛ -низкоскоростной и высокоскоростной.

При низкоскоростном режиме работы ВИЛ (например, ВИП транспортера или медогонки) переходные процессы при коммутации обмотки либо не учитываются, либо угол опережения максимальной частоты вращения и остается работы привода, т.е. регулирование частоты изменением тока на рабочем участке такта

Рис. 3. Общий вид такта коммутации обмотки ВИД

коммутации устанавливается для постоянным во всем диапазоне вращения ротора осуществляется коммутации.

Высокоскоростной режим работы электропривода характерен тем, что при отключении ток не успевает снизиться до нуля на участке максимальной индуктивности. Поэтому для обеспечения максимального среднего момента необходимо процессы коммутации начинать с упреждением. Таким образом, при высокоскоростном режиме работы ВИП сельскохозяйственных механизмов (например, ВИП сепаратора или вентилятора) управление осуществляется как за счет регулирования тока на рабочем участке, так и за счет изменения углов коммутации.

Разработан критерий априорной оценки граничной частоты вращения ВИД между низкоскоростным и высокоскоростным режимами работы:

-' Д(Эл'°'г-(5)

А™ '1п

Т _^откп

раб

где: А<Эмак - угловая ширина участка максимальной индуктивности;

откл

иоты - напряжение расфорсировки.

Представлены зависимости изменения граничной частоты вращения ротора ВИД от параметров двигателя и типа коммутатора.

Третья глава посвящена вопросам синтеза параметров регуляторов тока, углов коммутации ВИП, системы управления и коммутатора. Для стабилизации тока на рабочем участке такта коммутации рассматривается синтез трех цифровых регуляторов тока: пропорционального (П), пропорционально-интегрального (ПИ) и релейного. Представлены методы определения оптимальных углов коммутации в зависимости от режима работы двигателя.

Как показал проведенный автором анализ, для питания ВИД однополярным импульсным напряжением целесообразно использовать нереверсивные вентильные коммутаторы, выполненные по нулевой схеме или по схеме асимметричного моста. Нулевая схема применяется в низкоскоростных маломощных ВИП, где существенное упрощение коммутатора значительно уменьшает стоимость привода несмотря на ухудшение КПД. Схема ассиметричного моста обеспечивает лучший КПД электропривода, позволяет значительно снизить время уменьшения тока при отключении за счет расфорсировки, и, следовательно, увеличить частоту вращения ВИД.

Так как система управления ВИД строится на базе цифровых вычислительных устройств (например, микроконтроллеров), то главной ее особенностью является дискретный характер сигналов, с которыми она работает. На основании принятых допущений, рассматриваются не цифровые, а дискретные сигналы (иногда такие сигналы называют импульсными), т.е. сигналы дискретные по времени, но не квантованные по уровню.

Математическая модель (см. рис. 4), состоящая из последовательно включенных квантователя и экстраполятора, отражает связь между входом (аналого-цифровым преобразователем (АЦП)) и выходом (цифро-аналоговым

преобразователем) реального устройства выборки/хранения (микроконтроллера, процессора и т.п.).

Экстраполятор ШИМ Обмотка ВИД

Квантователь

3.

КЙ

Wpx(z)

1-е

1 Кп

N

и Я*

Квантователь

м Von - К0Х

Рис. 4. Структурная схема контура регулирования тока ВИД с цифровым регулятором

Так как, практически весь переходный процесс включения фазы протекает на участке минимальной индуктивности обмотки, то при синтезе регуляторов тока можно положить L = Z.mm = const.

Для синтеза цифровых регуляторов использовался аппарат дискретного преобразования Лапласа и z-преобразования.

Так как в высокоскоростном режиме работы ВИП приоритетным является регулирование углов коммутации, то для стабилизации тока на рабочем участке такта коммутации достаточно использовать П-регулятор, в результате синтеза которого установлено, что получение приемлемого переходного процесса тока возможно при коэффициенте усиления прямого тракта системы (см. рис.5):

К = (0,5...0,55) ■ К^, (6)

-JL

1+е

где = —гж" - предельный общий коэффициент усиления прямого тракта.

1-е

В этом случае переходный процесс будет иметь вид представленный на рис. 5.6.

1зад -■

а) К < 0,5^ б) К * 0,5Кпред в) К > 0,5^й

Рис. 5 Экспериментальные осциллограммы переходного процесса ¡(1) при различных соотношениях К / Кпред и цифровым П-регулятором тока

В низкоскоростных сельскохозяйственных механизмах при высоких требования к поддержанию и пульсациям момента для стабилизации тока в обмотках ВИД на заданном уровне использование П-регулятора может оказаться недостаточным, тогда вводится интегральные регулятор. При численном интегрировании по алгоритму Эйлера передаточная функция замкнутой системы относительно ошибки с ПИ-регулятором в г-форме имеет вид:

1

1 +

' Ти*

(7)

где Ку* = Ку-К- преобразованный коэффициент усиления регулятора;

Ти* = — - преобразованная постоянная времени интегрирования регулятора;

К

К - коэффициент усиления системы до введения регулятора. Из (7) видно, что вид передаточной функции определен тремя параметрами к = Ку*,

Ти * , Г. _ , а Ти

а - -, Ъ = -35-. Однако вместо а удобнее использовать с = — — —.

Т0 Т0 Ъ Ты

Для анализа качества переходного процесса и синтеза параметров ПИ-регулятора была составлена программа. Качество переходного процесса оценивается перерегулированием и нормированным электромагнитной постоянной времени двигателя временем входа в трубку заданной погрешности е . По построенным номограмма (см. рис. 6) легко определить параметры ПИ-регулятора.

В результате расчетов установлено, что дискретный регулятор позволяет в ряде случаев получить переходные процессы с меньшей длительностью, чем непрерывный регулятор.

а) 6)

Рис. 6 Зависимость перерегулирования (а) и длительности нормированного

Т Т

переходного процесса (б) от Ку и с = —!!- = 0,05;0,1;0,2...3,0 для Ъ = — = 5» е = 5%

Т* То

При реализации управления на базе цифровых систем можно отказать от использования классических регуляторов и синтезировать нелинейный регулятор (алгоритм управления).

Так для выполнения задачи обеспечения максимального темпа нарастания тока в обмотках ВИД при форсировке, и поддержания его заданной величины с

Ьтах

определенной точностью удобно использовать метод релейного регулирования тока с зоной нечувствительности (см. рис. 7). Данный способ обеспечивает максимальное быстродействие и вследствие этого слабую

чувствительность к изменению параметров регулирования.

Разработана методика определения величины «токового коридора» (ширины гистерезиса) исходя из ограничений, накладываемых параметрами ключей коммутатора и системы управления / , и

7! Тз 7У ТУ

Рис.7. Релейное регулирование тока

А7 = 1 -I

шах *пг

частотными

требованиями технологии к минимальной частоте пульсаций тока fll

1

1п

А/ ' 2 "

Чх Д,

А1_ 2

Чх Л

-1п

3 2 ^ и,

А/ 2

-</су'

(8)

«2

1п

Д7 2

, А/

Л

- + 1п

А/ 2

—-1

V

д/ ' 2 '

Я,

(9)

где

с/2,д2

у

общее

сопротивление цепи при

общее сопротивление цепи при

- прикладываемое напряжение и включении обмотки; - прикладываемое напряжение и отключении обмотки. В ходе исследования была получена зависимость угла опережения включения от заданного рабочего тока двигателя и частоты вращения ротора:

= (Ю)

Для исследования зависимости среднего момента от угла отключения обмотки Мер = Мср(вком) (см. рис.8) и поиска оптимального его значения была разработана программа. Программа формирует табличную функцию зависимости угла отключения от частоты вращения ротора и тока для микроконтроллера системы управления (см.рис.9).

Таким образом, управление углами коммутации производится микроконтроллером системы управления в высокоскоростном режиме работы ВИП на основании априорно полученной таблицы оптимальных углов включения — по выражению (10), отключения - по результатам расчетов разработанной программы.

Рис.9. Изменение оптимального значения угла вком * от тока 1зад и частоты вращения а> для коммутатора, выполненного по нулевой схеме (слева) и схеме асимметричного моста (справа)

В четвертой главе разработана математическая имитационная модель ВИЛ сельскохозяйственного назначения с цифровой системой управления (см. рис.10), позволяющая исследовать работу ВИП при различных схемах вентильного коммутатора, параметрах системы управления и алгоритмах регулирования.

Модель составлена на основании математического описания электромагнитных и электромеханических процессов в ВИД, описанных алгоритмах коммутации с учетом свойственных цифровой системе управления погрешностями дискретизации и временного запаздывания. Регулирование тока в обмотках осуществляется ШИМ напряжения питания. Учтено временное запаздывание блока ШИМ, относительно периода опроса аналого-цифрового преобразователя контроллера.

Возможно моделирование двух вариантов спада реактивного тока в обмотках при отключении питания: на активное сопротивление и рекуперация в источник питания.

Моделирование процессов возможно в двух режимах управления частотой вращения ротора: при замкнутой внутренней связи по частоте вращения (например, моделирование пуска и торможения двигателя), и при фиксированной частоте вращения ротора.

Рис. 10. Структура модели ВИП сельскохозяйственного назначения

Физически режим фиксированной частоты вращения ротора соответствует ситуации, когда бесконечно мощный внешний двигатель вращает ротор ВИД с постоянной скоростью. Этот режим позволяет исследовать процессы в ВИП в установившемся режиме.

При замкнутой внутренней связи по частоте вращения угол поворота и частота вращения ротора рассчитываются по выражениям

11© <1а> 1 . ... ,,

— = со, — = -(М-Му), (И)

Ш Ш и

где J— суммарный момент инерции на валу привода;

М— развиваемый двигателем момент;

Му - момент нагрузки.

СО-

№

о-

flL/dQ

Math к Funr.linn ™

т

\ЕИ

■*GD

Constant Product

d

Рис.11. Модель фазы ВИД

В блоках задания режимов работы можно включить/отключить обратную связь по току, регулирование углов коммутации, выбрать П-, ПИ- или релейный регулятор тока в цифровой системе управления (см. рис.12).

На рис.13 изображен прямой (без регулирования тока) пуск ВИП. Отсюда видно, что в силу слабой обратной связи по току для работы ВИП необходимо реализовывать внешний контур регулирования тока (см. рис.13 справа). Разработанная модель адекватно отражает реальные процессы в ВИП с цифровой системой управления, что доказано экспериментально (см. рис.14, 15).

-н

ш

т-

щ-1

э—1

т

Рис.12. Модель цифровой системы управления

■Щ

0.00 0.01 0.02 0.03 0.0« 0.0$ 0,0в 007 0.08 I

0,10 0.11 0.12 0.11 014 0.16

Рис.13. Моделирование прямого пуска опытного ВИП (слева) и пуска с П-рсгу лятором тока (справа)

Рис. 14. Осциллограмма и моделирование Рис. 15. Осциллограмма и моделирование

тока в обмотках опытного ВИД тока в обмотках опытного ВИД с

(ш=280 об/мин, U=29 В, ШИМ=50%, цифровым П-регулятором тока

Ry™-»=1.9 Ом> Гю=333 об/мин. U=29 В. R__=1.9 Ом.

Пятая глава посвящена разработке стенда для экспериментального исследования ВИЛ. Были изготовлены оригинальные, выполненные на элементной базе ведущих европейских производителей, силовые схемы, схема управления, программатор, датчик положения ротора и индикатор частоты вращения. Разработано программное обеспечение PIC микроконтроллеров.

В качестве опытно образца ВИД использовался шестифазный двигатель, разработанный и предоставленный для исследований ОАО «Сафоновский электромашиностроительный завод». Для определения положения ротора двигателя изготовлен оптический трехразрядный датчик (см. рис. 18 справа вверху) с разрешающей способностью 12°.

Вентильный коммутатор выполнен по нулевой схеме. В качестве силовых элементов, используются современные IGBT-транзисторы IRG4BC15UD. Согласование двухполярного сигнала управления транзистором и микроконтроллера осуществляет специально разработанный драйвер (см. рис. 16).

Основой системы управления (см. рис. 17) является однокристальный 8-разрядный FLASH CMOS микроконтроллер PIC16F873A, в периферийные модули которого входят: 22 мультиплицированных независимых порта ввода/вывода, три таймер/счетчика, два модуля сравнения/захвата/ШИМ и восьмиканальное 10-разрядное АЦП.

В качестве нагрузочной машины ВИП используется двигатель постоянного тока в режиме противовключения.

*В1

Рис. 17. Схема управления ВИП

Для возможности визуального определения частоты вращения ротора ВИД разработан цифровой индикатор частоты вращения, который является отдельным устройством, подключаемым к плате системы управления. Его микроконтроллер Р1С16Р628 вычисляет частоту вращения ротора ВИД по сигналам «Оборот» контроллера управления ВИП и выводит ее значение в «об/мин» на семисегментный индикатор. Диапазон измерения составляет от 14 до 20000 об/мин.

Стенд оборудован персональным компьютером и программатором РТСгшсго.

Рис. 18. Стенд для экспериментальных исследований ВИП

В приложениях представлен пример расчета экономической эффективности замены редукторного асинхронного электропривода сепаратора-молокоочистителя А1-ОЦМ-5 на регулируемый прямой вентильно-индукторный электропривод, листинги разработанных программ, характеристики микроконтроллера управления ВИП и фотоальбом разработки стенда для экспериментальных исследований.

В качестве основы определения эффективности инвестиций использовался чистый дисконтированный доход (ЧДЦ) и показатель потока реальных денег Cash Flow. Для приведения разновременных затрат использовалась норма дисконта Е. Результаты расчета показывают, что экономия средств на приобретение сепаратора-молокоочистителя А1-ОЦМ-5 с ВИП составляет 6628 руб., что эквивалентно снижению стоимости сепаратора на 3,8%. Общий экономический эффект за два года эксплуатации составит от 14771 до 16732 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Обоснована возможность использования ВИП в сельскохозяйственном производстве, показаны перспективные области его применения, приведены положительные качества ВИП, позволяющие ему уверенно конкурировать с широко распространенным в сельском хозяйстве редукторным электроприводом.

2. Целесообразность применения ВИП обусловлена: меньшим количеством меди в конструкции ВИП (в среднем в 2-3 раза меньше, чем для коллекторного двигателя такой же мощности, ив 1,3 раза меньше, чем для асинхронного); низкой трудоемкостью изготовления (примерно на 70% меньше трудоемкости изготовления коллекторного и на 40% - асинхронного двигателя); высокой надежностью и ремонтопригодностью; высоким КПД (КПД ВИП мощностью 1,1 кВт достигает 90%, для более мощных - 95. ..98%).

3. В результате исследований влияния скоростных показателей ВИП сельскохозяйственных механизмов на формирование процессов коммутации разработан критерий априорной оценки граничной частоты вращения, характеризующей переход ВИП из одного скоростного режима работы в другой.

4. На основании разработанного математического описания процесса коммутации обмотки ВИП и представленного общего вида такта коммутации установлено, что задача управления ВИП состоит из формирования переходных процессов тока на участках коммутации и регулирования тока на рабочем участке такта коммутации.

5. Разработана специальная программа для определения параметров цифрового пропорционально-интегрального регулятора тока исходя из требований к качеству переходного процесса.

6. Предложен способ определения ширины гистерезиса релейного регулятора исходя из ограничений, накладываемых с одной стороны, частотными свойствами коммутатора и системы управления, с другой — требованиями технологии к пульсациям тока и момента.

7. Решена задача получения максимального среднего момента ВИП при оптимальной (трапецеидальной) форме тока. В результате получено аналитическое выражение для определения оптимального угла включения обмотки, разработана программа численного поиска и формирования табличного массива зависимости оптимального угла отключения обмотки от частоты вращения ротора и заданного тока.

8. Разработана математическая имитационная модель ВИП сельскохозяйственного назначения с цифровой системой управления, позволяющая исследовать работу ВИП при различных схемах вентильного коммутатора, параметрах системы управления и алгоритмах регулирования, и учитывающая основные его особенности (изменение индуктивности двигателя, активного сопротивления нагрузки коммутатора, дискретности системы управления и т.п.).

9. Разработан и изготовлен опытный образец ВИП на базе однокристального микроконтроллера PIC16F873A фирмы Microchip. Изготовлен стенд для экспериментальных исследований, содержащий ВИП с нагрузочной машиной, персональный компьютер с программатором, аппаратуру мониторинга и управления.

10. Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие адекватность модели, достоверность и обоснованность полученных выводов.

11. Разработанные в диссертации научные положения и технические решения направлены на снижение материалоемкости и стоимости сельскохозяйственных установок, разработку и внедрение надежного регулируемого вентильно-индукторного электропривода с микропроцессорным управлением.

12. Доход от экономии средств за счет замены редукторного асинхронного электропривода сепаратора-молокоочистителя на ВИП составляет 6628 руб. Общий экономический эффект за два года эксплуатации составляет от 14771 до 16732 руб.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Бакланов Д.А., Малиновский А.Е. Индукторный электропривод высокоскоростного шпинделя сверлильного станка И 9-я Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика", 4-5 марта 2003 г.: Тез. докл., т.2. - М.: МЭИ, 2003. - С. 60.

2. Бакланов Д.А., Малиновский А.Е. Высокоскоростной индукторный электропривод // IV науч.-практич. конф. «Технологии, научно-техническое и информационное обеспечение в образовании, экономике и производстве региона», МГУТУ в г. Вязьме, 25 апреля 2004 г.: Тез. докл. - М.: ООО «Полиграфсервис», 2004. - С. 190-193.

3. Бакланов Д.А., Малиновский А.Е. Низкоскоростной вентильно-индукторный электропривод // 11-я Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика", 1-2 марта 2005 г.: Тез. докл., т.2.-М.: МЭИ, 2005. -С. 117-118.

4. Малиновский А.Е, Мамедов Ф.А, Бакланов Д.А. Высокоскоростной вентильно-индукторный электропривод для сельскохозяйственного оборудования И Вестник РГАЗУ. Агроинженерия. - М.: РГАЗУ, 2004. - С.40-42.

5. Бакланов Д.А., Малиновский А.Е. Преимущества и перспективы применения регулируемого вентильно-индукторного электропривода // Вторая межрегиональная науч.-техн. конф. студентов и аспирантов «Информационные технологии, энергетика и экономика», 13-14 апреля 2005 г.: Мат. докл., т.З.— Смоленск.: филиал ГОУВПО «МЭИ(ТУ)» в г. Смоленске, 2005. - С. 16-18.

6. Бакланов Д.А., Малиновский А.Е. Контроллер управления вентильно-индукторным двигателем // Вторая региональная науч.-техн. конф. студентов и аспирантов «Информационные технологии, энергетика и экономика», 13-14 апреля 2005 г.: Мат. докл., т.З.— Смоленск.: филиал ГОУВПО «МЭЩТУ)» в г. Смоленске, 2005.-С.19-23.

7. Малиновский А. Е., Бакланов Д. А., Степанов С. В. Универсальная система управления вентильно-индукторным двигателем на базе однокристального микроконтроллера // Электротехнические преобразователи энергии: материалы междунар. науч.-техн. конф., 20-22 октября 2005г. - Томск: ТПУ, 2005, С.173-175.

8. Мамедов Ф.А., Бакланов Д. А., Степанов С. В., Малиновский А. Е. Синтез контура регулирования углов включения и отключения обмоток вентильно-индукторного электропривода сельскохозяйственного оборудования //

Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий: Труды Всерос. науч.-техн. конф. с международным участием. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006, С. 234-238.

9. Бакланов Д. А., Степанов С. В., Малиновский А. Е. Имитационное моделирование вентильно-индукторного электропривода сельскохозяйственного назначения // Третья межрегиональная науч.-техн. конф. студентов и аспирантов «Информационные технологии, энергетика и экономика», 19-20 апреля 2006 г.: Мат. докл., т.1.- Смоленск.: филиал ГОУВПО «МЭИ(ТУ)» в г. Смоленске, 2006. -С. 39-45.

Ю.Степанов С. В., Бакланов Д. А., Малиновский А. Е. Лабораторный стенд «Вентильно-индукторный электропривод» // Третья межрегиональная науч.-техн. конф. студентов и аспирантов «Информационные технологии, энергетика и экономика», 19-20 апреля 2006 г.: Мат. докл., т.1.— Смоленск.: филиал ГОУВПО «МЭИ(ТУ)» в г. Смоленске, 2006. - С. 3-8.

П.Степанов С. В., Бакланов Д. А., Малиновский А. Е. Микропроцессорный вентильно-индукторный электропривод с импульсным управлением // 12-я Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика", 2-3 марта 2006 г.:Тез.докл.,т.2,- М.: МЭИ, 2006,-С. 145-147.

С чувством глубокого уважения и признательности автор выражает благодарность за научные консультации д.т.н., профессору Малиновскому Александру Евгеньевичу

Оригинал-макет подписан к печати 03.05.2006 г. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Объем 1,0 п.л. Заказ К-485 Тираж 100 экз.

Издательство РГАЗУ 143900, Балашиха 8 Московской области

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Перспективы развития современного электропривода сельскохозяйственных механизмов.

1.2 Актуальность исследования и разработки индукторных электроприводов для сельскохозяйственных механизмов.

1.3 Определение областей применения вентильно-индукторного электропривода в сельскохозяйственном оборудовании.

1.3.1 Сельскохозяйственные механизмы с низкой частотой вращения выходного вала электропривода.

1.3.2 Сельскохозяйственные механизмы с высокой частотой вращения выходного вала электропривода.

1.4 Цели и задачи исследования.

1.5 Выводы.

2.МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МЕХАНИЗМОВ.

2.1 Особенности вентильно-индукторного двигателя и методов его исследования. Принятые допущения.

2.2 Функциональная схема и принцип действия вентильно-индукторного электропривода.

2.3 Уравнения электромеханического преобразования энергии.

2.4 Условия формирования момента двигателя.

2.5 Математическое описание процесса коммутации обмотки вентильно-индукторного двигателя.

2.5.1 Переходный процесс тока на участке постоянной индуктивности обмотки.

2.5.2 Переходный процесс тока на участке линейного изменения индуктивности обмотки.

2.6 Общее описание такта коммутации фазы вентильно-индукторного двигателя.

2.6.1. Включение фазы и формирование переднего фронта тока.

2.6.2 Рабочий этап цикла коммутации.

2.6.3 Этап отключения фазы.

2.7 Влияние скоростных показателей вентильно-индукторного электропривода сельскохозяйственных механизмов на формирование процессов коммутации.

2.7.1. Режимы работы вентильно-индукторного двигателя. Зависимость управляющих воздействий от режима работы.

2.7.2 Способы увеличения темпа изменения тока в обмотках.

2.7.3 Критерий перехода вентильно-индукторного двигателя из одного скоростного режима работы в другой.

2.8 Выводы.

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

3.1 Коммутаторы. Влияние коммутации на характер протекания электромагнитных процессов.

3.1.1 Вентильный коммутатор, выполненный по нулевой схеме.

3.1.2 Вентильный коммутатор, выполненный по схеме асимметричного моста

3.2 Синтез контура регулирования тока.

3.2.1 Постановка задачи.

3.2.2 Синтез контура регулирования тока с последовательной коррекцией .91 3.2.2.1 Обоснование необходимости реализации регулятора при широтноимпульсной модуляции 1-го рода.

3.2.2.2 Допущения при синтезе цифрового регулятора последовательной коррекции тока вентильно-индукторного двигателя. Структурная схема контура регулирования.

3.2.2.3 Синтез контура тока для высокоскоростных сельскохозяйственных механизмов.

3.2.2.4 Особенности регулирования тока вентильно-индукторных электроприводов сельскохозяйственных механизмов, работающих в низкоскоростном режиме.

3.2.2.5 Синтез контура тока для низкоскоростных сельскохозяйственных механизмов.

3.2.3 Релейное регулирование тока с зоной нечувствительности.

3.3 Синтез контура регулирования углов включения и отключения обмотки

3.3.1 Определение зависимости индуктивности обмоток опытного вентильно-индукторного двигателя от углового положения ротора.

3.3.2 Определение оптимального угла включения.

3.3.3 Определение оптимального угла отключения.

3.3.3.1 Постановка задачи определения оптимального угла отключения

3.3.3.2 Поиск оптимального угла отключения.

3.4 Выводы.

4 ИМИТАЦИОННОЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МЕХАНИЗМОВ.

4.1 Общий вид модели вентильно-индукторного электропривода сельскохозяйственных механизмов.

4.2 Модель вентильно-индукторного двигателя.

4.3 Модель коммутатора.

4.4 Модель микропроцессорной системы управления.

4.5 Результаты моделирования режимов работы вентильно-индукторного электропривода.

4.6 Выводы.

5 РАЗРАБОТКА СТЕНДА ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1 Постановка задачи.

5.2 Вентильно-индукторный двигатель.

5.3 Датчик положения ротора.

5.4 Вентильный коммутатор.

5.5 Микропроцессорная система управления.

5.6 Программатор для микроконтроллеров PICmicro.

5.7 Индикатор частоты вращения ротора.

5.8 Программное обеспечение контроллера управления вентильно-индукторным электроприводом.

5.9 Выводы.

Актуальность темы. Во многих отраслях сельского хозяйства используются устройства, рабочий орган которых вращается с частотой, отличной от частоты вращения приводного электродвигателя. Преобразование частоты вращения в большинстве случаев осуществляется применением различного рода механических преобразователей (редукторов), а для облегчения пуска двигателя или предотвращения заклинивания используются различного рода муфты (фрикционные, электромагнитные и т.п.). Масса редуктора порой составляет 80% от всей массы электропривода [109], габаритные размеры редуктора однозначно определяют собой размеры всего механизма. Кроме того, редуктор создает люфты, меняет упругий характер сочлинений, момент инерции и другие параметры. Большая металлоемкость, потери энергии, вибрации, шум, сложность регулирования и интеграции в рабочий орган и технологический процесс заставляют искать пути получения различных частот вращения без механических преобразователей. Таким образом, перспективным направлением развития электропривода сельскохозяйственных машин и механизмов является создание его без механических передач.

Для замены широко используемого в сельском хозяйстве редукторного электропривода предлагается использовать безредукторный (прямой) управляемый вентильно-индукторный электропривод (ВИП), позволяющий создавать частоты вращения в диапазоне от единиц до сотен тысяч оборотов в минуту.

Концепция построения и основные принципы управления вентильно-индукторным двигателем (ВИД) впервые были сформулированы профессором П. Лоуренсона еще в конце 1970-х годов [45]. Однако, технология ВИП является передовой и наиболее перспективной в области силового электропривода сельскохозяйственных механизмов и на сегодняшний день. Этому способствуют: более технологичная, простая и надежная конструкция ВИД, и, вследствие этого, более низкая его стоимость по сравнению с асинхронным двигателем; бурное развитие силовой полупроводниковой техники и микропроцессорных устройств для систем управления, их более высокая надежность и постоянно снижающая стоимость по сравнению с дорогим и менее надежным механическим преобразователем (редуктором), требующим периодического квалифицированного обслуживания. Экономия электроэнергии за счет использования регулируемого электропривода в ряде случаев может достигать 50% [108].

Таким образом, можно заключить, что ВИП обладает целым рядом важнейших преимуществ, что позволяет его эффективно использовать в различных отраслях сельского хозяйства.

Однако, наличие двойной зубчатости в магнитной системе вентильно-индукторного двигателя и связанных с этим нелинейностей, однополярных импульсных токов фаз, дискретного управления коммутацией фаз требуют разработки алгоритмов управления током и моментом ВИД, отличных от применяемых в традиционных электроприводах сельскохозяйственных механизмов.

Все это делает актуальным разработку и исследование вентильно-индукторного электропривода для сельскохозяйственного оборудования.

Объектами диссертационной работы являются вентильно-индукторные двигатели сельскохозяйственных электроустановок и системы управления ими.

Целью диссертационной работы является: расширение областей применения ВИП в сельском хозяйстве; развитие научных основ теории управления ВИП; разработка алгоритмов управления низкоскоростным и высокоскоростным ВИП сельскохозяйственного назначения с улучшенными энергетическими показателями; синтез цифровой системы управления регулируемого ВИП для сельскохозяйственного оборудования.

Для достижения вышеописанных целей поставлены следующие задачи работы:

- определение перспективных областей применения ВИП в сельскохозяйственном оборудовании;

- разработка математической модели электромеханического преобразования энергии в ВИД;

- разработка принципа управления и параметров регулирования ВИП сельскохозяйственных механизмов;

- разработка математического описания процесса коммутации обмотки

ВИД;

- исследование особенностей протекания переходных процессов и алгоритмов коммутации от скоростного режима работы ВИП;

- синтез контура регулирования мгновенного тока в обмотках ВИП;

- определение зависимости оптимальных углов коммутации обмоток ВИП от параметров коммутатора, частоты вращения ротора и заданного тока;

- разработка математической имитационной модели ВИП сельскохозяйственных механизмов с цифровой системой управления для изучения свойств и особенностей работы;

- проведение экспериментальных исследований для проверки адекватности результатов теоретических заключений и имитационного моделирования.

Результаты решения этих задач дают возможность сформулировать основные положения, выносимые автором на защиту:

- обоснование преимуществ использования прямого регулируемого вентильно-индукторного электропривода над распространенным в сельском хозяйстве редукторным;

- обоснование необходимости регулирования тока и углов коммутации обмотки в зависимости от скоростного режима работы ВИП;

- синтез контура регулирования тока, углов включения и отключения обмоток ВИП;

- математическое моделирование вентильно-индукторного электропривода с цифровой системой управления;

- стенд для экспериментального исследования ВИП сельскохозяйственных механизмов и его системы управления.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- обоснована возможность и перспективность использования ВИП в сельскохозяйственном производстве;

- определены особенности протекания переходных процессов и их связь с выходными параметрами ВИП при различных скоростных режимах работы рабочего органа сельскохозяйственных механизмов;

- разработана специальная программа для определения параметров цифрового пропорционально-интегрального регулятора тока исходя из требований к качеству переходного процесса;

- разработана модель ВИП сельскохозяйственного оборудования, учитывающая изменение сопротивления нагрузки при работе коммутатора, запаздывание и дискретность цифровой системы управления, различные способы регулирования тока и углов коммутации обмоток;

- разработаны компьютерные программы, позволяющие рассчитать оптимальные углы коммутации обмоток ВИД в зависимости от параметров коммутатора, частоты вращения ротора и заданного тока;

- разработаны принципиальные схемы цифровой системы управления ВИП с использованием современной элементной базы однокристальных микроконтроллеров PICmicro, силовых IGBT-транзисторов и драйверов управления ими;

- разработано программное обеспечения для микроконтроллера системы управления, реализующее различные стратегии управления процессами в ВИД при различных скоростных режимах работы рабочего органа сельскохозяйственных механизмов;

- разработан и изготовлен стенд для экспериментального исследования вентильно-индукторного электропривода сельскохозяйственного назначения.

Методы исследования.

Для решения поставленных в диссертационной работе задач использовались традиционные методы интегрального и дифференциального исчислений, базовые положения теории электромеханического преобразования энергии, теории автоматического регулирования, практические аспекты промышленной электроники и микропроцессорной техники, компьютерные средства структурного имитационного моделирования электромеханических процессов. Численный анализ моделирования ряда процессов осуществлялся на компьютере с использование оригинальных программ, разработанных автором.

Практическая ценность.

Разработанные в данной работе принципиальные схемы и программное обеспечение систем управления ВИП позволяют легко адаптировать их для конкретного электропривода сельскохозяйственных механизмов и машин. Выявленные в результате исследований особенности работы ВИП позволяют создавать более мощные и сложные системы электропривода решающие поставленные задачи. Замена редукторного электропривода сельскохозяйственного оборудования вентильно-индукторным позволяет снизить стоимость установки в целом, уменьшить расходы на квалифицированное периодическое обслуживание. В условиях маломощных сельских сетей электроснабжения применение регулируемого ВИП позволяет снизить пусковые токи, увеличить КПД электропривода, сделать процесс преобразования энергии наиболее оптимальным.

Разработанное программное обеспечение для определения оптимальных углов коммутации обмоток ВИД в зависимости от частоты вращения ротора и тока в обмотках позволяет априорно определять параметры коммутации обмоток и использовать их в программе работы контроллера системы управления.

Представленные в диссертационной работе алгоритмы, программы расчета ■ и методы математического моделирования позволяют с достаточной для практики точностью оценить эксплуатационные характеристики двигателей, значительно снизить сроки опытно-конструкторских и натурных испытаний.

Реализация результатов работы. Результаты исследовательской работы приняты к применению НП ЗАО «Валко-электроникс» при разработке цифровой системы управления вентильно-индукторным электроприводом приточно-вытяжной вентиляции; используются МУП «Горзеленхоз» при модернизации установок по измельчению веток и пней; сельскохозяйственным производственным кооперативом «Пригорское» при замене редукторных асинхронных электроприводов технологического оборудования на регулируемый ВИП; применяются в учебном процессе студентов кафедры «Электромеханические системы» филиала ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске. Разработанный стенд для экспериментальи ных исследований прошел испытания на ОАО «Сафоновский электромашиностроительный завод».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научной конференции РГАЗУ (Москва, РГАЗУ, 2004 г.); Международной научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии» (Томск, ТПУ, 20-22 октября 2005 г.); 9-й, 11-й, 12-й Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, МЭИ, 2003, 2005, 2006 гг.); IV научно-практической конференции «Технологии, научно-техническое и информационное обеспечение в образовании, экономике и производстве региона» (Вязьма, филиал МГУТУ в г. Вязьме, 25 апреля 2004 г.); 2-й, 3-й межрегиональных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Информационные технологии, энергетика и экономика» (Смоленск, филиал МЭИ (ТУ) в г. Смоленске, 2005, 2006 гг.); Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Актуальные проблемы ресурсо- и энергосберегающих электротехнологий» (Екатеринбург, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 19-21 апреля 2006 г.).

Публикации.

Основные положения диссертационной работы изложены в 11 научных публикациях, из них 5 публикаций в материалах конференций, имевших статус всероссийских и международных.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и девяти приложений. Работа изложена на 231 странице машинописного текста, содержит 97 иллюстраций, 8 таблиц, список литературы из 148 наименований на 11 страницах и приложения на 54 страницах.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Обоснована возможность использования ВИП в сельскохозяйственном производстве, показаны перспективные области его применения, приведены положительные качества ВИП, позволяющие ему уверенно конкурировать с широко распространенным в сельском хозяйстве редукторным электроприводом.

2. В результате исследований влияния скоростных показателей ВИП сельскохозяйственных механизмов на формирование процессов коммутации разработан критерий априорной оценки граничной частоты вращения, характеризующей переход ВИП из одного скоростного режима работы в другой.

3. На основании разработанного математического описания процесса коммутации обмотки ВИП и представленного общего вида такта коммутации установлено, что задача управления ВИП состоит из формирования переходных процессов тока на участках коммутации и регулирования тока на рабочем участке такта коммутации.

4. Разработана специальная программа для определения параметров цифрового пропорционально-интегрального регулятора тока исходя из требований к качеству переходного процесса.

5. Предложен способ определения ширины гистерезиса релейного регулятора исходя из ограничений, накладываемых с одной стороны, частотными свойствами коммутатора и системы управления, с другой - требованиями технологии к пульсациям тока и момента.

6. Решена задача получения максимального среднего момента ВИП при оптимальной (трапецеидальной) форме тока. В результате получено аналитическое выражение для определения оптимального угла включения обмотки, разработана программа численного поиска и формирования табличного массива зависимости оптимального угла отключения обмотки от частоты вращения ротора и заданного тока.

7. Разработана математическая имитационная модель ВИП сельскохозяйственного назначения с цифровой системой управления, позволяющая исследовать работу ВИП при различных схемах вентильного коммутатора, параметрах системы управления и алгоритмах регулирования, и учитывающая основные его особенности (изменение индуктивности двигателя, активного сопротивления нагрузки коммутатора, дискретности системы управления и т.п.).

8. Разработан и изготовлен опытный образец ВИП на базе однокристального микроконтроллера PIC16F873A фирмы Microchip. Изготовлен стенд для экспериментальных исследований, содержащий ВИП с нагрузочной машиной, персональный компьютер с программатором, аппаратуру мониторинга и управления.

9. Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие адекватность модели, достоверность и обоснованность полученных выводов.

10. Разработанные в диссертации научные положения и технические решения направлены на снижение материалоемкости и стоимости сельскохозяйственных установок, разработку и внедрение надежного регулируемого вентильно-индукторного электропривода с микропроцессорным управлением.

11. Целесообразность применения ВИП обусловлена:

- меньшим количеством меди в конструкции ВИП (в среднем в 2-3 раза меньше, чем для коллекторного двигателя такой же мощности, и в 1,3 раза меньше, чем для асинхронного);

- низкой трудоемкостью изготовления (примерно на 70% меньше трудоемкости изготовления коллекторного и на 40% - асинхронного двигателя);

- высокой надежностью и ремонтопригодностью;

- высоким КПД (КПД ВИП мощностью 1,1 кВт достигает 90%, для более мощных-95. 98%).

12. Определена эффективность замены редукторного асинхронного электропривода сепаратора-молокоочистителя А1-ОЦМ-5 на регулируемый прямой вентильно-индукторный электропривод. Результаты расчета показали, что доход от экономии средств на приобретение сепаратора с ВИП составляет 6628 д.е., что эквивалентно снижению стоимости сепаратора на 3,8%. Общий экономический эффект за два года эксплуатации составит от 14771 до 16732 д.е.

1. Аветисян Г.А., Черевко Ю.А. Пчеловодство: Учеб. для нач. проф. образования. -М.: ИРПО; Изд. центр «Академия», 2001. - 320 с.

2. Алешин В. Р., Рощин П. М. Механизация животноводства. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Колос, 1993.-319 е.: ил.

3. Аналоговые интегральные схемы: Справочник / А. Л. Булычев, В. И. Галкин, В. А. Прохоренко. Изд. 2-е, перераб. и доп. Мн.: Беларусь, 1993—382с.

4. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. — М.: Наука, 1987.

5. Аракелян А.К., Афанасьев А. А. Вентильные электрические машины и регулируемый привод. -М.: Энергоатомиздат, 1997.

6. Аракелян А.К., Глухенький Т. Г. Определение положения в высокоскоростных бездатчиковых вентильно-индукторных электроприводах // Электричество. -2003. № 4.

7. Афанасьев А.А. Линейные преобразования переменных в теории вентильно-индукторного двигателя // Электричество. 2004.-№ 4- С.27-34.

8. Афанасьев В.А., Голландцев Ю.А. Синхронизирующий момент вентильного индукторно-реактивного двигателя. М.: ВНТИЦ, 2003.

9. Баутин В.М., Бердышев В.Е., Буклагин Д.С. и др. Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства.-М.: Колос, 2000. 536 е.: ил.

10. Бахвалов Н.С. Жидков Н. П., Кобельков Г.М. Численные методы. М.: Наука, 1987.

11. Беленький Ю.М., Микеров А.Г. Выбор и программирование параметров бесконтактного моментного привода. — JL: ЛДНТП, 1990.

12. Белехов И. П. Практикум по машинам и оборудованию для животноводства. -М.: Агропромиздат, 1986.-288 е.: ил.

13. Белянчиков И. Н., Смирнов А. И. Механизация животноводства и кормоприго-товления. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1990. - 432 е.: ил.

14. Берендс Д.А., Кукулиев P.M., Филиппов К.К. Приборы и системы автоматического управления с широтно-импульсной модуляцией. Л.: Машиностроение,

15. Ленингр. отд-ние, 1982.-280 е., ил.

16. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле: Учебник. 9-е изд., перераб. и доп. - М.: Гардарики, 2001. - 317 е.: ил.

17. Большой справочник радиолюбителя / Шульгин О. А, Шульгина И.Б, Воробьев А. Б. Электронная версия 1.02.

18. Бродский В. Н., Иванов Е. С. Приводы с частотно-токовым управлением; Под ред. В. Н. Бродского. М.: Энергия, 1974.

19. Бут Д.А. Определение электромагнитных сил в нелинейной магнитной системе по натяжениям // Электричество. 1990. - № 3. - С. 79-83

20. Бут Д.А. Модификации вентильно-индукторных двигателей и особенности их расчетных моделей // Электричество. — 2000. № 7. - С. 34-44.

21. Бычков М.Г. Анализ вентильно-индукторного электропривода с учетом насыщения магнитной системы // Электричество. — 1998. № 6.

22. Бычков М.Г., Кисельникова А.В., Семенчук В.А. Экспериментальное исследование шума и вибрации вентильно-индукторного электропривода // Электричество. —1997. № 12.

23. Бычков М. Г., Фукалов Р. В. Универсальная модульная микропроцессорная система управления вентильно-индукторным двигателем // Электричество. -2004. № 8.

24. Бычков М.Г. Элементы теории вентильно-индукторного электропривода // Электричество. 1997. - № 8.

25. Бычков М.Г. Оптимизация режимов вентильно-индукторного электропривода средствами управления // Вестник МЭИ. М.: Изд-во МЭИ, 1998. -№ 8. - С. 73-81.

26. Бычков М.Г., Дроздов П.А., Кисельникова А.В. Экспериментальное исследование особенностей управления вентильно-индукторным электродвигателем // Вестник МЭИ. -2001. № 2. - С. 25-27.

27. Бычков М.Г., Сусси Риах Самир. Расчетные соотношения для определения главных размеров вентильно-индукторной машины // Электротехника. -2000. № 3.

28. Вентильные реактивные электродвигатели. СПб./АО «КАСКОД», 1998.

29. Вентильные электродвигатели малой мощности для промышленных роботов / В. Д. Косилин, Г. Б. Михайлов, В. В. Омельченко, В. В. Путников. Л.: Энер-гоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1988, - 184 е.:

30. Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1974.

31. Воронин П. А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики, применение. -М.: Издательский дом Додэка -XXI, 2001.-384 с.

32. Гаинцев Ю.В. Еще раз о вентильно-индукторном электроприводе // Электротехника. — 1998. № 6.

33. Гальперин Д. М. Миловидов Г. В. Технология монтажа, наладки и ремонта оборудования пищевых производств. -М.: Агропромиздат, 1990. 399 с.

34. Гальперин Д. М. Оборудование молочных предприятий: монтаж, наладка и ремонт: Справочник. М.: Агропромиздат, 1990. - 352 е.: ил.

35. Глебович А. А. Шичков Л. П. Электрические машины и основы электропривода-М.: Агропромиздат, 1989.-255 е.: ил.

36. Глебович А. А., Шичков Л. П. Электрооборудование машин и электропривод. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1984. - 208 е., ил.

37. Глухенький Т.Г. К расчету минимальной индуктивности фазы в индукторных электродвигателях // Электротехника. 2003. - № 10. - С. 15-20.

38. Голландцев Ю. А. Пульсации пускового момента вентильного индукторно-реактивного двигателя // Электричество. 2003. - № 6.

39. Голландцев Ю. А. Уравнения вентильного индукторно-реактивного двигателя при одиночной коммутации фаз // Электротехника. 2003. - № 7.

40. Голландцев Ю.А. Вентильные индукторно-реактивные двигатели. СПб.: ГНЦ РФ - ЦНИИ «Электроприбор», 2003. - 148 с.

41. Голландцев Ю.А., Гутнер И.Е. Вентильный индукторно-реактивный двигатель // Изв. вузов. Сер. Приборостроение. — 2002. № 8.

42. Дискретный электропривод с шаговыми электродвигателями / Под ред. М.Г. Чиликина. М.: Энергия, 1971. - 624 с.

43. Драгилев А.И., Дроздов B.C. Технологическое оборудование предприятий перерабатывающих отраслей АПК. М.: Колос, 2001. - 352 е.: ил.рерабатывающих отраслей АПК. М.: Колос, 2001. - 352 е.: ил.

44. Заврожиов А. И., Ноколаев Д. И. Механизация приготовления и хранения кормов. М.: Агропромиздат, 1990. - 336 е.: ил.

45. Иванов-Смоленский А. В. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах: Учеб. пособие для вузов по спец. «Электромеханика». М.: Высш.шк., 1989. - 312 е.: ил.

46. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. М.: Энергия, 1980.-927с.

47. Ивашов В.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. Часть I. Оборудования для убоя и первичной обработки. М.: Колос, 2001.-552 е.: ил.

48. Ильинский Н.Ф. Перспективные применения вентильно-индукторного электропривода в современных технологиях // Электротехника,-1997.- № 2.

49. Ильинский Н.Ф. Перспективы развития регулируемого электропривода // Электричество. 2003. - № 2.

50. Каасик П. Ю., Блинов И. В. Асинхронные индукторные микродвигатели устройств автоматики. Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. - 152 е., ил.

51. Каасик П.Ю. Тихоходные безредукторные микродвигатели. — Л.: Энергия, 1974.

52. Карпенко Б. К., Ларченко В. И., Прокофьев Ю. А. Шаговые электродвигатели. «Техника», 1972. 216 с.

53. Каталог продукции INTERNATIONAL RECTIFIER М.: ИП РадиоСофт, 2001.-352 е.: ил.

54. Кенио Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 200 е.: ил.

55. Кирсанов В.В., Симарев Ю.А., Филонов Р.Ф. Механизация и автоматизация животноводства: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. -М.: Издательский центр «Академия», 2004. 400 с.

56. Козаченко В.Ф. Основные тенденции развития встроенных систем управления двигателями и требования к микроконтроллерам // http://www.chipinfo.rU/literature/chipnews/199901/2.html

57. Козаченко В.Ф. Универсальный контроллер для встроенных систем управления индукторным вентильным двигателем // Электротехника. -1997.- № 2.

58. Коломейцев Л.Ф., Пахомин С.А. и др. Расчет пускового момента в тяговом индукторном двигателе // Электромеханика. 1993. - № 4.

59. Коломейцев Л.Ф., Пахомин С.А. О влиянии чисел зубцов статора и ротора на характеристики трехфазного реактивного индукторного двигателя // Электромеханика. 1998. - № 2.

60. Коломейцев Л.Ф., Пахомин С.А., Крайнов Д.В. Матемематическая модель для расчета электромагнитных процессов в многофазном управляемом реактивном индукторном электроприводе // Электромеханика. 1998. - № 1. - С. 49-53.

61. Кононенко Е.В. Синхронные реактивные машины. М.: Энергия, 1970. - 209 с.

62. Копылов И. П., Фрумин В. Л. Электромеханическое преобразование энергии в вентильных двигателях.-М.: Энергоатомиздат, 1986. 168 е.: ил.

63. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. М.: Высш. шк., 2001.

64. Краснокутский Ю.В., Панченко Ю.Б. Машины и оборудование для получения цельномолочной продукции. М.: Росагропромиздат, 1990. - 254 е.: ил.

65. Красовский А.Б. Анализ условий формирования постоянства выходной мощности в вентильно-индукторном электроприводе // Электричество. -2002. № 2.

66. Красовский А.Б. Анализ процесса отключения фазной обмотки вентильно-индукторного двигателя при локальном насыщении зубцовой зоны // Электричество. 2001. - № 5.

67. Красовский А.Б. Применение имитационного моделирования для исследования вентильно-индукторного электропривода // Электричество. 2003. - № 3.

68. Красовский А.Б., Бычков М.Г. Исследование пульсаций момента в вентильно-индукторном электроприводе // Электричество. -2001. № 10. - С. 33-43.

69. Кузнецов В. А., Кузьмичев В. А. Вентильно-индукторные двигатели. М.: МЭИ, 2003.

70. Кузнецов В. А., Матвеев А.В. К вопросу определения числа витков обмоткифазы вентильно-индукторных двигателей // Электротехника. — 2000. № 3.

71. Кузнецов В.А., Садовский Л.А., Виноградов B.JI. Особенности расчета индук торных двигателей для вентильного привода// Электротехника. -1998. № 6.

72. Кузнецов В.А., Матвеев А.В. Дискретная математическая модель вентильно индукторного двигателя // Электричество. 2000. - № 8.

73. Курбатова Г.С. Электродвигатели для сельского хозяйства. М.: Энерго-атомиздат, 1983. - 64 с.

74. Курочкин А.А., Ляшенко В.В. Технологическое оборудования для переработ ки продукции животноводства / Под. ред. В.М. Баутина. М.: Колос, 2001. -440 е.: ил.

75. Литвин В.И. Теория сложных электромеханических процессов и пути совершенствования работы асинхронных двигателей сельскохозяйственных машин. Автореф. дис. докт. техн. наук. -М., 2001. 40 с.

76. Любушин Н.П., Лещева В.Б., Сучков Е.А. Теория экономического анализа: Учебно-методический комплекс / Под ред. Проф. Н.П. Любушина. М.: Юристъ, 2002.-480 с.

77. Малафеев С. И., Захаров А. В. Математическая модель двухфазного вентиль ного индукторного двигателя // Электротехника. 2004. - № 5.

78. Малиновский А.Е, Мамедов Ф.А, Бакланов Д.А. Высокоскоростной вентильно-индукторный электропривод для сельскохозяйственного оборудования // Вестник РГАЗУ. Агроинженерия. М.: РГАЗУ, 2004. - С.40-42.

79. Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. JL: Колос, 1978.-560 е., ил.

80. Мякишев Н.Ф. Электропривод и электрооборудование автоматизированных сельскохозяйственных установок. М.: Агропромиздат, 1986. - 176 е., ил.

81. Нейман J1.P., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники: В 2 т. -М. -JL: Энергия, 1966.

82. Николаев В. В., Рыбников В. А. Разработка интегрированного стартер-генератора на основе вентильно-индукторной машины // www.laboratory.ru

83. Овчинников И.Е. Теория вентильных электрических двигателей. JL: Наука, 1985.

84. Овчинников И.Е. Электромагнитный момент и механические характеристики вентильного двигателя с реактивным ротором // Изв. вузов. Сер. Приборостроение. 2002. - № 8.

85. Основные достоинства вентильных реактивных электродвигателей / генераторов // http://www.kaskod.ru/ru/motorsnn/srmarticle02.php

86. Основы проектирования и расчет сельскохозяйственных машин / JI. А. Резников,

87. B. Т. Ещенко, Г. И. Дьяченко и др. -М.: Агропромиздат, 1991. 523 е.: ил.

88. Основы теории цепей: Учеб. для вузов / Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, АБ.Нетушил,

89. C.В.Страхов. -5-е изд., перераб. -М.: Энергоатомиздат, 1989. 528 с.

90. Остриков В.Н., Уткин С.Ю. Силовой преобразователь для вентильно-индукторного привода массового применения // Вестник МЭИ 2000. - № 5. -С. 15-20.,

91. Остриров В.Н., Уткин С.Ю. Сравнительный анализ схем силовых преобразователей для вентильно-индукторного электропривода массового применения // Приводная техника. 2000. - № 4.

92. Патент РФ №2229194. Способ управления индукторным двигателем / Беляев А.В, Киреев А.В. Опубл. 2004.05.20.

93. Патент РФ №2229768. Способ формирования тока в фазных обмотках реактивного индукторного двигателя / Крайнов Д.В, Дувакин А.В, Коломейцев B.JL, Сулейманов У.М, Прокопец И.А, Пахомин С.А., Звездунов Д.А. Опубл. 2004.05.27.

94. Перспективы массового электропривода и роль электроники в его развитии. Сектор полупроводниковых компонентов компании Motorolla // http://www.motco.ru/area/electrodrive/home.htm

95. Петрушин А.Д. Вентильно-индукторный привод: опыт разработки и внедрения // Приводная техника. 1998.- № 2.

96. Петрушин А.Д., Янов В.П. Оптимизация режимов работы тягового вентильно-индукторного двигателя // Электромеханика. — 1999. № 3.

97. Поливанов К. М. Электродинамика движущихся тел. М.: Энергоиздат, 1982. - 192 е., ил.

98. Потапов Г. П., Волошин Н. Е. Транспортеры в животноводстве. М.: Агро-произдат, 1987.-95 е.: ил.

99. Предко М. Справочник по Р1С-микроконтроллерам: Пер. с англ. М.: ДМК Пресс, 2002, ООО «Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2002. - 512 е.: ил.

100. Продукция International Rectifier//http://www.irf.ru/

101. Ротач В.Я. Теория автоматического управления: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2004. - 400 е., ил.

102. Садовский JI.A. Перспективы применения новых типов двигателей в современных регулируемых и следящих электроприводах // Приводная техника. -2003.-№5.

103. Ю8.Сарач Б.М., Паныпин А.С., Кисельникова А.В., Фукалов Р.В. Натурные испытания вентильно-индукторного электропривода насоса в центральном тепловом пункте // Вестник МЭИ. 2003. - №3. С.-50-55.

104. Свечарник Д. В. Электрические машины непосредственного привода: Без-редукторный электропривод. -М.: Энергоатомиздат, 1988.- 208 е.: ил.

105. ПО.Семенчук В. А. Технико-экономические аспекты создания контроллеров для вентильно-индукторного электропривода на основе процессора Intel 8хС196МН // Электричество. 2000. - № 5.

106. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. СПб.: Питер, 2002. - 608 е.: ил.

107. Сили С. Электромеханическое преобразование энергии. — М.: Энергия,1968.

108. Сиротин А.А. Автоматическое управление электроприводами. М.: Энергия,1969, изд. 2-е перераб. и дополнен. 560 с. с ил.

109. Смирнов Ю.В. Электромагнитный вентилъно-индукторный двигатель // Электротехника. 2000. - № 3.

110. Смирнов Ю.В. Определение основных параметров электромагнитного вентильно-индукторного двигателя // Электротехника. 2002. - № 11.

111. Тавернье К. PIC-микроконтроллеры. Практика применения: Пер. с фр. М.: ДМК Пресс, 2003.-272 е.: ил.

112. Уайлд Д. Дж. Методы поиска экстремума: пер. с англ. А. Н. Кабалевского и др. / под ред. А.А. Фельдбаума. М: Наука, 1967

113. Уайт Давид С., Вудсон Герберт X. Электромеханическое преобразование энергии: Пер. с англ. М.: - Л.: Энергия, 1964. - 528 с. с черт.

114. Ш.Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Электричество и магнетизм: Пер. с англ. Я.А. Смородинского. — М.: Мир, 1966.

115. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Электродинамика: Пер. с англ. Я.А. Смородинского. — М.: Мир, 1966.

116. Филипс Ч., Харбор Р. Системы управления с обратной связью. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001 - 616 е.: ил.

117. Фоменков А.П. Электропривод сельскохозяйственных машин, агрегатов и поточных линий. М.: «Колос», 1973. - 311 с. с ил.3 125. Халанский В.М., Горбачев И. В. Сельскохозяйственные машины. М.: Колос,2004.-624 е.: ил.

118. Хрущев В.В. Электрические микромашины автоматических устройств: Учеб. пособие для вузов. Л.: Энергия, 1976.

119. Цифровой привод на основе двигателя с электромагнитной редукцией / Ю.В. Антонов, А.В. Демагин и др. Л.: ЛДНТП, 1990.

120. Черных И.В. SIMULINK: среда создания инженерных приложений / Под общ. ред. к.т.н. В.Г.Потемкина. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. - 496 с.

121. Шавров А. В., Герасенков А. А. Системы управления электроприводамисельскохозяйственных машин: Учеб. пособие / Рос. гос. агр. заоч. ун-т. -М., 2003.-261 с.

122. Шичков Л. П. Электрический привод Основы электропривода: Учеб. пособие / Рос. гос. аграр. заоч. ун-т. - М.: 2003. - 83 с.

123. Шичков Л. П., Коломиец А. П. Электрооборудование и средства автоматизации сельскохозяйственной техники. М.: Колос, 1995. - 368 е.: ил.

124. Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок / И.Ф. Кудрявцев, Л.А. Калинин, В.А. Карасенко и др.; Под ред.з И.Ф. Кудрявцева. М.: Агропромиздат, 1988. - 480 е.: ил.

125. Электроприводы на базе реактивных электродвигателей с электронной коммутацией (Switched Reluctance Motors). СПб.: АО «КАСКОД», 1998.

126. Ясенецкий В. А., Гонгаренко П. В., Машины для измельчения кормов: Под ред. акад. ВАСХНИЛ Л. В. Погорелого. К.: Тэхника, 1990. - 166 с.135. «Induction Motor Control Theory» // http://www.lmphotonics.com/rn control.htm

127. Centre for Advanced Electronically Controlled Drives. SWITCHED RELUCTANCE DRIVES //http://www.le.ac.uk/engineering/research/groups/power/caecd/2pl jiedrg.html

128. Lawrenson P.J., Stephenson J.M., Blekinsop T.P., Corda J., Fulton N.N. Variable-speed switched reluctance motors // IEE Proceedings. July 1980. Vol. 127 - Pt. В.- №4.

129. Michael T. DiRenzo. Switched Reluctance Motor Control Basic Operation and Example Using the TMS320F240 // Application Report SPRA420A - February 2000, Texas Instruments.

130. Mohammed S Arefeen. Implementation of a Current Controlled Switched Reluctance Motor Drive Using TMS320F240 // Application Report SPRA282 September 1998, Texas Instruments.

131. Р1С16Р87х.Однокристальные 8-разрядные FLASH CMOS контроллеры компании Microchip Technology Incorporated. M.: ООО «Микро-Чип», 2002. -138 е., ил.

132. Rocky Mountain Technolodies is the leader in Switched Reluctance Motor and Drive Thechnology // http://www.rockymountaintechnologies.com

133. Stein, Jonathan Y. Digital signal processing: a computer science perspective. A Wiley-Interscience Publication, JOHN WILEY & SONS, INC, 2000.

134. Switched Reluctance Motors and their Control' by T.J.E. Miller, Oxford Science publications 1993.

135. The Single Source for Information on Switched Reluctance Motors and Drives // http://www.brivit.com/