автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Асинхронный электропривод с улучшенными виброшумовыми характеристиками

003456343

На правах рукописи

АНАНЬЕВ Сергей Станиславович

АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С УЛУЧШЕННЫМИ ВИБРОШУМОВЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново 2008 -

003456343

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина» (ИГЭУ).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Голубев А.Н.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Курнышев Б.С., кандидат технических наук Карандашев А.П.

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет»

Защита диссертации состоится «26» декабря 2008 г. в 11—00 час. в аудитории Б-237 на заседании диссертационного совета Д 212.064.02 при ИГЭУ по адресу: 153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим присылать по адресу: 153003, Иваново, Рабфаковская, 34, Ученый совет ИГЭУ. Тел:: (4932) 38-57-12, факс: (4932) 38-57-01. E-mail: uch_sovet@ispu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ИГЭУ. Автореферат разослан «19» ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

В.В. Тютиков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из перспективных направлений в развитии привода является разработка систем переменного тока, выполненных на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (АД). При этом одна из актуальных задач при разработке современного электропривода (ЭП) заключается в снижении уровня вибраций и шумов асинхронной машины.

Шум электрических машин и пути его устранения - это относительно старая, но все еще актуальная и сложная проблема. Напряженная борьба с шумом обусловлена как чисто физиологической причиной, то есть стремлением создать бесшумную рабочую среду, так и чисто технической, так как любой шум вызван вибрацией частей машины. Вибрирующие части испытывают большее напряжение и часто являются причиной отказов, а также старения машин. Кроме того, вибрации машин передаются через фундамент и могут в больших машинах быть причиной вибрации всего агрегата.

Аналитический обзор литературы и практика применения электрических приводов показывают, что асинхронные машины с их высокими технико-экономическими показателями в то же время являются наиболее неблагоприятными с точки зрения образования магнитного шума вследствие их малых воздушных зазоров.

Исходя из этого, можно сделать вывод о том, что разработка систем переменного тока, выполненных на базе АД, является актуальной задачей, требующей проработки комплекса вопросов при ее решении, и, в частности, вопроса уменьшения в двигателях уровня магнитных шумов при сохранении на должном уровне других технико-экономических показателей.

Широкие возможности целенаправленного воздействия на конфигурацию магнитного поля в АД, а следовательно, на виброшумовые характеристики, открывает увеличение числа фаз статора двигателя, что позволяет также эффективно оптимизировать целый спектр других технико-экономических показателей ЭП.

Исходя из вышеизложенного, целью диссертации является разработка ЭП переменного тока на базе многофазного АД с улучшенными виброшумовыми характеристиками при сохранении на требуемом уровне других технико-экономических показателей.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

1. Обоснование применения ЭП на базе многофазных АД с питанием от полупроводникового преобразователя частоты в качестве способа борьбы с шумами.

2. Разработка математической модели многофазного АД при соединении его статорной обмотки в произвольное число симметричных

групп и выполнении обмотки ротора в виде беличьей клетки для исследования его регулировочных характеристик и расчета магнитных сил.

3. Исследование электромагнитных процессов и магнитных сил в ш-фазном АД.

4. Анализ несимметричных режимов работы многофазного АД.

5. Разработка структур систем управления многофазным АД с улучшенными виброакустическими показателями.

6. Модельные исследования разработанных ЭП.

Научная новизна.

1. Получена модель АД с т-фазной обмоткой статора и обмоткой ротора в виде беличьей клетки при произвольной форме питающего напряжения с учетом несинусоидального характера распределения магнитного поля с отдельным учетом сопротивлений участков короткозамыкающих колец ротора и дифференциации индуктивности рассеяния для различных пространственных гармоник с упрощением конечных уравнений за счет приведения параметров обмотки ротора к обмотке статора.

2. Получены соотношения для уточненного и приближенного (инженерного) расчета формы распределения магнитной индукции и радиальной магнитной силы вдоль воздушного зазора многофазного АД.

3. Найдены соотношения между модулями и фазами векторов токов намагничивания и токов статора, приведенных к высшим пространственным гармоникам многофазного АД, позволяющие ограничивать величины радиальных магнитных сил в двигателе на заданном уровне.

4. Разработана структура системы векторного управления многофазным асинхронным ЭП, позволившая получить показатели качества регулирования, сравнимые с параметрами классических векторных систем, при более простой структуре, за счет использования специального метода синтеза регуляторов момента и потокосцепления ротора, а также позволившая добиться низкого уровня магнитных шумов в исполнительном двигателе за счет соответствующего целенаправленного формирования гармонического состава фазных токов АД.

5. Разработана структура системы частотно-токового управления многофазным асинхронным ЭП, позволившая добиться низкого уровня шумов в исполнительном двигателе за счет соответствующего формирования гармонического состава фазных напряжений АД.

Практическая значимость работы.

1. Получена математическая модель многофазного АД, позволяющая исследовать различные режимы работы электродвигателя, а также рассчитывать конфигурацию магнитного поля и распределение радиальных сил вдоль воздушного зазора двигателя.

2. Получены соотношения, обеспечивающие приближенный (инженерный) расчет величин пространственных гармоник радиальных сил.

3. Найдены соотношения между модулями и фазами токов намагничивания, а также токов статора, приведенных к высшим пространственным гармоническим многофазного АД, позволяющие ограничивать величины радиальных сил в двигателе, вызванные магнитной природой, на заданном уровне.

4. Получены соотношения для определения степени несимметрии в системе фазных напряжений многофазного АД.

5. Разработаны многофазные ЭП переменного тока с векторным и частотно-токовым управлением, обеспечивающие улучшенные динамические и виброакустические показатели.

Областью применения результатов диссертации является промышленное производство, техника, использующая электропривод и электроустановки в общественных зданиях, а также специальная техника.

Апробация работы. Основные положения работы и ее результаты докладывались на XIII и XIV Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика;) (Москва, 2007, 2008 гг.), XIII и XIV Международных научно-технических конференциях «Бенардосовские чтения» (Иваново, 2007, 2008 гг.), XII региональной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Электроэнергетика» (Иваново, 2006 г), XII Международной конференции «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты» (Алушта, 2008 г).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 9 работ.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Содержит 120 страниц основного машинописного текста, приложений на 20 страницах, 78 рисунков и таблиц на 63 страницах и перечень использованной литературы из 94 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определены основные цели и задачи работы, сформулированы положения, выносимые автором на защиту, приведены основные научные и практические результаты.

В первой главе рассмотрена современная постановка проблемы борьбы с шумами и вибрациями с точки зрения вредного влияния шумов как на производственную среду, так и на человека, а также рассмотрены виды шумов и вибраций в электрических машинах и способы борьбы с ними.

Использование электрических машин в самых различных областях требует, чтобы они были малошумными и маловибрационными во избежание вредных эффектов. При этом на сегодняшний день для электромеханических систем проблема уменьшения шумов и вибраций становится особенно актуальна.

Шумы в электрических машинах по создающему их источнику могут быть разделены на механические, аэродинамические и магнитные. Причины механического и аэродинамического шума одинаковы как в электрических, так и в неэлектрических машинах и представляют собой достаточно хорошо изученную область, поэтому они не рассматриваются в данной работе. Магнитные шумы обусловлены переменным во времени и пространстве магнитным полем электрической машины, и в настоящее время вопрос об их снижении стоит наиболее остро.

Магнитные шумы могут быть разделены на шумы от тангенциальных и радиальных магнитных сил. Тангенциальные силы обуславливают пульсации электромагнитного момента АД, а радиальные - деформацию статорного кольца. Наиболее сильные вибрации статора АД вызывают вторая и четвертая пространственные гармоники радиальной магнитной силы. С ростом порядка гармоники радиальной силы ее плечо уменьшается, поэтому деформации статора от пространственных гармоник более высоких порядков незначительны.

В соответствии с формулой Максвелла, радиальная сила, действующая на статор, пропорциональна квадрату величины магнитной индукции, поэтому, если кривая распределения магнитной индукции вдоль воздушного зазора АД имеет форму меандра, то радиальная сила постоянна во времени и пространстве и не вызывает переменных деформаций статорного кольца, так как при этом ее вторая и четвертая пространственные гармоники отсутствуют.

Широкие возможности целенаправленного воздействия на конфигурацию магнитного поля, а следовательно, на виброшумовые характеристики, открывает увеличение числа фаз статорной обмотки исполнительного двигателя.

Следует отметить, что применение многофазного ЭП не обеспечивает полное устранение магнитных вибраций. В работе не исследуются вибрации, вызванные зубчатостью статора и ротора. В настоящее время известно много способов для их снижения. Данный вид вибраций имеет значительно более высокую частоту и меньшую амплитуду вызывающей их силы, чем вибрации, вызванные основной временной гармоникой магнитного поля, в связи с чем их можно изучать независимо друг от друга. Принимается, что вибрации и шумы от зубцовых гармоник не зависят от числа фаз, что

обеспечивает единые исходные условия при исследовании виброшумовых характеристик в функции числа фаз.

Вторая глава посвящена вопросам разработки математического описания для исследования виброшумовых показателей многофазного асинхронного ЭП и создания алгоритмов их оптимизации.

Для построения качественных систем управления многофазными асинхронными двигателями с улучшенными виброшумовыми характеристиками первостепенное значение приобретает изучение регулировочных возможностей двигателя, а также характера распределения магнитного поля двигателя вдоль воздушного зазора во время его работы. Это ставит задачу проведения комплексных исследований двигателя в различных режимах его работы. Для решения этого комплекса вопросов необходимо иметь адекватное математическое описание двигателя.

В настоящей работе для решения рассматриваемой задачи использована модель АД с м-фазной обмоткой статора и ^-фазной обмоткой ротора при произвольной форме питающего напряжения с выхода преобразователя частоты с учетом несинусоидального характера распределения поля вдоль расточки магнитопровода. Предложенное математическое описание обеспечивает отдельный учет сопротивлений участков короткозамыкающих колец ротора и дифференциацию индуктивности рассеяния для различных пространственных гармонических, что повышает точность расчета электромагнитных переменных двигателя. Для упрощения уравнений модели выполнено приведение параметров обмотки ротора к обмотке статора. В проекциях на оси неподвижной обобщенной системы координат а-/? уравнения электромагнитных процессов в двигателе имеют следующий вид:

' 1

1 1 Isa(v) , KrW)

dt ^Э(у) ^Э(У)

dlm>) 1 1 'í/JM KrW)

dt Т:цу) i)

^чЛ'

ЭЛ 1 ГР( i)

"У,

го(.)

'г(г)

ЭЛ т ra( I )

"У,

,^ = 1,3 ,...,т;

, v = 1,3,..., т;

' r(l')

dW"

u ra(k j dt

dV dt

— K,(k)Rr(k)ha(k) '

к^эл^г/хк) +

1

\

l/y»

~Tra(k)

lr(k) 1

T

r(k)

,k -1,3,..

Ш*

ТгР(к)

M

эм

m .

m

Z v=!,3

IT/" _ Г Ш*

sPfvr ra(v) safv) rP(v

где числа фаз статора и ротора АД; р - число пар полюсов АД; V, к-

номера пространственных гармонических поля; соэЛ- электрическая скорость

ротора; и^, £7^), - проекции на оси неподвижной

системы координат а-/? спектральных векторов напряжения и тока статора соответственно, приведенных к у-й пространственной гармонической поля;

^7а(к)> ^"¡¡(к) ' проекции на оси неподвижной системы координат а-/?

приведенного к статору и к к-й пространственной гармонической поля спектрального вектора потокосцепления ротора; МЭм - электромагнитный момент АД; Тф - приведенное к статору активное сопротивление

ротора и постоянная времени ротора для к- й пространственной гармонической; Кг!„) - коэффициент отношения индуктивностей ротора для п-й пространственной гармонической; Тэ(у) - эквивалентные

индуктивность и электромагнитная постоянная времени АД для у-й пространственной гармонической.

При разработке модели использовались приведенные спектральные векторы вида

Гм — ЕЁ^е 1 " '

т -Дм

где число гальванически связанных фаз.

Для расчета распределения магнитного поля вдоль воздушного зазора многофазного АД и радиальных сил, обусловленных этим полем, разработано их математическое описание на основе аппарата приведенных спектральных векторов.

Обобщенное уравнение для расчета распределения магнитного поля вдоль воздушного зазора имеет вид:

F

YiS{m,vlq)lsfv)cos(<ps(,.J+av)+ ,k,q)í"mcos{<prít) +ak)

>=1.3

(1)

где ц {a)~ Д(«) " относительная величина магнитной индукции;

В(а) - абсолютная величина магнитной индукции;

00 ^ J ^^

S(S, г,q) = ^Г — sin—; Я ~ число пазов на полюс и фазу статора; д -

n=i±2SQП 2

ширина воздушного зазора; а - электрический угол; - коэффициент распределения обмотки статора для п-й гармоники поля;

^"r(k)'(Ps[í')'(Pr(k) " модули и фазы векторов токов статора и ротора соответственно, приведенных к v-м и /с-м пространственным гармоникам;

4(п) ' вект0Р намагничивающего тока, приведенный к и-й пространственной гармонической.

На рис. I приведены экспериментальная (рис. 1а) и расчетные (рис. 16, в) кривые распределения магнитной индукции вдоль воздушного зазора 9-фазного АД (т=Ы) при прямоугольно-ступенчатой форме питающего напряжения. Расчетные кривые получены путем моделирования магнитного поля АД с использованием программного комплекса ЕЬСиТ (рис. 16) и по формуле (1) (рис. 1в) Соответствие представленных графиков подтверждает адекватность разработанной модели АД.

Уравнение для приближенного (инженерного) расчета величин пространственных гармоник радиальных сил имеет вид:

г-1 т 7

Етт »CO m(r-t) , "(г У"--=-+

/=] 1*2 к

4(l) 4(l)

ST —

Ȁ1 1

где

4tc2Ö2

п—\ п*2к

относительная

4(п+г) 4<л)

4(0 4(о

величина

(2)

г-и

пгютн у / » 2 гт

№ т /т(1)

пространственной гармоники радиальной силы; рт - абсолютная величина г-й пространственной гармоники радиальной силы; 1т{п) ' вектор.

комплексно-сопряженный с вектором /„

"(и)'

Я,

1 _ _ л-(г-2/) г -Г-лг^ 1 r ^

2 п(п+г)'

8

щ

ш

Воя.

1.2 0.8 0.4 0

-0.4 -0.8 -1.2

л

/ \

} * \ 2,1

J \ л-

Рис. 1. Полученная экспериментально (а) и расчетные (б, в) кривые распределения магнитной индукции вдоль воздушного зазора 9-фазного АД (т=1\г) при прямоугольно-ступенчатой форме питающего напряжения

В табл. 1 приведены относительные величины пространственных гармоник радиальной магнитной силы в зависимости от числа и способа соединения фаз статора и формы питающего АД напряжения, рассчитанные двумя способами: путем моделирования магнитного поля АД с использованием программного ко.мплекса ЕЬСиТ и путем расчета по формуле (2).

Таблица 1. Величины гармоник радиальных сил в зависимости от числа и способа соединения фаз и типа питающего напряжения АД

Общее число фаз т Число фаз в группе N Форма питающего напряжения Точный расчет Приближенный расчет

РЗтоти Р-!тотн Р2тотн Р4тотн

3 3 Синусоидальное 1,004 0,007 0,96 0,001

3 3 Прямоугольно-ступенчатое 0,984 0,073 1,016 0,079

9 9 Синусоидальное 1,008 0,006 1 0,001

9 9 Прямоугольно-ступенчатое 0,397 0,221 0,418 0,211

9 3 Прямоугольно-ступенчатое 1,028 0,035 1,062 0,048

Из табл. 1 видно, что величины наиболее неблагоприятной в отношении возникновения магнитных вибраций второй пространственной гармоники радиальной магнитной силы в 9-фазном двигателе до 2,5 раз меньше, чем в трехфазном. Однако данный показатель может быть существенно улучшен за счет соответствующего целенаправленного формирования магнитного поля в АД.

Найдены соотношения для намагничивающих токов, приведенных к высшим пространственным гармоникам, позволяющие ограничивать радиальные силы второго и четвертого порядка на заданном уровне (р2тсаотт Р4тахотн) при минимуме тепловых потерь в двигателе и амплитуды тока статора:

1

I

т{3)отн

1/(2)1^(4)1 ~^[2)зР4

+

^(2)1^(4)1 _^(2)зР4тахот»)2 +

(4)1^(2)3^(4)1 (#(2)1

■Рт

I.

2Н,

п(5)отн "

-Ра гг

(4)1

(4)1

•Л

(4)1

/я(3)олш*

В третьей главе на основе разработанного в главе 2 математического описания был произведен расчет и анализ несимметричных режимов работы многофазного АД в отношении виброшумовых характеристик.

Одним из принципиальных достоинств многофазного ЭП является его более высокая функциональная надежность и меньшая критичность к качеству формируемых управляющих воздействий для АД. В отношении шумов и вибраций рассмотрены следующие виды несимметричных режимов работы АД:

- обрыв (или аварийное отключение) одной или нескольких фаз статорной обмотки;

- аварийное (резервное) питание от трехфазного источника (число фаз статорной обмотки кратно трем);

- несимметрия питающих напряжений по амплитуде;

- несимметрия питающих напряжений по фазе.

С этой целью разработана математическая модель многофазного АД с неполным числом фаз, основанная на вычислении эквивалентных напряжений на обесточенных фазах на основании равенства нулю производных по времени токов в этих фазах. Последнее обуславливает существенное упрощение математического описания по сравнению с известной моделью, где равенство токов нулю реализуется непосредственно.

Результаты исследования 9-фазного АД при различных вариантах обрыва фаз показывают, что при сохранении работоспособности многофазного двигателя в данном аварийном режиме, его виброшумовые характеристики резко ухудшаются.

Проведен анализ работы многофазного АД при его аварийном питании от трехфазного источника, показавший, что запуск АД в этом режиме в общем случае возможен только при малой нагрузке, величина которой зависит от конструктивных параметров АД. При выходе двигателя на установившуюся скорость нагрузка может быть увеличена. Данный аварийным режим работы характеризуется значительным ухудшением виброшумовых показателей двигателя.

Исследованы виброшумовые характеристики многофазного АД при несимметрии питающих напряжений по амплитуде и по фазе. Найдены соотношения для расчета коэффициента несимметрии по напряжению при возникновении указанных видов несимметрии.

Исследования показали, что пульсации момента и радиальные силы в многофазном двигателе при возникновении несимметрии по амплитуде существенно ниже, чем в 3-фазном, что говорит о более высоких виброшумовых показателях многофазного двигателя при несимметрии фазных напряжений. Это свидетельствует о гораздо более меньшей чувствительности многофазного АД к несимметрии фазных напряжений.

В четвертой главе сформулированы основные принципы построения многофазного ЭП с улучшенными виброшумовыми характеристиками. На их основе разработаны системы управления, проведены их исследования.

При разработке векторной системы управления многофазными АД, как показывают результаты исследований их энергетических и регулировочных характеристик, наиболее целесообразным является применение системы с непосредственным регулированием электромагнитного момента от первой пространственной гармонической и модуля вектора потокосцепления ротора, приведенного к первой пространственной гармонике.

Однако для обеспечения автономности регулирования выбранных компонентов необходимо учитывать нелинейные перекрестные связи в структуре АД с помощью введения в систему управления блока компенсации перекрестных связей. Вместе с тем наличие в структуре системы управления блока компенсации, во-первых, сильно усложняет ее реализацию, а во-вторых, как показали исследования, делает ее чувствительной к девиации конструктивных параметров АД.

Разработана система векторного управления многофазным ЭП, линеаризация объекта управления в которой реализуется за счет специального метода синтеза регуляторов потокосцепления ротора и электромагнитного момента без использования блока компенсации. Их передаточные функции имеют вид:

где кт, ку, км - коэффициенты усиления преобразователя частоты, датчика потокосцепления ротора и датчика электромагнитного момента; -активное сопротивление фазы статора; - эквивалентное активное

сопротивление АД для первой пространственной гармонической; Ьт(1) — взаимная индуктивность АД для первой пространственной гармонической;

Тц - некомпенсируемая постоянная времени.

Разработанная система практически полностью исключает пульсации электромагнитного момента двигателя как в статических, так и в динамических режимах, а следовательно, и вибрации, вызванные тангенциальными магнитными силами. Общая функциональная схема т-фазного ЭП с векторным управлением изображена на рис. 2.

(Гэо)

трКг(])кмкт 27; V

г(1)лА/ Яг/

у

Рис. 2. Общая функциональная схема т-фазного ЭП с векторным управлением: ФЗП, ФЗМ и ФЗС - фильтры задания потокосцепления, момента и скорости соответственно; РП, РМ и РС - регуляторы потокосцепления, момента и скорости соответственно; БД - блок деления; ФНП - формирователь вектора напряжения, приведенного к первой

пространственной гармонике ; ДОС - датчик обратных связей; БКП -

блок координатных преобразований; БРТ - блок регуляторов токов, приведенных к высшим пространственным гармоникам; ФНВ -формирователь векторов напряжений, приведенных к высшим пространственным гармоникам; ВКФ - блок вычисления коэффициентов усиления и фазовых сдвигов векторов токов, приведенных к высшим пространственным гармоникам; БЗТ - блок задания токов, приведенных к высшим пространственным гармоникам

Для уменьшения шумов, вызванных радиальными магнитными силами в устройство управления добавлена дополнительная система каналов регулирования модулей и фаз векторов тока статора, приведенных к третьей и пятой пространственным гармоникам, обеспечивающие заданный уровень величин пространственных гармоник радиальных магнитных сил. Таким образом, система путем регулирования высших гармоник тока статора конфигурирует оптимальное в отношении магнитных вибраций поле двигателя, минимизируя в то же время тепловые потери в двигателе и амплитуду фазного тока.

Предложена система частотно-токового управления многофазным АД с улучшенными виброшумовыми характеристиками. Ее функциональная схема приведена на рис. 3. В данной системе при помощи формирователя фазных напряжений статора (ФФН) минимизируются шумы, вызванные радиальными магнитными силами, путем регулирования высших гармоник подаваемого на двигатель напряжения.

Рис. 3. Функциональная схема т-фазного ЭП с частотно-токовым управлением: ЗИ — задатчик интенсивности; РС, РТ - регуляторы соответственно скорости и тока статора первой гармоники; ФП -функциональный преобразователь; ФФН - формирователь фазных напряжений статора; ДТ - датчик тока статора; р - число пар полюсов статора

В пятой главе проведены исследования разработанной системы электропривода.

Проведены исследования работы многофазного АД в векторной системе ЭП с предложенной структурой регуляторов. Результаты имитационного моделирования пуска и реверса 9-фазного ЭП при номинальных параметрах на валу двигателя приведены на рис. 4.

Улучшение виброшумовых показателей ЭП достигнуто за счет снижения колебаний электромагнитного момента, а также за счет уменьшения переменных составляющих радиальных усилий, действующих

на статор АД со стороны магнитного поля. Отмечено практически полное отсутствие шумов, обусловленных тангенциальной составляющей магнитной силы и уменьшение шумов от радиальной ее составляющей на 18 дБ по сравнению с трехфазными системами.

/лИ

( - 1 1 _;_

! 1

:

А \Г------ и

1 л 1 _ 1,с

0.1 02 С.Э 0,4 ОЛ 0.3 0.7 0.8 ОЛ

, \ ! 1 " I 1 г 1 - ■ 1

Л

1.4........

1..............

Г 1 ..........

0.01 О.ЮВ 0.008 0.004 0.032

40О 200

1 Т" ■■■■

0.1 0.3 0.4 0,6 №8 0.7 ОЛ ол 1

1Г- ----------- —г- 1

(З./шЛс

\

\

\ КС

— 0.1 0.2 0.3 0.4 сл ол С.7 ад а? 1

........ ......... -------- --------- ........1 ........1 —...... -------- ........

Рис. 4. Результаты имитационного моделирования 9-фазного ЭП

В табл. 2 для сравнения приведены величины пространственных гармоник радиальных магнитных сил при работе 9-фазного АД в векторной системе управления в различных режимах.

Таблица 2. Величины пространственных гармоник радиальных магнитных сил при работе 9-фазного АД в векторной системе управления в различных режимах

Режим работы Р2тотн Р4тотн

М=МН, со=Шн 0,128 0,044

М=0,1МН, аз=сон 0,143 0,055

М=МН, ш=0,001сон 0,137 0,057

Ограничение момента, М=2МН, ш=сон 0,596 0,204

Проведены исследования работы многофазного АД в частотно-токовой системе ЭП с минимизацией магнитных шумов. Исследования показали сравнительно высокие регулировочные, энергетические и виброшумовые характеристики разработанного ЭП. Улучшение виброшумовых показателей также достигнуто за счет снижения колебаний электромагнитного момента, а также за счет уменьшения переменных составляющих радиальных усилий, действующих на статор АД со стороны магнитного поля.

Отмечено практически полное отсутствие шумов, обусловленных тангенциальной составляющей магнитной силы и уменьшение шумов от радиальной ее составляющей на 14 дБ по сравнению с трехфазными системами. В табл. 3 для сравнения приведены величины пространственных гармоник радиальных магнитных сил при работе 9-фазного АД в векторной системе управления в различных режимах.

Таблица 3. Величины пространственных гармоник радиальных магнитных сил при работе 9-фазного АД в частотно-токовой системе управления в различных режимах

Режим работы Р2тотн Р-4тотн

М=МН, ю=©н 0,215 0,108

М=0ДМн, со=(он 0,202 0,097

М=МН, ю=0,01сОн 0,207 0,112

Ограничение момента, М=2МН, <а=сон 1,023 0,005

Проведены исследования работы векторных и частотно-токовых систем многофазного ЭП при возникновении различных видов несимметрии: обрыв фаз, несимметрия напряжений по амплитуде, несимметрия напряжений по фазе. Исследования показали незначительное ухудшение динамических, энергетических и виброшумовых показателей ЭП по сравнению с симметричными режимами, но улучшение этих показателей по сравнению с работой ЭП без обратных связей по электромагнитным переменным двигателя.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Обоснована эффективность применения многофазного АД в качестве способа борьбы с магнитными шумами

2. Разработана математическая модель АД с ш-фазной обмоткой статора и обмоткой ротора, выполненной в виде беличьей клетки с учетом несинусоидалыюго характера распределения магнитной индукции вдоль воздушного зазора при произвольной форме питающих напряжений.

3. Получены соотношения для расчета формы распределения магнитной индукции вдоль воздушного зазора и величин пространственных гармоник радиальных магнитных сил многофазного АД. Найдены соотношения между модулями и фазами токов намагничивания и токов статора многофазного АД, приведенных к высшим пространственным гармоникам, позволяющие ограничивать величины радиальных магнитных сил в двигателе на заданном уровне.

4. Разработана математическая модель многофазного АД в режимах с неполным числом фаз статорной обмотки. Найдены основные соотношения, характеризующие работу многофазного АД при несимметрии фазных напряжений по амплитуде и фазе. Проведены исследования работы АД в несимметричных режимах.

5. Разработана система векторного управления многофазным АД, в которой техническая линеаризация последнего как объекта управления реализована за счет соответствующего синтеза регуляторов электромагнитного момента и потокосцепления ротора. Включение в систему управления дополнительного канала формирования векторов тока статора, приведенных к высшим пространственным гармоникам, обеспечивает за счет целенаправленного воздействия на конфигурацию магнитного паля АД улучшение виброшумовых показателей ЭП.

6. Разработана система частотно-токового управления многофазным АД с улучшенными виброшумовыми характеристиками, в которой минимизация шумов, вызванных радиальными магнитными силами, осуществляется путем регулирования высших гармоник подаваемого на двигатель напряжения.

7. Проведенные исследования регулировочных и виброшумовых характеристик разработанных ЭП, в том числе в различного типа несимметричных режимах, продемонстрировали их высокие показатели и корректность основных методов, принятых при их синтезе.

Основные результаты диссертации отражены в следующих работах: Научные статьи, опубликованные в изданиях по списку ВАК:

1. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Асинхронный электропривод с улучшенными виброшумовыми характеристиками. - Электричество, 2008. -№ 8. - С. 52-56.

2. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Улучшение виброшумовых характеристик асинхронного электропривода. - Вестник ИГЭУ, 2005. - № 6. -С. 81-84.

3. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Асинхронный т-фазный электропривод с векторным управлением для машин отделочного производства. - Изв. вузов. «Технология текстильной промышленности», 2006. - № 4 (292). - С. 84-86.

Публикации в других изданиях:

4. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Система векторного управления многофазным асинхронным электродвигателем. Тезисы XII региональной н-т конф. студентов и аспирантов «Электроэнергетика». - Иваново, ИГЭУ, 2006.

- С. 26-27.

5. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Многофазный асинхронный электропривод с векторным управлением. Материалы конференции «Междунар. н-т конф. «Состояние и перспективы развития энерготехнологии

- XIII Бенардосовские чтения». - Иваново, 2006. - С. 201-203.

6. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Двухканальная система векторного управления многофазным асинхронным двигателем. Тезисы ХП1 Междунар. н-т конф. студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». - Москва, 2007. - С. 112-113.

7. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Расчет радиальных сил в воздушном зазоре многофазного АД. Тезисы XIV Междунар. н-т конф. «Состояние и перспективы развития энерготехнологии - XIV Бенардосовские чтения». -Иваново, 2007. - Т.1. - С. 17.

8. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Исследование и оптимизация виброшумовых характеристик асинхронного электропривода. Тезисы XIV Междунар. н-т конф. студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». - Москва, 2008. - С. 3-4.

9. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Оптимизация виброшумовых характеристик асинхронного электропривода. Труды XII Междунар. конф. «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты». - Алушта, 2008. - С. 114.

АНАНЬЕВ Сергей Станиславович

АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С УЛУЧШЕННЫМИ ВИБРОШУМОВЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Лицензия ИД № 05285 от 4 июля 200] г. Подписано в печать 17.11.2008. Формат 60x84 1/16 Печать плоская. Усл. печ. п. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ № 212. ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина» Отпечатано в РИО ИГЭУ 153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34

Введение.

Глава 1. Основные подходы к разработке ЭП с улучшенными виброшумовыми характеристиками.

1.1 .Современная постановка проблемы снижения шумов и вибраций электрических машин.

1.2.Виды шумов и вибраций в электрических машинах и методы борьбы с ними.

1.3.Применение многофазного асинхронного ЭП для снижения уровня шумов и вибраций.

Современное промышленное производство характеризуется высокой производительностью труда, а также массовым применением сложного автоматизированного оборудования, неотъемлемой составной частью которого является электропривод (ЭП), который, являясь необходимым элементом многих машин и механизмов, определяет в основном их технические и экономические показатели. Одним из перспективных направлений в развитии привода является разработка систем переменного тока, выполненных на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (АД) при питании их от статических преобразователей частоты. Это определено рядом преимуществ данных систем перед приводами постоянного тока, которые заключаются в меньшей стоимости и металлоемкости АД, лучших энергетических, массогабаритных и рядом других показателях [1, 2, 3, 4] при большей надежности. При этом одна из актуальных задач при разработке современного ЭП заключается в снижении уровня вибраций и шумов асинхронной машины.

Шум электрических машин и пути его устранения — это относительно старая, но все еще актуальная и сложная проблема. Напряженная борьба с шумом обусловлена как чисто физиологической причиной, то есть стремлением создать бесшумную рабочую среду, так и чисто технической, так как любой шум вызван вибрацией частей машины. Вибрирующие части испытывают большее напряжение и часто являются причиной отказов, а также старения машин. Кроме того, вибрации машин передаются через фундамент и могут в больших машинах быть причиной вибрации всего агрегата.

Шумы в электрических машинах по создающему их источнику могут быть по существу разделены на механические и магнитные [5]. К источникам механического шума относятся, например, подшипники, вентиляторы и другие элементы машины: распорки в каналах ротора, щетки и т.д. Причины механического шума одинаковы как в электрических, так и в неэлектрических машинах и представляют собой достаточно хорошо изученную область, поэтому они не рассматриваются в данной работе.

Магнитные шумы обусловлены магнитными силами, изменяющимися во времени и пространстве и действующими между отдельными частями машины. В случае асинхронных машин — это тангенциальные и радиальные магнитные силы, действующие между статором и ротором, изменяющиеся во времени и пространстве [5]. На возникновение шума под действием этих сил впервые указал Фритд, который в своей статье, опубликованной в 1921 г. [5], представил на рассмотрение результаты анализа этого явления. Однако проблема магнитного шума обратила на себя внимание только спустя 10 лет, когда над ней начали работать несколько авторов.

Аналитический обзор литературы и практика применения электрических приводов показывают, что асинхронные машины с их высокими технико-экономическими показателями в то же время являются наиболее неблагоприятными с точки зрения образования магнитного шума вследствие их малых воздушных зазоров [5].

Исходя из этого, можно сделать вывод о том, что разработка систем переменного тока, выполненных на базе АД, является актуальной задачей, требующей проработки комплекса вопросов при ее решении, и, в частности, вопроса уменьшения в двигателях уровня магнитных шумов при сохранении на должном уровне других технико-экономических показателей.

Широкие возможности целенаправленного воздействия на конфигурацию магнитного поля в АД, а следовательно, на виброшумовые характеристики, открывает увеличение числа фаз статора двигателя, что позволяет также эффективно оптимизировать целый спектр других технико-экономических показателей ЭП [6, 7].

Исходя из вышеизложенного, целью диссертации является разработка ЭП переменного тока на базе многофазного АД с улучшенными виброшумовыми характеристиками при сохранении на требуемом уровне всех остальных технико-экономических показателей.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

1. Обоснование применения ЭП на базе многофазных АД с питанием от полупроводникового преобразователя частоты в качестве способа борьбы с шумами.

2. Разработка математической модели многофазного АД при соединении его статорной обмотки в произвольное число симметричных групп и выполнении обмотки ротора в виде беличьей клетки для исследования его регулировочных характеристик и расчета радиальных сил.

3. Исследование электромагнитных процессов и радиальных сил в га-фазном АД.

4. Анализ несимметричных режимов работы многофазного АД.

5. Разработка структур систем управления многофазным АД с улучшенными виброакустическими показателями.

6. Модельные исследования разработанных ЭП.

Научная новизна.

1. Получена модель АД с короткозамкнутым ротором с га-фазной обмоткой статора и /^-фазной (соответствующей числу стержней ротора) обмоткой ротора при произвольной форме фазных напряжений с учетом несинусоидального характера пространственного распределения поля вдоль расточки магнитопровода, а также с отдельным учетом сопротивлений участков короткозамыкающих колец ротора и дифференциации индуктивности рассеяния для различных пространственных гармонических с упрощением конечных расчетных уравнений за счет приведения ротора к обмотке статора.

2. Получены соотношения для расчета формы распределения магнитной индукции вдоль воздушного зазора многофазного АД на основе использования векторов токов статора и ротора, приведенных к различным пространственным гармоникам. Выведены соотношения, позволяющие рассчитать величины радиальных сил, действующих между статором и ротором многофазного АД в результате их магнитного взаимодействия. Полученные соотношения обеспечивают возможность точного и приближенного (инженерного) расчета величин пространственных гармоник радиальных сил.

3. Найдены соотношения между модулями и фазами векторов токов намагничивания, а также токов статора, приведенных к высшим пространственным гармоникам многофазного АД, позволяющие ограничивать величины радиальных сил в двигателе, вызванные магнитной природой, на заданном уровне.

4. Разработана структура системы векторного управления многофазным асинхронным ЭП с ориентацией на спектральный вектор потокосцепления ротора, приведенный к первой гармонической поля, позволившая получить показатели качества регулирования, сравнимые с параметрами классических векторных систем, при более простой структуре, за счет использования специального метода синтеза регуляторов момента и модуля потокосцепления ротора, а также позволившая добиться низкого уровня магнитных шумов в исполнительном двигателе за счет соответствующего целенаправленного формирования гармонического состава фазных токов АД.

5. Разработана структура системы частотно-токового управления многофазным асинхронным ЭП, позволившая добиться низкого уровня шумов в исполнительном двигателе за счет соответствующего формирования гармонического состава фазных напряжений АД.

Практическая значимость работы.

Получена математическая модель многофазного АД, позволившая исследовать различные режимы работы электродвигателя, а также рассчитать конфигурацию магнитного поля и распределение радиальных сил вдоль воздушного зазора двигателя.

Получены соотношения, обеспечивающие приближенный (инженерного) расчет величин пространственных гармоник радиальных сил.

Найдены соотношения между модулями и фазами токов намагничивания, а также токов статора, приведенных к высшим протсранственным гармоническим многофазного АД, позволяющие ограничивать величины радиальных сил в двигателе, вызванные магнитной природой, на заданном уровне.

Получены соотношения для определения степени несимметрии в системе фазных напряжений многофазного АД.

Разработаны многофазные ЭП переменного тока с векторным и частотно-токовым управлением, обеспечивающие улучшенные динамические и виброакустические показатели.

На защиту выносятся:

1. Положение о перспективности применения многофазного ЭП для уменьшения уровня шумов в исполнительном двигателе.

2. Математическая модель многофазного АД при соединении его статорной обмотки в произвольное число симметричных групп и с обмоткой ротора, выполненной в виде беличьей клетки с произвольным числом стержней, обеспечивающая решение задач синтеза и исследование распределения магнитного поля в воздушном зазоре и радиальных магнитных сил.

3. Результаты исследований радиальных магнитных сил в различных режимах работы т-фазного АД, в том числе несимметричных.

4. Структура системы векторного управления многофазным ЭП, ориентированной на вектор потокосцепления ротора и позволяющей контролировать уровень магнитных шумов в исполнительном двигателе за счет добавления дополнительных контуров регулирования спектральных векторов тока статора, приведенных к высшим пространственным гармоническим поля.

5. Структура системы частотно-токового управления многофазным ЭП, позволяющей контролировать уровень магнитных шумов в исполнительном двигателе за счет задания векторов напряжения статора, приведенных к высшим пространственным гармоническим поля.

Достоверность научных положений в диссертации доказана применениями различных методов расчета одних и тех же величин, а также согласованностью результатов расчетов с результатами предшествующих исследований и практических экспериментов.

Областью применения результатов диссертации является промышленное производство, специальная техника, использующая ЭП и электроустановки в общественных зданиях.

Апробация работы.

Основные положения работы и ее результаты докладывались на XIII и XIV Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2007, 2008 гг.), XIII и XIV Международных научно-технических конференциях «Бенардосовские чтения» (Иваново, 2007, 2008 гг.), XII региональной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Электроэнергетика» (Иваново, 2006 г), XII Международной конференции «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты» (Алушта, 2008 г).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 9 работ.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Содержит 120 страниц основного машинописного текста, приложений на 20 страницах, 78 рисунков и таблиц на 63 страницах и перечень использованной литературы из 94 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведен анализ шумов и вибраций в различных видах электрических машин с их разделением на три типа по причине их возникновения: аэродинамические, механические и магнитные. Показано, что магнитные шумы значительно влияют на виброшумовые показатели ЭП, но, тем не менее, применяемые в современных условиях меры по борьбе с ними являются недостаточно эффективными. Магнитные шумы разделены на три типа: вызванные осевыми, тангенциальными и радиальными магнитными силами. Рассмотрены современные способы борьбы с ними, связанные с изменением конструкции электродвигателя. Показана эффективность применения многофазного АД в качестве способа борьбы с магнитными шумами, вызванными тангенциальными и радиальными магнитными силами. Высокая эффективность достигается благодаря повышению плавности регулирования момента и скорости многофазного АД, а также благодаря возможности созданию особой конфигурации магнитного поля в воздушном зазоре такого двигателя, обеспечивающей минимум шумов, вызванных радиальными магнитными силами.

2. Разработана математическая модель АД с т-фазной обмоткой статора и ^-фазной (по числу стержней) обмоткой ротора с учетом несинусоидального характера распределения магнитной индукции вдоль воздушного зазора при произвольной форме питающих напряжений. Предложенное математическое описание обеспечивает отдельный учет сопротивлений участков короткозамыкающих колец ротора и дифференциация индуктивности рассеяния для различных пространственных гармонических. Для упрощения уравнений модели было выполнено приведение ротора к обмотке статора.

3. Получены соотношения для расчета формы распределения магнитной индукции вдоль воздушного зазора многофазного АД на основе использования спектральных пространственных векторов токов статора и ротора, приведенных к пространственным гармоникам. Выведены соотношения, позволяющие рассчитать величины радиальных сил, действующих между статором и ротором многофазного АД в результате их магнитного взаимодействия. Полученные соотношения обеспечивают возможность точного и приближенного (инженерного) расчета величин пространственных гармоник радиальных сил. Показано, что приближенные соотношения для расчета радиальных сил могут быть использованы для разработки систем управления многофазным асинхронным ЭП с улучшенными виброшумовыми характеристиками. Найдены соотношения между модулями и фазами пространственных токов намагничивания, а также токов статора многофазного АД, позволяющие ограничивать величины радиальных сил в двигателе, вызванные магнитной природой, на заданном уровне.

4. Разработана математическая модель многофазного АД в режимах с неполным числом фаз статорной обмотки. Получены основные соотношения, позволяющие оценить процессы, происходящие в многофазном АД при его питании от трехфазного источника напряжения. Проведены исследования регулировочных, виброшумовых и энергетических характеристик многофазного АД в данных режимах работы. Найдены основные соотношения, характеризующие работу многофазного АД при несимметрии фазных напряжений как по амплитуде, так и по фазе, а также проведены расчеты регулировочных и виброшумовых характеристик двигателя в этих условиях.

5. Разработана система векторного управления многофазным АД, в которой техническая линеаризация последнего как объекта управления реализована за счет соответствующего синтеза регуляторов электромагнитного момента и потокосцепления ротора. Включение в САУ дополнительного канала формирования спектральных векторов тока статора, приведенных к пространственным гармоникам выше первого порядка, обеспечивает за счет целенаправленного воздействия на конфигурацию магнитного поля АД улучшение виброшумовых показателей ЭП.

6. Разработана система частотно-токового управления многофазным АД с улучшенными виброшумовыми характеристиками в которой минимизация шумов, вызванных радиальными магнитными силами, осуществляется путем регулирования высших пространственных гармоник подаваемого на двигатель напряжения.

7. Проведенные исследования регулировочных и виброшумовых характеристик разработанного ЭП, в том числе в различного типа несимметричных режимах, продемонстрировали их высокие показатели и корректность основных методов, принятых при их синтезе.

1. Сандлер А. С., Сарбатов Р. С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. — М.: Энергия, 1974. — 328 с.

2. Рудаков В.В., Столяров И.М., Дартау В.А. Асинхронные электроприводы с векторным управлением. Л.:Энергоатомиздат, 1987. - 136 с.

3. Дацковский Л. X., Карагодин М. С., Роговой В. И. и др. Принципы построения систем регулирования асинхронных электродвигателей с инверторными преобразователями частоты. — Электротехническая промышленность. Электропривод. 1974. - № 5(31). — С. 28-32.

4. Эпштейн И. И. Автоматизированный электропривод переменного тока. М.: Энергоиздат, 1982. - 192 с.

5. Геллер Б., Гамата В. Высшие гармоники в асинхронных машинах. М.: Энергия, 1981.-352 с.

6. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Исследование и оптимизация виброшумовых характеристик асинхронного электропривода (тезисы). Тезисы XIV Междунар. н-т конф. студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». — Москва, 2008. С. 3-4.

7. S. Williamson and S. Smith, "Pulsating torques and losses in multiphase induction machines," IEEE Trans, on Industry Applications, vol. 39, no. 4, pp. 986-993, 2003.

8. Ларионов Д. А., Брысин A. H. Нет колебаниям // PakkoGraff. — 2003. № 2. (http://www.paldcograff.ru/reader/aiticles/business/practice/72.php)

9. Кучер В. Я. Вибрация и шум электрических машин: Письменные лекции. -СПб.: СЗТУ, 2004.-55 с.

10. Типы дисбаланса. 2007 (http://www.rosbalance.ru/teorb4.htm)

11. Исаков В.М., Федорович М.А. Виброшумозащита в электромашиностроении. Л.: Энергоатомиздат, Ленингр.отд-ние, 1986. -203 с.

12. Васильев Е.П., Путилин К.П. Поворотные колебания статора асинхронных двигателей при питании от источника несинусоидального напряжения // Техническая электродинамика. 1983. - № 5. - С. 78-82.

13. Астахов Н.В., Малышев B.C., Овчаренко Н.Я. Магнитные вибрации асинхронных электродвигателей. Кишинев: Штиинца, 1985. - 120с.

14. Голубев А.Н., Королев А.Н., Куликов К.В. Исследование поля и его влияния на вибрации многофазного асинхронного двигателя. В кн.: Электроприводы с улучшенными характеристиками для текстильной и легкой промышленности.-Иваново:ИвГУ, 1986. - С. 147-155.

15. Бражников В.Ф., Иванчура В.И., Соустин Б.П. Перспективы увеличения числа фаз инверторного асинхронного электропривода и разработка методов исследования. В кн.: Элементы и системы автоматики. - Красноярск: КПИ, 1980.-С. 73-94.

16. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Улучшение виброшумовых характеристик асинхронного электропривода. Вестник ИГЭУ. 2005. - № 6. - С. 81-84

17. Голубев А.Н., Игнатенко C.B. Влияние числа фаз статорной обмотки асинхронного двигателя на его виброшумовые характеристики // Электротехника. 2000. - № 6. - С. 28-31.

18. Бабаев М.Б., Голубев А.Н., Игнатенко C.B. Влияние числа фаз на пульсации момента и виброшумовые характеристики АД / 2-я международная конференция по электромеханике и электротехнологиям. Тезисы докладов в 2-х ч./Ч.2.Крым, 1-5 окт., 1996 г. С. 150-152.

19. Иванов-Смоленский A.B. Электрические машины: учеб. пособие для вузов: в 2 т.-М.: МЭИ, 2004.

20. Голубев А.Н., Королев А.Н., Кромова H.A. Обобщенная модель асинхронного двигателя для систем имитационного моделирования.-Тезисы докладов республиканской н-т конференции. Иваново: ИЭИ, 1991.

21. Иванов-Смоленский А. В. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах. — М.: Высшая школа, 1989. 311 с.

22. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. М.: Высшая школа, 1994.

23. Голубев А.Н. Многофазный асинхронный регулируемый электропривод для высокодинамичных систем подвижных установок: Дис. на соиск. ученой степени доктора техн. наук: 05.09.03. / С-Пб ТЭТУ. С-Пб, 1994. - 430с.

24. Королев А.Н., Голубев А.Н., Куликов К.В. Модель многофазного асинхронного двигателя при соединении статорной обмотки в симметричные группы.-Методы анализа и синтеза систем управления многодвигательными электроприводами. Иваново: ИвГУ, 1985.

25. Кац Ю. Г. Намагничивающий ток и намагничивающая сила в многофазном асинхронном электродвигателе при напряжении прямоугольной формы. — В межвузовском сб. научных трудов: Тиристорные преобразователи частоты. -Новосибирск: НЭТИ, 1981.-С. 120-131.

26. Голубев А.Н. Математический аппарат приведенных спектральных векторов как основа описания электромагнитных процессов в многофазном асинхронном двигателе / ИГЭУ. Иваново, 1996. - 26 с. - Деп. в ВИНИТИ. -1996. -№ 1, б/о 207.

27. ЗГЕ. Semail, A. Bouscayrol and J.P. Hautier, "Vectorial formalism for analysis and design of polyphase synchronous machines," European Physics Journal — Applied Physics, vol. 22, no. 3, pp. 207-220, 2003.

28. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Пер. с англ.; Под ред. И.Г. Арамановича, A.M. Березмана. М.: Наука, 1968. - 720 с.

29. Попов В.И., Тихонов С.И. Магнитный шум трехфазных многополюсных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором серии RA. -Электричество. 2008. - №10

30. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Расчет радиальных сил в воздушном зазоре многофазного АД. Тезисы XIV Междунар. н-т конф. «Состояние и перспективы развития энерготехнологии XIV Бенардосовские чтения». - Иваново, 2007. -Т.1.-С. 17.

31. Голубев А.Н., Игнатенко C.B. Многофазный асинхронный электропривод в аномальных режимах работы // Электротехника. 2001. - № 10. - С. 17-22.

32. Савельев В.А., Рипс Я.И. Анализ и расчет надежности систем управления электроприводами. М. ¡Энергия, 1974.

33. Ермолин Н.П., Жерихин И.П. Надежность электрических машин. Д.: Энергия, Ленинградское отделение, 1976.

34. Куйбышев А.Б. Надежность асинхронных электродвигателей общепромышленного применения. М.: Изд-во стандартов, 1972.

35. Котеленец Н.Ф., Кузнецов H.JI. Испытания и надежность электрических машин:Учебное пособие для вузов по специальности "Электромеханика". М.: ВШ., 1988.

36. Гольдберг О.Д. Надежность электрических машин общепромышленного и бытового назначения: (Матер, лекций, прочит, в политехническом музее на семинаре по надежности и прогрессивным методам контроля качества продукции). М.: Знание, 1976.

37. R. Bojoi, F. Farina, M. Lazzari, F. Profumo and A. Tenconi, "Analysis of the asymmetrical operation of dual three-phase induction machines," Proc. IEEE Int. Electric Machines and Drives Conf. IEMDC, Madison, WI, pp. 429-435, 2003.

38. Голубев A. H. Многофазный асинхронный электропривод при неполном числе фаз статорной обмотки и его моделирование // Электротехника. 1996.-№ 1. - С. 20-24.

39. Голубев А.Н., Королев А.Н. Расчет электромагнитных процессов в многофазном асинхронном двигателе в аномальных режимах работы. В кн.: Исследование электромагнитных процессов в электроэнергетических установках.-Иваново: ИвГУ, 1988. - С. 66-69.

40. Королев А.Н., Голубев А.Н. Особенности электропривода переменного тока с многофазными асинхронными двигателями. В кн.: Совершенствование электроприводов в текстильной и легкой промышленности. - Иваново: ИвГУ, 1982.

41. Игнатенко C.B. Многофазный асинхронный электропривод для сварочных полуавтоматов, автоматов и роботов: Дис. канд. техн. наук: 05.09.03. — Иваново, 1998.-253 с.

42. Сабинин Ю.А., Грузов B.JI. Частотно-регулируемые асинхронные электроприводы. JL: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985. — 126 с.

43. Шенфильд Р., Хабигер Э. Автоматизированные электроприводы: пер. с нем. / Под ред. Ю.А. Борцова. JL: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1985.

44. Бабаев М.Б., Голубев А.Н., Королев А.Н. Особенности применения многофазных асинхронных двигателей в регулируемом приводе. — Электричество. 1991. - № 11, С. 57-61.

45. Голубев А.Н., Игнатенко С.В., Лопатин П.Н. Принципы построения систем управления многофазным асинхронным двигателем. В кн.: Научно-техническая конференция «IX Бенардосовские чтения»: Тезисы докладов.-Иваново: ИГЭУ, 1999. - С. 202.

46. L. Hou, Y. Su and L. Chen, "DSP-based indirect rotor flux oriented control for multiphase induction machines," Proc. IEEE Int. Electric Machines and Drives Conf. IEMDC, Madison, WI, pp. 976-980, 2003.

47. G.K. Singh, Y. Pant and Y.P. Singh, "Voltage source inverter driven multi-phase induction machine," Computers and Electrical Engineering, vol. 29, no. 8, pp. 813834, 2003.

48. K. Hatua and Y.T. Ranganathan, "Direct torque control schemes for split-phase induction machine," IEEE Trans, on Industry Applications, vol. 41, no. 5, pp. 12431254, 2005.

49. Юночев В.И. Теория электропривода.- M.: Энергоатомиздат, 1985. 560 с.

50. Булгаков А.А. Частотное управление асинхронными двигателями.-М.:Энергоиздат, 1982. — 216 с.

51. Загорский А.Е., Шакарян Ю.Г. Управление переходными процессами в машинах переменного тока. М.: Энергоатомиздат, 1986.-176 с.

52. Н.Ф. Ильинского, И.А. Тепмана, М.Г. Юнькова. М.: Энергоатомиздат, 1983. -С. 231-240.

53. Шрейнер Р.Т., Дмитриенко Ю.А. Оптимальное частотное управление асинхронными электродвигателями. Кишинев: Штиинца, 1982. - 224 с.

54. Архангельский Н.Л., Виноградов А.Б. Анализ систем векторного управления контуром тока в асинхронных электроприводах. Иваново: ИГЭУ, 1994.-40с.

55. Е. Levi, М. Jones, S.N. Vukosavic and H.A. Toliyat, "A novel concept of a multiphase, multi-motor vector controlled drive system supplied from a single voltage source inverter," IEEE Trans, on Power Electronics, vol. 19, no. 2, pp. 320335, 2004.

56. K.K. Mohapatra, M.R. Baiju and K. Gopakumar, "Independent speed control of two six-phase induction motors using a single six-phase inverter," EPE Journal, vol. 14, no. 3, pp. 49-61,2004.

57. S.N. Vukosavic, М. Jones, Е. Levi and J. Varga, "Rotor flux oriented control of a symmetrical six-phase induction machine," Electric Power Systems Research, vol. 75, no. 2-3, pp. 142-152, 2005.

58. R. Bojoi, F. Farina, G. Griva, F. Profumo and A. Tenconi, "Direct torque control for dual three-phase induction motor drives," IEEE Trans, on Industry Applications, vol. 41, no. 6, pp. 1627-1636, 2005.

59. А.с. СССР № 1066023. Способ частотного управления многообмоточным двигателем / А.Н. Королев, В.Ф. Сидякин, А.Н. Голубев, Б.В. Новоселов и др.-опубл. вБ.И., 1984, №1.

60. MJ. Duran, Е. Levi and М. Jones, "Independent vector control of asymmetrical nine-phase machines by means of series connection," Proc. IEEE Int. Electric Machines and Drives Conf. IEMDC, San Antonio, TX, pp. 167-173, 2005.

61. Королев A.H., Голубев A.H., Куликов K.B. Построение систем управления многофазным асинхронным электродвигателем. Тезисы докладов Всесоюзной н-т конференции "Состояние и перспективы развития электротехнологии".-Иваново: ИвГУ, 1985. - С. 109.

62. Королев А.Н., Голубев А.Н., Куликов К.В. Построение систем векторного управления в многофазном асинхронном двигателе. В кн.: Микропроцессоры и устройства автоматики в системах управления техническими процессами. -Иваново: ИвГУ, 1987. - С. 78-85.

63. G.K. Singh, К. Nam and S.K. Lim, "A simple indirect field-oriented control scheme for multiphase induction machine," IEEE Trans, on Industrial Electronics, vol. 52, no. 6, pp. 1177-1184, 2005.

64. R. Bojoi, E. Levi, F. Farina, A. Tenconi and F. Profumo, "Dual three-phase induction motor drive with digital current control in the stationary reference frame," IEE Proc. Electrical Power Applications, vol. 153, no. 1, pp. 129-139, 2006.

65. Дартау В. А. Система управления асинхронным приводом с использованием информации о потоке в зазоре двигателя. — В кн.: Новые системы управления регулируемыми электроприводами. Л.: ЛДНТП, 1973.

66. Векторные системы управления асинхронных электроприводов с короткозамкнутыми исполнительными двигателями. Аналитический обзор за 1971-1986 г.г., № 4430 / Новоселов Б.В., Зезин В.Г., Быков В.Д., Королев А.Н., Голубев А.Н. Опубл. в ЦНИИ информации, 1987.

67. Поздеев Д.А., Хрещатая С.А. Частотное управление асинхронным электроприводом с поддержанием постоянства потокосцепления ротора // Электротехника. 2000. - №10. - С. 38-41.

68. R. Bojoi, M. Lazzari, F. Profümo and A. Tenconi, "Digital field oriented control for dual-three phase induction motor drives," IEEE Trans, on Ind. Appl., vol. 39, no. 3, pp. 752-760, 2003.

69. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями / О.В. Слежановский, JT.X. Дацковский, И.С. Кузнецов и др. М.: Энерго-атомиздат, 1983. - 256 с.

70. Шрейнер Р. Т., Дмитриенко Ю. А. Оптимальное частотное управление асинхронными электроприводами. Кишинев: Штиница, 1982. - 224 с.

71. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Двухканальная система векторного управления многофазным асинхронным двигателем. Тезисы XIII Междунар. н-т конф. студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». Москва, 2007. - С. 112-113.

72. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Асинхронный m-фазный электропривод с векторным управлением для машин отделочного производства. Изв. вузов. «Технология текстильной промышленности». 2006. - № 4 (292). - С. 84-86

73. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Система векторного управления многофазным асинхронным электродвигателем. Тезисы XII региональной н-т конф. студентов и аспирантов «Электроэнергетика». Иваново, ИГЭУ, 2006. - С. 26-27.

74. Ананьев С. С., Голубев А. Н. Многофазный асинхронный электропривод с векторным управлением. Материалы конференции «Междунар. н-т конф. «Состояние и перспективы развития энерготехнологии — XIII Бенардосовские чтения». Иваново, 2006. - С. 201-203

75. Гречухин В.Н., Голубев А.Н. Датчик проекций обобщенного вектора тока для микропроцессорных систем. Тезисы докладов Международной н-т конференции "Состояние и перспективы развития электротехнологии". -Иваново, 1991.-С. 15.

76. Иванов В.В., Колпаков А.И. Применение IGBT // Электронные компоненты. 1996.-№1(2).-С. 153-156.

77. Андриенко П.Д., Иоспа З.С., Роговой В.И. и др. Мощные инверторные преобразователи частоты для электропривода переменного тока. В кн.:

78. Автоматизированный электропривод / Под общ. ред. И.И. Петрова, М.М. Соколова, М.Г. Юнькова. М. ¡Энергия, 1980. - С. 148-156.

79. Машиностроение. Энциклопедический справочник. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1947. Отв. Ред. М. А. Саверин.

80. Виноградов А.Б., Чистосердов B.JL, Сибирцев А.Н. Адаптивная система векторного управления асинхронным электроприводом // Электротехника. -2003. №7.-С. 7-17.

81. F. Terrien, S. Siala and P. Noy, "Multiphase induction motor sensorless control for electric ship propulsion," Proc. IEE Power Electronics, Machines and Drives Conf. PEMD, Edinburgh, Scotland, pp. 556-561, 2004.

82. Голубев A.H., Игнатенко C.B. Оптимизация показателей фильтра в звене постоянного тока автономного инвертора.- Тезисы докладов международной научно-технической конференции "VIH Бенардосовские чтения". Иваново: ИГЭУ, 1997.-С. 28.

83. Голубев А.Н., Игнатенко C.B. Влияние числа фаз на электромагнитную совместимость системы ПЧ-АД с силовым источником. В кн.: Межвузовский сборник научных трудов по электротехнике. - Иваново:ИГЭУ, 1998. - С. 3-9.

84. Голубев А.Н., Игнатенко C.B. Оптимизация массогабаритных показателей фильтра в звене постоянного тока автономного инвертора / ИГЭУ. Иваново, 1998. - 20 с. - Деп. в ВИНИТИ, 1998.

85. Шубов И. Г. Шум и вибрация электрических машин. JL: Энергоатомиздат, 1986.

86. Анализ методов оценки виброактивности электрических машин различных типов. М.:Информэлектро, 1981. - 64 е.- (Обзорная информация / ВНИИ информации и технико-экономических исследований в электротехнике. ТС-1. Электрические машины).

87. Васютинский С.Б. Потери в сердечнике трансформатора. Л.: Энергия, 1965.-432 с.