автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Электропривод машины центробежного литья валков по системе ТПН-АД с квазичастотным управлением

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР На правах рукописи

СТРИГОВ Артем Дмитриевич

ЭЛЕКТРОПРИВОД МАШИНЫ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ ВАЛКОВ ПО СИСТЕМЕ ТПН-АД С КВАЗИЧАСТОТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск - 2009

003467874

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И Носова».

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

САРВАРОВ Анвар Сабулханович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

ЦЫТОВИЧ Леонид Игнатьевич

Кандидат технических наук КОРНИЛОВ Геннадий Петрович

Ведущая организация - ОАО «Магнитогорский

металлургический комбинат» г. Магнитогорск

Защита состоится «19» мая 2009 г. в 11 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.111.04 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, Челябинская обл., г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, ауд. 227.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И Носова».

Автореферат разослан «//» апреля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

К.Э. Одинцов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В условиях конкуренции на рынке сбыта металлопроката вопросы повышения качества и экономичности производства становятся главными и находятся в центре внимания производителей. Существенную роль в улучшении этих показателей играет сменный инструмент - прокатные валки. В настоящее время ряд металлургических предприятий, которых не устраивает качество и стоимость валков, поставляемых предприятиями металлургического машиностроения России и ближнего зарубежья, пошли по пути организации собственного производства валков. Общеизвестно, что валки, произведенные методом стационарного литья, характеризуются относительно невысокими качественными характеристиками. Внедрение современных разработок в области литейного производства прокатных валков способствуют заметному повышению их эксплуатационных показателей. В основе этих разработок лежит формирование дифференцированных по сечению физико-механических свойств валков за счет применения центробежного литья.

В настоящее время центробежные машины горизонтального литья валков реализованы на базе различных систем привода. Анализ состояния электроприводов центробежных машин с горизонтальной осью вращения для отливки листопрокатных валков, как отечественных, так и зарубежных производителей показывает, что основная часть подобных систем реализована на базе электропривода переменного тока с частотным управлением. Необходимо отметить, что отличительной особенностью данных механизмов является высокий момент инерции, в связи с чем, процесс пуска и торможения имеет затяжной характер. В настоящее время достаточно широкое применение на этих установках имеет и гидропривод. Данный тип привода, являясь высокотехнологичным, имеет вместе с тем ряд недостатков, среди которых следует отметить повышенный расход электроэнергии в системе гидропривода и высокие эксплуатационные расходы. Применение управляемого электропривода переменного тока позволяет существенно повысить энергетическую эффективность производства валков. Кроме того, данный тип привода, полностью отвечая всем требованиям технологического процесса, является более простым и надежным в сравнении с гидроприводом, а следовательно, менее затратным при внедрении и обслуживании.

Наряду с реализацией электропривода на основе частотного управления, схем машин двойного питания, а также вентильных- двигателей следует выделить систему тиристорный преобразователь напряжения - асинхронный двигатель (ТПН-АД). Основными достоинствами данной системы являются высокая надежность, простота системы управления и низкая стоимость. Кроме того, возможности системы ТПН-АД могут быть значительно расширены за счет использования, наряду с фазовым управлением, специальных способов управления, среди которых наибольшее внимание разработчиков привлекает квазичастотное управление (КЧУ). Развитию теории и практики тиристорных асинхронных электроприводов способствовали исследования и разработки Московского энер-

гетического института, Уральского политехнического института (УГТУ-УПИ), Одесского политехнического института и ВНИИэлектропривод (ОАО «Электропривод»), Результаты этих исследований нашли обобщение в работах Шубенко В.А., Петрова Л.П., Масандилова Л.Б., Браславского И.Я. и других авторов.

Целью работы является разработка электропривода по системе ТПН-АД, обеспечивающего технологические требования в реализации пуско-тормозных режимов и улучшение энергетических показателей машины центробежного литья валков.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих основных задач:

- анализ современного состояния приводов роликов машины центробежного литья валков с горизонтальной осью вращения и уточнение требований к ним с учетом особенностей технологии изготовления прокатных валков;

- проведение технико-экономического сопоставления вариантов электропривода, обоснование выбора электропривода приводных роликов по системе ТПН-АД с КЧУ и разработка рациональной силовой схемы двухдвигательного электропривода;

- уточнение методики расчета мощности электродвигателей с учетом особенностей схемной реализации двухдвигательного электропривода и оценки потерь энергии в пуско-тормозных режимах;

- создание математической модели двухдвигательной системы ТПН-АД, позволяющей исследовать электромеханические процессы в пуско-тормозных режимах при реализации КЧУ с одновременной оценкой теплового состояния двигателей;

- установление реализуемости технологических тахограмм, определение энергетических и электромеханических показателей электропривода в пуско-тормозных режимах на основе исследований двухдвигательной системы ТПН-АД с КЧУ на модели.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использовались основные положения теории электромеханического преобразования энергии, теория электропривода по системе ТПН-АД, методы математического моделирования, реализованные в современном программном пакете системы МаПаЬ, и ее инженерном приложении БипиИпк. Экспериментальные исследования по определению статического момента сопротивления проводились на действующей промышленной установке. Проводились также исследования процесса пуска 2-х асинхронных двигателей с последовательно соединенными фазными обмотками статора на лабораторной базе МГТУ.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Результаты технико-экономического анализа вариантов реализации электропривода приводных роликов машины центробежного литья валков и обоснование выбора системы ТПН-АД с КЧУ с учетом требований по осуществлению пуско-тормозных режимов.

2. Силовая схема двухдвигательного электропривода приводных роликов, в которой обеспечивается независимое управление фазными группами от одного комплектного устройства ТПН на основе последовательного соединения фазных обмоток статоров двигателей и встречно-параллельных вентильных групп по схеме «треугольник».

3. Уточненная методика расчета мощности приводных двигателей с учетом особенностей силовой схемы электропривода по системе ТПН-АД с КЧУ, требований по реализации технически обоснованных темпов разгона и торможения, а также оценки тепловых потерь в двигателях в пуско-тормозных режимах.

4. Математическая модель двухдвигательной системы ТПН-АД, в которой учтены особенности схемной реализации электропривода и алгоритмы КЧУ, позволяющая исследовать электромеханические процессы с учетом взаимосвязи двигателей по общему току статоров и тепловые процессы в пуско-тормозных режимах.

5. Результаты теоретических исследований на компьютерной модели, позволяющие установить реализуемость технологических требований в предложенной системе электропривода на основе ТПН-АД с квазичастотным управлением и обоснованность предложенной методики расчета мощности двигателей.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются возможностью практической реализации разработанного электропривода приводных роликов машины центробежного литья валков на базе двухдвигательной системы ТПН-АД. В основе математической модели системы электропривода лежит известное в теории электропривода математическое описание АД с учетом нелинейности кривой намагничивания и вытеснение токов в пазах ротора. Реализованные алгоритмы КЧУ ранее были апробированы в научно-исследовательских работах других авторов. Кроме того, данные алгоритмы реализованы в серийно выпускаемых преобразователях известных фирм-производителей. Установлено, что результаты моделирования типовых электромеханических процессов соответствуют реальным процессам в системе ТПН-АД. Кроме того, установлено, что механические характеристики, полученные при реализации КЧУ на модели, также соответствуют результатам, полученным при экспериментальных исследованиях.

Научная значимость и новизна работы.

В процессе решения поставленных задач были получены следующие научные результаты:

1. Обоснована технико-экономическая целесообразность применения системы электропривода приводных роликов на базе ТПН-АД с КЧУ.

2. Предложена силовая схема двухдвигательного электропривода, в которой осуществлено последовательное включение фазных обмоток статоров двух двигателей и встречно-параллельных вентильных групп в каждой из ветвей соединенных по схеме «треугольник», что обеспечивает независимое управление фазными группами статорных обмоток АД от одного комплектного устройства ТПН.

3. Уточнена методика расчета мощности приводных двигателей, в которой учтены особенности силовой схемы двухдвигательного электропривода по системе ТПН-АД с КЧУ, требования по реализации технически обоснованных темпов разгона и торможения, а также дополнительно проводится оценка тепловых потерь в двигателях в пуско-тормозных режимах.

4. Разработана математическая модель, предложенной системы двухдвигательного электропривода машины центробежного литья валков, в которой реализованы особенности силовой схемы питания двигателей, алгоритмы КЧУ, позволяющая исследовать электромеханические процессы с учетом взаимосвязи двигателей по общему току статоров и тепловые процессы в пуско-тормозных режимах с использованием трехтельной тепловой модели АД.

5. На основе математического моделирования получены результаты, подтверждающие реализуемость требований технологического процесса в системе ТПН-АД с КЧУ и позволяющие оценить обоснованность уточненной методики расчета мощности приводных электродвигателей.

Практическая ценность и реализация работы заключается в том, что в результате проведенных исследований:

Разработанная двухдвигательная система электропривода ТПН-АД позволяет реализовать технологические требования к электроприводу машины центробежного литья валков в пуско-тормозных режимах, является наиболее простой по составу оборудования. Удельные затраты при внедрении предложенной системы электропривода вдвое ниже, чем при использовании преобразователя частоты. Установлено также, что в системе ТПН-АД с КЧУ электропотребление на 55 % меньше по сравнению с существующим гидроприводом.

Результаты работы приняты к внедрению на участке валков цеха изложниц в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» ЗАО «Механоремонтный комплекс» при разработке системы электропривода приводных роликов центробежной машины горизонтального типа.

Разработанная математическая модель системы ТПН-АД с КЧУ может быть рекомендована для внедрения в учебный процесс при изучении дисциплин подготовки инженеров по специальности «Электропривод и автоматизация промышленных установок»

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Х1У-Й Международной научно-технической конференции «Электроприводы переменного тока ЭППТ-07» (г. Екатеринбург, 2007 г.), У-й Международной научно-технической конференции «Автоматизированный электропривод АЭП-2007» (г. Санкт-Петербург, 2007 г.), 65, 66 и 67 научно-технических конференциях ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет» - ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». В полном объеме результаты диссертационной работы были заслушаны и обсуждены на расширенном научном семинаре кафедры электроники и микроэлектроники ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет».

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 11 печатных трудах, в том числе 2 статьи в рецензируемых изданиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 105 наименований и приложения. Работа изложена на 150 страницах основного текста, содержит 43 рисунка и 25 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрено состояние вопроса, обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи работы.

В первой главе приведена обзорная информация о технологии центробежного литья, а также показаны особенности изготовления прокатных валков данным способом и основные положения по модернизации центробежной машины, действующей в цехе изложниц ЗАО «МРК» ОАО «ММК». В результате модернизации предложено осуществить переход от действующей системы гидропривода к электроприводу. Характерной особенностью литейной машины является высокий приведенный момент инерции и относительно низкий момент сопротивления, обусловленный только силами трения. На основе анализа системы гидропривода определены его достоинства и недостатки. Наиболее существенными недостатками гидросистемы являются повышенный уровень электропотребления, а также высокие эксплуатационные расходы на обслуживание установки (потребность в охлаждении/подогреве гидравлической жидкости, смена масляных фильтров, контроль давления и уровня жидкости и др.). С позиции электропотребления данная система является неэффективной, в связи с тем, что электродвигатель гидронасоса работает с постоянной скоростью на всех этапах технологического процесса, л,,об/мин На основании анализа ра-

бочей тахограммы центробежной машины (рис. 1) с учетом таких особенностей, как высокий момент инерции и фрикционная связь между приводными роликами и кокилем, уточнены требования, предъявляемые к электроприводу. Среди них основными являются: реализация промежуточной ступени частоты вращения на уровне 1/3 от основной, обеспечение равномерного деления нагрузки между двигателями приводных роликов, отсутствие проскальзываний между приводными роликами и кокилем в динамических режимах и обеспечение эффективного торможения электропривода после заливки

Рис. 1. Тахограмма работы центробежной машины

металла в кокиль длительностью не более 300 секунд, согласно технологии изготовления валков.

Проведен краткий обзор, а также технико-экономическое сопоставление возможных вариантов реализации электропривода центробежных машин: на основе преобразователя частоты (ПЧ), асинхронного вентильного каскада, систем тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока и ТПН-АД. В результате сравнения указанных вариантов установлено, что электропривод на базе двухдвигательной системы ТПН-АД с КЧУ является наиболее простым по составу оборудования и экономически обоснованным техническим решением, способным реализовать все основные требования к электроприводу машины центробежного литья валков. Установлено, что средний удельный показатель руб/кВт для ТПН практически вдвое меньше, чем для ПЧ. Сформулированы основные задачи по диссертационной работе.

Во второй главе приведена методика расчета электромеханических параметров разрабатываемой системы электропривода переменного тока и основные расчетные формулы для определения инерционных параметров системы с учетом изменения момента инерции в процессе заливки металла в кокиль.

Экспериментальным путем установлено, что статический момент сопротивления центробежной машины является постоянной величиной и находится в пределах 10-15 % от значений динамических моментов электропривода в пуско-тормозных режимах.

При переходе к асинхронному электроприводу могут быть использованы двигатели с различной частотой вращения магнитного поля статора. Существующая гидросистема обеспечивает частоту вращения роликов 1200 об/мин. С учетом этого были скорректированы диаметры роликов и рассчитаны основные параметры центробежной машины. Результаты расчетов представлены в табл. 1. Частота вращения кокиля во всех случаях остается неизменной, т.е. технология изготовления валков не нарушается.

Таблица 1

Основные параметры центробежной машины

Параметр Рабочая частота вращения роликов, об/мин

1200 750 1000 1500 3000

Радиус ролика, м 0,29 0,464 0,348 0,232 0,116

Момент инерции роликов, кгм2 109 717 227 45 2,8

Приведенный момент инерции установки (без металла), кг-м2 1280 3712 1912 794 190

Приведенный момент инерции установки (с металлом), кг-м2 1360 3921 2029 846 203

Приведенный момент сопротивления установки, Н-м 81,2 130 97,4 65 32,5

Определены условия возникновения «проскальзываний» в механической системе «приводные ролики - кокиль» и на этой основе произведен расчет пре-

дельно допустимого динамического момента (1) и минимально возможной длительности (2) пуско-тормозных режимов:

Мдоп-----Кр> (1)

, . = (2) тш 2 Мдоп-Мс' {2)

где /л - коэффициент трения; тк - масса кокиля; g - ускорение свободного падения; <р - угол между направлением силы тяжести и нормалью к касательной, проходящей через точку соприкосновения кокиля и ролика; Яр - радиус ролика; Зпр, Мс - соответственно, приведенные момент инерции и сопротивления центробежной машины; сор - рабочая частота вращения роликов.

В табл. 2 представлены результаты расчета предельно допустимого динамического момента и минимально возможной длительности пуско-тормозных режимов для роликов с различными значениями рабочей частоты вращения.

Таблица 2

Граничные условия при реализации пуско-тормозных режимов

Параметр Рабочая частота вращения роликов, об/мин

1200 750 1000 1500 3000

<Р, град 45 34,5 41,7 48,9 60

Мдоп при разгоне / торможении без металла, Н-м 2916 5438 3691 2168 820

М'доп при торможении с металлом, Н-м 3443 6423 4360 2561 968

/шш при разгоне / торможении без металла, сек 28 27,1 27,5 29,2 37,1

при торможении с металлом, сек 24,5 23,7 24,1 25,6 32,4

Предложена рациональная силовая схема двухдвигательного электропривода по системе ТПН-АД с соединением в «треугольник» ветвей из двух последовательно включенных статорных обмоток АД (рис. 2). При этом фазное напряжение на каждом двигателе составит 0,5 значения линейного напряжения, т.е. понизится на 14% от номинального значения. Это обстоятельство в дальнейшем учтено при расчете мощности приводных двигателей.

I)I

Рациональность данного решения заключается в использовании одного преобразователя для двух двигателей. В этом случае достигается равномерное деление нагрузок между двигателями и независимое управление питанием фазных обмоток, что особенно важно для реализации алгоритмов КЧУ.

В результате предварительных расчетов установлено, что электропривод приводных роликов наиболее нагружен в пуско-тормозных режимах, длительность которых составляет 3-5 минут, следовательно, нагрузки в этих режимах являются определяющими при расчете мощности двигателей.

В связи с этим была предложена уточненная методика расчета мощности приводных двигателей, в которой учтены: схемная реализация силовой части электропривода, влияние КЧУ на величину потерь в двигателях в пуско-тормозных режимах и их длительность. В результате получены две расчетные формулы:

1. С учетом требований по моменту

Рис. 2. Силовая схема двухдвигательного электропривода по системе ТПН-АД

Р„=М„

■сои = . . _и--0,95<а0,

(3)

2-0,75 тдвср-(„

где /„ - длительность пуска; тдвср- относительная величина среднего значения момента, развиваемого асинхронным двигателем при пуске; со0~ синхронная частота вращения двигателя.

2. С учетом нагрева двигателей в пуско-тормозных режимах

(4)

где Т]н - номинальный КПД двигателя; Сх - конструктивный коэффициент, ¡3 -коэффициент, учитывающий разность сопротивлений статора и ротора; Упр -приведенный момент инерции установки с учетом металла рабочего слоя; ¡т -длительность торможения; ккв- коэффициент, учитывающий снижение потерь

выделяемых в двигателе при КЧУ в переходных режимах в 1,5-3 раза; а - коэффициент ухудшения теплоотдачи двигателя.

На рис. 3, а представлены расчетные зависимости номинальной мощности одного двигателя центробежной машины от длительности пуска электропривода Рн = /(/„) согласно выражению (3) - кривая 1 и (4) - кривая 2. Таким образом, выбор мощности приводных двигателей при ?„ > 70 секунд следует производить по кривой 2, а при < 70- по кривой 1. Кроме того, необходимо учитывать, что длительность процессов пуска и торможения не может быть меньше значений приведенных в табл. 2. На рис. 3, б представлены окончательные кривые расчетной мощности с учетом использования двигателей с разной частотой вращения магнитного поля. При этом использовались данные реальной машины, приведенные в табл. 1.

а) 6)

Рис. 3. Графики выбора мощности приводных двигателей

На основании анализа данных, представленных в табл. 1 и 2, а также на рис. 3, приходим к выводу, что с уменьшением диаметра приводных роликов при одновременном увеличении их частоты вращения происходит снижение энергетических затрат при работе центробежной машины. Наиболее целесообразным является использование приводных двигателей с частотой вращения магнитного поля статора 1500 об/мин. В этом случае радиус роликов уменьшается на 20 %, а приведенный момент инерции на 38 %. Применение двигателей с частотой вращения магнитного поля 3000 об/мин представляется не совсем оправданным, так как происходит значительное снижение диаметров роликов (в 2,5 раза) и соответственно предельно допустимого момента (в 3,5 раза).

В качестве приводных были выбраны асинхронные двигатели типа 5АМН250Б4 номинальной мощностью 90 кВт и синхронной частотой вращения 1500 об/мин.

Третья глава посвящена разработке математической модели двухдвига-тельной системы ТПН-АД с последовательным соединением статорных обмоток.

Приведен математический аппарат, используемый при компьютерном моделировании асинхронных двигателей, в основе которого лежат известные в теории электрических машин уравнения Парка-Горева. Выполнена оценка наиболее важных факторов (явлений), которые необходимо учесть при построении модели. В результате была разработана математическая модель двухдвигатель-ного электропривода с последовательным соединением статорных обмоток в трехфазной системе координат, неподвижной относительно статора, с учетом нелинейности кривой намагничивания и эффекта вытеснения тока в пазах ротора. Отличительная особенность разработанной модели состоит в том, что она позволяет исследовать электромеханические процессы с учетом взаимосвязи приводных двигателей по общему току статоров.

Была разработана математическая модель ТПН, в которой реализовано независимое управление питанием фаз последовательно соединенных статорных обмоток двигателей. Обоснована возможность применения системы импульсно-фазового управления с синхронизацией по напряжению сети.

Для оценки температурного состояния приводных двигателей возникла необходимость создания тепловой модели АД. Наиболее уязвимой к тепловым нагрузкам является изоляция обмоток асинхронного двигателя, следовательно, в пуско-тормозных режимах, длительность которых составляет 3-5 минут необходимо оценивать не температуру двигателя в целом, а его обмотки. Проведен анализ методов моделирования тепловых процессов в электрических машинах. При разработке модели использован метод эквивалентных тепловых схем, согласно которому АД представляется тремя телами нагрева (рис. 4): 1 - обмотки

Представленные модели были реализованы в пакете БипиПпк программной среды МаОаЬ согласно полученным уравнениям.

Для подтверждения работоспособности разработанной двухдви-гательной модели и адекватности результатов моделирования, реальным процессам в двигателях, на лабораторной базе МГТУ были произведены экспериментальные исследования прямого пуска двух последовательно соединенных по схеме «треугольник» АД типа БАе26а (Рн = 0,8 кВт; /„ = 2,2 А). На рис. 5 представлена осциллограмма тока статора, полученная в ходе эксперимента (кривая 1) и на модели (кривая 2). Расхождение амплитудных значений статорного тока на отдельных интервалах не

статора, 2 - сталь статора и 3 - ротор.

превышает 15 %. На большинстве интервалах амплитуды токов практически полностью совпадают.

в 8 6 4

<

15 О Ь

-4 -6 -8

О 25 50 75 1X3 125 150 175 200 225 250 275 300 Ерем, «с

Рис. 5. Осциллограмма тока статора при прямом пуске последовательно соединенных АД в схеме «треугольник» (1 - эксперимент; 2 -модель)

Адекватность тепловой модели установлена путем сопоставления результатов расчетов полученных на модели и экспериментальных данных, получен-

ных для ряда двигателей серии 5 А (табл. 3).

Таблица 3

Тип двигателя Превышение температуры обмотки статора, °С Ошибка, %

Полученное в ходе эксперимента Рассчитанное на модели

5АН225М4 52,2 54,5 4,4

5АН225М6 50 52,4 4,8

5АН250М 6 54 55,7 3,1

5АН250Б8 59,9 61,9 3,3

5АН250М8 60 62,7 4,5

Кроме того, был построен блок, осуществляющий расчет энергетических показателей работы электропривода (энергия потерь в обмотках статора и ротора, потребляемая мощность и энергия), согласно классическим выражениям, в установившихся и переходных режимах работы.

Четвертая глава посвящена исследованиям пуско-тормозных режимов двухдвигательной системы ТПН-АД с квазичастотным управлением на математической модели.

Для сопоставления были рассмотрены следующие варианты реализации пускового режима: прямой пуск, детерминированный (с ненулевыми начальными условиями), пуск при фазовом управлении преобразователем и квазичастотный пуск. Установлено, что при прямом, детерминированном пуске и фазовом управлении наступает перегрев изоляции обмоток выбранных двигателей при достижении частоты вращения 0,5-0,7 от основной, вследствие высокой кратно-

—^П и2: \ --НИЦ д-Г! ;

! | ! ! !

А ¿У V

ста пускового тока и длительности его протекания, таким образом, данные способы пуска не приемлемы.

Дано краткое описание теоретических основ формирования режима КЧУ по принципу модулирующих напряжений и временных интервалов. Определены особенности реализации КЧУ с учетом предлагаемой силовой схемы электропривода.

На основе результатов математического моделирования электромеханических процессов в системе ТПН-АД построены механические характеристики АД при КЧУ (рис. 6). В работе проведено их сопоставление с экспериментальными характеристиками, полученными в ходе аналогичных исследований в этом направлении. В режиме КЧУ питание статорных обмоток АД осуществляется трехфазной системой полуволн токов переменной полярности с частотой /у. При этом составляющие фазных напряжений могут образовывать прямую последовательность чередования фаз (/у > 0, характеристики 1 и 2 на рис. 6) и обратную (/„ < 0, характеристика 3 на рис. 6).

Рис. 6. Механические характеристики АД при КЧУ: в режиме пуска (а) и торможения (б)

Согласно приведенным механическим характеристикам, разгон двигателя до рабочей скорости при КЧУ можно осуществить путем ступенчатого повышения значения частоты /„. Такой способ пуска следует рассматривать как многоступенчатый частотный пуск. На рис. 7 представлены результаты моделирования квазичастотного пуска предложенной системы электропривода центробежной машины.

! 1

___ ............ 1 ... ............1 •■ -

м/мя

1ПН

I-

,35.71-4.). 38.9 Гц

Г0б.°С

1,сек •

Рис. 7. Квазичастотный пуск электропривода центробежной машины

Действующее значение тока статора на протяжении всего процесса не превышает 1,8 номинальных значений. Длительность разгона находится в пределах 210 секунд и она жестко не регламентирована по условиям технологии. Из диаграммы процесса нагрева статорной обмотки (тоб (/)) следует, что перегрева изоляции двигателей в этом случае не происходит.

В табл. 4 приведены энергетические характеристики, исследованных на модели способов пуска.

Таблица 4

Энергетические показатели различных способов пуска

Величина, кВт-ч

Способ пуска Энергия потерь Энергия потерь Потребляемая

в статоре в роторе из сети энергия

Прямой 2,78 2,29 7,88

Детерминированный 2,78 .. 2,29 7,88

Фазовое управление 2,81 2,33 7,95

Квазичастотный 1,53 1,38 5,95

Из результатов, представленных в табл. 4 следует, что потери энергии в двигателях при КЧУ на 40% меньше, чем при других, исследованных в данной работе способах пуска.

По условиям технологии жестко регламентирована длительность тормозного режима. Для действующей машины она не должна превышать 300 секунд. Экспериментально установлено, что длительность торможения кокиля на свободном выбеге составляет 30 минут. Для разработки эффективного способа торможения были проведены дополнительные исследования по его реализации на основе ТПН-АД с КЧУ. При этом было принято во внимание, что в данной системе в области синхронной частоты двигатель не создает тормозного момента (рис. 6, а). Для устранения данного недостатка предложено перейти на режим противовключения. На рис. 2 такое переключение реализуется силовыми ключами К1 и К2. Алгоритм КЧУ при этом выбирается таким, что составляющие фазных напряжений создают обратную последовательность чередования фаз (рис. 6, б). В результате смены питания двух фаз двигателя при реализации известных алгоритмов КЧУ достигаются наилучшие условия для эффективного торможения. На рис. 8 представлены результаты моделирования процесса торможения центробежной машины предложенным способом.

о/а„

1

08 08 04 02 0

М/Мн о -1 -2 -3 -4 -5

15 1

05 0

Гоб.'С

80

80 40 20 О

Р.кВт 40 20 0 -20 •40

'Ю о 50 100 150 200 1сек 250

Рис. 8. Квазичастотное торможение электропривода центробежной машины

В этом режиме результирующий вектор питающего напряжения меняет направление вращения, а магнитное поле, формируемое токами статора, благодаря алгоритму КЧУ, продолжает вращаться в том же направлении что и ротор, но с меньшей частотой. На расчетных осциллограммах отмечены участки, когда мощность, потребляемая двигателями, принимает отрицательные значения, т.е. возникают интервалы рекуперативного торможения.

Установлено, что длительность торможения в данной системе при заданных ограничения не превышает 250 секунд, что удовлетворяет технологическим требованиям. Расчеты, произведенные на тепловой модели АД, свидетельствуют об отсутствии перегрева изоляции статорных обмоток приводных двигателей, даже в том случае, если возникнет необходимость торможения сразу после разгона электропривода.

Проведено также сопоставление энергетических показателей разработанной системы ТПН-АД с КЧУ и действующей системы гидропривода центробежной машины. Установлено, что реализация электропривода машины центробежного литья валков по системе ТПН-АД с КЧУ позволит снизить электропотребление установки практически вдвое по сравнению с существующей системой гидропривода. Ожидаемый экономический эффект от модернизации машины центробежного литья валков за счет экономии электроэнергии составит около 300 тыс. рублей.

Количественная оценка рассчитанных энергетических и экономических показателей позволяет судить о целесообразности замены существующей гидросистемы на двухдвигательный электропривод переменного тока по системе ТПН-АД с КЧУ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

В диссертационной работе решена актуальная научно-техническая задача, связанная с созданием новой системы электропривода машины центробежного литья валков горизонтального типа на базе ТПН-АД с КЧУ. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования позволили получить следующие результаты и выводы:

1. В результате анализа технико-экономических показателей вариантов построения электропривода машины центробежного литья валков и с учетом требований к реализации рабочей тахограммы обоснована целесообразность выбора системы ТПН-АД.

2. Разработана силовая схема двухдвигательного электропривода, в которой обеспечивается независимое управление фазными группами статорных обмоток АД от одного комплектного ТПН при соединении в «треугольник» ветвей, в которых осуществлено последовательное соединение обмоток статоров и встречно-параллельных вентильных групп преобразователя.

3. Уточнена методика расчета мощности приводных двигателей, в которой учтены особенности схемной реализации силовой части электропривода и процессы нагрева двигателей в пуско-тормозных режимах.

4. Разработана математическая модель двухдвигательной системы ТПН-АД с учетом особенности реализации силовой схемы и алгоритмы квазичастотного управления, позволяющая исследовать электромеханические и тепловые процессы, а также оценить энергетические показатели системы.

5. По результатам моделирования установлено, что потери энергии в двигателях при квазичастотном управлении на 40% меньше, чем при других исследованных способах пуска в системе ТПН-АД.

6. В результате исследований на компьютерной модели установлена возможность снижения электропотребления в двухдвигательной системе ТПН-АД с КЧУ практически в два раза по сравнению с существующей системой гидропривода.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Стригов, А.Д. Математическая модель асинхронного двигателя в трехфазной системе координат с учетом насыщения [Текст] / A.C. Сарваров, А.Д. Стригов // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. -Магнитогорск: МГТУ, 2006. - Вып. 12. - С. 198-205.

2. Стригов, А.Д. Разработка модели асинхронного двигателя с учетом нелинейности намагничивания в среде «Matlab» [Текст] / А.Д. Стригов // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2006. - Вып. 12. - С. 289-295.

3. Стригов, А.Д. Реализация специальных режимов асинхронного электропривода с тиристорным управлением при питании от однофазной сети [Текст] / A.C. Сарваров, Е.А. Завьялов, А.Д. Стригов // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. -2006.-№3.-С. 3-6.

4. Стригов, А.Д. Моделирование пуска двухдвигательного асинхронного электропривода с последовательным соединением статорных обмоток [Текст] / A.C. Сарваров, А.Д. Стригов // Электроприводы переменного тока: Тр. XIV на-учно-технич. конф. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. - С. 197-200.

5. Стригов, А.Д. Разработка электропривода машины центробежного литья валков по системе ТПН-АД [Текст] / А.Д. Стригов, A.C. Сарваров, М.Ю. Петушков // Труды V международной (XVI Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу - Санкт-Петербург, 2007. - С. 347-350.

6. Стригов, А.Д. Моделирование пуска двухдвигательного асинхронного электропривода с повышенным моментом инерции [Текст] / А.Д. Стригов // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2007. - Вып. 14. - С. 32-36.

7. Стригов, А.Д. Модель асинхронного двигателя с разомкнутой обмоткой статора [Текст] / А.Д. Стригов // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2007. - Вып. 14. - С. 130-133.

8. Стригов, А.Д. Рекуперативное торможение в системе ТПН-АД в режиме противовключения [Текст] / A.C. Сарваров, А.Д. Стригов // Оптимизация режимов работы электротехнических систем: межвуз. сб. науч. тр. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2008. - С. 116-121.

9. Стригов, А.Д. Особенности реализации тормозного режима машины центробежного литья валков в системе ТПН-АД с квазичастотным управлением [Текст] / А.Д. Стригов, A.C. Сарваров // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2008. - Вып. 15. - С. 105110.

10. Стригов, А.Д. Моделирование пуско-тормозных режимов электропривода машины центробежного литья валков [Текст] / А.Д. Стригов, A.C. Сарваров // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». - 2008. - №26(126). -С. 50-55.

11. Стригов, А.Д. Определение условий реализации электропривода машины центробежного литья валков по системе ТПН-АД [Текст] / А.Д. Стригов, И.А. Сарваров, A.C. Сарваров // Изв. вузов. Электромеханика. -2009. -№1.- С. 88-93.

Подписано в печать 17.04.2009. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ 286.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ МАШИН ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ ВАЛКОВ.

1.1. Особенности технологического процесса центробежного литья.

1.21 Производство центробежнолитых валков на примере ЗАО «МРК» ОАО «ММК».

Г.З. Особенности электрооборудования центробежной машины,, действующего в цехе изложниц ЗАО «МРК» ОАО «ММК».

1.41 Уточнение требований к электроприводу центробежноймашины

1.5. Технико-экономическое обоснование выбора системьь электропривода.

1.6. Основные задачи диссертационной работьг.

Выводы.

ГЛАВА 2. УТОЧНЕНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ЭНЕРГОСИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ИВЫБОРА ДВИГАТЕЛЕЙ.

2.1. Определение инерционных параметров электропривода центробежной машины.

2.1.1. Расчет момента инерции кокиля.

2.1.2. Расчет момента инерции роликов.

2.1.3. Расчет приведенного момента инерции установки.

2.2. Расчет динамических параметров.

2.3. Возможность снижения инерционных показателей машины.

2.4. Определение граничных условий формнрованняпуско-тормозных режимов.

2;5. Основные положения по системе ТПН-АД. Разработка силовой схемы электропривода.

2.6. Определение мощности приводных двигателей центробежной машины.;.

2.6.1. Расчет по необходимому динамическому моменту.

2.6.2. Расчет с учетом нагрева двигателей-в пуско-тормозных режимах.

Выводы.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДВУХДВИГАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ТПН-АД.

ЗЛ!. Математическая модель асинхронного,двигателя*.

3.1.1. Учет насыщения цепи намагничивания.

3.1.2. Учет эффекта вытеснения тока в пазах ротора.

3.1.3. Построение математической модели АД.

3.2. Создание модели двухдвигательного электропривода с последовательным соединением обмоток статора.

3.3. Математическое описание тиристорного преобразователя напряжения.

3.4. Построение тепловой модели асинхронного двигателя.

3.5. Основные показатели эффективности электромеханического. преобразования энергии.

3.6. Оценка.адекватности построенных математических моделей.

Выводы.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ ПУСКО-ТОРМОЗНЫХ РЕЖИМОВ ДВУХДВИГАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ТПН-АД С КВАЗИЧАСТОНЫМ

УПРАВЛЕНИЕМ.

4.1. Прямой пуск электропривода центробежной машины.

4.2. Детерминированный пуск (с ненулевыми начальными условиями)

4.3. Пуск при фазовом управлении.

4.4. Пуск при квазичастотном управлении.

4.5. Реализация торможения электропривода при квазичастотном управлении.

4.6. Режим заливки металла рабочего слоя.

4.7. Пуско-тормозные режимы работы электропривода на промежуточной частоте вращения.

4.8. Сравнение энергетических показателей гидропривода и электропривода на основе двухдвигательной системы ТПН-АД.

Выводы.

В условиях конкуренции на рынке сбыта проката постоянное внимание уделяется качеству маталлопроката и экономичности производства. Немаловажную роль в достижении наилучших показателей производства в этой отрасли главный^ инструмент прокатного производства — прокатные валки. В настоящее время многие крупные металлургические предприятия, которые не удовлетворены показателями цена-качество валков, поставляемых заводами металлургического машиностроения России и ближнего зарубежья, пошли по пути создания собственного производства валков. Это потребовало разработки новых технологий изготовления валков, внедрения опыта специализированных предприятий по выпуску валков, а также привлечения зарубежного опыта [1].

Требования к прокатным валкам в настоящее время постоянно возрастают. При этом особое внимание уделяется повышению их эксплуатационных свойств, которые в основном определяются показателями твердости, прочности и термостойкости (для валков станов горячей прокатки).

Сложность изготовления* валков состоит в том, что в них должны сочетаться противоположные свойства, такие как высокая твердость рабочего (поверхностного) слоя и достаточно прочная сердцевина с высокими пластическими- характеристиками. Технологически обоснованным методом изготовления производства подобных изделий;с разнородными по химическому составу металлами является последовательная заливка металлов в форму.

Используемый в настоящее время, способ изготовления прокатных валков в стационарной форме путем так называемой,«промывки» или «полупромывки» характеризуется низкой эффективностью процесса и нестабильными качественными характеристиками изделия.

Избежать недостатков стационарного способа заливки и обеспечить высокое качество валков с дифференцированными по сечению физико-механическими свойствами возможно, используя современный способ изготовления — центробежное литье.

Преимущества центробежного способа литья валков по сравнению со стационарным состоят в следующем: равномерная по* длине и сечению бочки валка толщина рабочего слоя, регулируемая в широких пределах; сокращение расхода жидкого металла; экономия легирующих элементов; практически одинаковая по длине и сечению валка высокая твердость и структура; повышение производительность труда; снижение себестоимости валков; сокращение вредных выбросов, в атмосферу и повышение культуры производства [2, 3].

Отличительной особенностью механизмов подобного рода является высокий момент инерции и как следствие — затяжной характер процесса пуска. Кроме того, продолжает оставаться' открытым вопрос рекуперации^ запасенной вращаю щимисямассами кинетической энергии обратно в питающую сеть.

До недавнего времени, практически монопольно, для привода механизма вращения центробежных машин применялся электропривод постоянного тока, ввиду широких регулировочных возможностей данного типа привода [4]. Следует заметить, что по своим стоимостным и массогабаритным показателям; а также эксплуатационным характеристикам он уступает электроприводу переменного тока. В то же время электродвигатели переменного тока, обладая ограниченными регулировочными1 возможностями, в электроприводах центробежных машин практически не применялись. Только в*настоящее время, когда началось широкое внедрение современной полупроводниковой преобразовательной техники для электроприводов переменного тока, появилась возможность реализации электроприводов центробежных машин для литья валков на переменном токе.

В-качестве промежуточного варианта, довольно широкое распространение на этих установках имеет гидропривод [5]. Данный тип привода, является достаточно высокотехнологичным, но вместе с этим имеет ряд недостатков, среди которых следует отметить повышенный расход электроэнергии в системе гидропривода и отсутствие возможности рекуперации запасенной кинетической энергии обратно в сеть. Ожидается, что переход к управляемому электроприводу переменного тока позволит существенно повысить энергетическую эффективность производства* валков. Кроме того, данный тип привода, полностью отвечая всем требованиям технологического процесса, является более простым и надежным, а, следовательно; менее затратным при внедрении и эксплуатации.

В этой связи на кафедре «Электроника и микроэлектроника» Магнитогорского государственного технического университета совместно с ЗАО «Механоремонтный комплекс» (ЗАО» «МРК») ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК») ведутся?;работы по ^ модернизации механизма вращения приводных роликов» центробежной машины с целью перехода от существующей системы гидропривода^ к электроприводу переменного тока на основе двухдвигательной системы тиристорный преобразователь напряжения - асинхронный двигатель (ТПН-АД) [6].

Основными достоинствами данной системькявляютсяшысокая надежность, удобство управлениям и низкая стоимость. Кроме того;. возможности системы ТПН-АД могут быть значительно расширены за счет использования; наряду с фазовым; управлением, специальных способов управления; среди которых наибольшее внимание разработчиков; привлекает квазичастотное управление. Вследствие чего; интерес к.данному типу электропривода не ослабевает.

Диссертационная работа; состоит их четырех глав, заключения, и приложения.

В первой главе приведена , основная информация о технологии центробежного литья; а также особенности изготовления прокатных валков данным способом. Представлены основные положения! по модернизации центробежной машины; действующей: в цехе изложниц ЗАО «МРК» ОАО «ММК», с целью перехода от существующей гидросистемы к электроприводу переменного тока. Сформулированы основные требования, предъявляемые к электроприводу подобных литейных механизмов с учетом особенностей технологического процесса, изготовления валков. Проведен технико-экономический анализ существующих современных способов реализации электроприводов центробежных машин с горизонтальной осью вращения. В завершении этой главы определены основные задачи»диссертационной работы.

Во второй главе диссертации приведена методика расчета инерционных параметров системы, в частности, приведенного момента инерции, прикладываемого к электродвигателям. Также определены основные динамические показатели привода установки при работе в режимах покраски кокиля и заливке металла рабочего слоя. Установлена возможность снижения инерционных параметров центробежной машины путем изменения радиуса роликов. Кроме того, рассматриваются* вопросы обеспечения надежности фрикционной связи между приводными роликами и кокилем. Представлена оригинальная силовая схема электропривода по системе ТПН-АД, позволяющая использовать один преобразователь для управления двумя электродвигателями, а также обеспечить равномерное деление нагрузки между двигателями центробежной машины. Уточнена методика расчета мощности приводных электродвигателей с учетом схемной реализации силовой > части электропривода, величины потерь энергии в двигателях в пуско-тормозных режимах и их длительности.

Третья глава посвящена разработке математической модели двухдвигательной системы ТПН-АД с последовательным соединением статорных обмоток в системе Matlab.

Приведен математический' аппарат, используемый при компьютерном моделировании асинхронных двигателей, в основе которого лежат известные в теории электрических машин уравнения Парка-Горева. Выполнена оценка наиболее важных факторов (явлений), которые необходимо учесть при построении модели. В результате была разработана математическая модель двухдвигательного электропривода с последовательным соединением статорных обмоток в трехфазной системе координат, неподвижной относительно статора, с учетом нелинейности кривой намагничивания и эффекта вытеснения тока в пазах ротора. Отличительная особенность разработанной модели состоит в том, что она позволяет исследовать электромеханические процессы с учетом взаимосвязи приводных двигателей по общему току статоров.

Была разработана математическая модель ТПН, в которой реализовано независимое управление питанием фаз последовательно соединенных статорных обмоток двигателей. Обоснована возможность применения системы импульсно-фазового управления с синхронизацией по напряжению.сети.

Кроме того, для- оценки температурного состояния статорных, обмоток была построена тепловая модель АД*. В' основе разработанной модели, лежит метод эквивалентных тепловых схем, согласно которому АД представляется тремя телами'нагрева: обмотки статора, сталь статора и ротор.

Четвертая глава посвящена исследованиям пуско-тормозных режимов двух двигательной, системы ТПН-АД с квазичастотным управлением на математической модели.

Были рассмотрены следующие варианты реализации- процесса пуска электропривода-центробежной машины: прямой пуск АД, детерминированный (с ненулевыми начальными условиями), пуск при- фазовом управлении преобразователем и квазичастотный пуск. Для' каждого способа пуска были рассчитаны потери энергии в статоре, роторе и- потребляемая энергия. Обоснована целесообразность использования квазичастотного управления при реализации пуско-тормозных режимов машины«центробежного литья валков.

Проведено сопоставление энергетических показателей разработанной двухдвигательной системы ТПН—АД с квазичастотным управлением и действующего гидропривода центробежной1 машины. Рассчитаны ожидаемый экономический эффект и срок окупаемости модернизации.

Практическое внедрение результатов диссертационной работы осуществлено в цехе изложниц ЗАО «МРК» ОАО «ММК» на центробежной машине горизонтального типа для отливки листопрокатных валков (Приложение).

136 Выводы

1. В результате исследований на математической модели электропривода выявлено, что при прямом, детерминированном пуске и фазовом управлении происходит перегрев изоляции обмоток приводных двигателей, вследствие высокой кратности пускового тока и длительности его протекания.

2. Установлено, что потери энергии в двигателях при квазичастотном управлении на 40 % меньше, чем при других, исследованных в работе способах пуска.

3. Обоснована целесообразность использования квазичастотного управления при реализации пуско-тормозных режимов электропривода по системе ТПН-АД машины центробежного литья валков.

4. В результате исследований установлена возможность снижения электропотребления в двухдвигательной системе ТПН—АД при квазичастотном управлении на 55% по сравнению с существующим гидроприводом.

137

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В результате анализа технико-экономических показателей вариантов построения электропривода машины центробежного литья валков и с учетом требований к реализации рабочей тахограммы обоснована целесообразность выбора системы ТПН-АД.

2. Разработана силовая схема двухдвигательного электропривода, в которой обеспечивается независимое управление фазными группами статорных обмоток АД от одного комплектного ТПН при соединении в «треугольник» ветвей, в которых осуществлено последовательное соединение обмоток статоров и встречно-параллельных вентильных групп преобразователя.

3. Уточнена методика расчета мощности приводных двигателей, в которой учтены особенности схемной реализации силовой части электропривода и процессы нагрева двигателей в пуско-тормозных режимах.

4. Разработана математическая модель двухдвигательной системы ТПН-АД с учетом особенности реализации силовой схемы и алгоритмы квазичастотного управления, позволяющая исследовать электромеханические и тепловые процессы, а также оценить энергетические показатели системы.

5. По результатам моделирования установлено, что потери энергии в двигателях при квазичастотном управлении на 40% меньше, чем при других исследованных способах пуска в системе ТПН-АД.

6. В результате исследований на компьютерной модели установлена возможность снижения электропотребления в двухдвигательной системе ТПН-АД с КЧУ практически в два раза по сравнению с существующей системой гидропривода.

138

1. Вдовин К.Н., Гималетдинов Р.Х., Колокольцев В.М., Цыбров С.В. Прокатные валки: Монография. - Магнитогорск: МГТУ, 2005. - 543 с.

2. Юдин С. Б., Розенфилд С. Е., Левин М. М. Центробежное литье. -М.: Госнаучтехиздат, 1962. 250 с.

3. Специальные способы литья: Справочник / В.А. Ефимов, Г.А. Анисович, В.Н. Бабич и др.; под общ. ред. В.А. Ефимова. — М.: Машиностроение, 1991. -436 с.

4. Борисенко В.Ф., Чепак А.А. Исследование режимов работы электропривода металлоформы центробежных машин и разработка рационального ресурсосберегающего электропривода. — Донецк: МНПЦ «Корунд», 1992. 40 с.

5. Свешников В.К. Обзор российского рынка гидрооборудования. Насосы. // Приводная техника. 1997, № 5. - 134 с.

6. Шубенко В.А., Браславский И .Я. Тиристорный асинхронный электропривод с фазовым управлением. М.: Энергия, 1972. - 200 с.

7. Патент № 2146182 РФ; МПК B22D 13/02. Машина с горизонтальной осью вращения формы для центробежного литья / Г.С. Мирзоян, Р.Х. Гималетдинов, В.Р. Тиняков (РФ); №98106727 заявл. 14.04.1998; опубл. 10.03.2000 // БИПМ. - 2000, № 7. - С. 134.

8. Отливка деталей из высокопрочного чугуна центробежным способом. М.: НИИМАШ, 1969. - 60 с.

9. Мирзоян Г.С. Центробежное литье в промышленности России // Литейное производство. — 2007. № 1. - С. 2-8.

10. Мирзоян Г.С., Гималетдинов Р.Х. Центробежное литье крупных двухслойных валков // Литейное производство. — 1999. № 10. — С. 38.

11. Гималетдинов Р.Х., Копьев А.В., Павлов С.П., Мирзоян Г.С., Семенов П.В., Тиняков В.Г. Производство центробежнолитых прокатныхвалков на ОАО «Кушвинский завод прокатных валков» // Литейное производство. 2007. - № 1. - С. 9-10.

12. Бахметьев В.В., Цыбров С.В., Авдиенко А.В. и др. Производство прокатных биметаллических валков ЗАО «Механоремонтный комплекс» для ОАО «ММК» // Литейное производство. 2007. -№ 1. - С. 11-13.

13. Цыбров С.В. Изготовления крупных центробежнолитых двухслойных валков // Литейное производство. — 2006. № 8. - С. 7-8.

14. Опыт эксплуатации на станах 2000 и 2500' горячей прокатки'валков, изготовленных по современной технологии / И.В. Боровиков, А.Ю. Фиркович, В.В. Клименко и др. // Совершенствование технологии в ОАО «ММК». Магнитогорск: МДП, 2003. - Вып. 7. - С. 146-155.

15. Демин С.А. Разработка электропривода машины центробежного литья валков по системе асинхронного вентильного каскада: Автореф. дис. . канд. техн. наук. — Магнитогорск, 2006. 16 с.

16. Вейнгер A.M. Регулируемый синхронный электропривод. — М.: Энергоатомиздат, 1985. 224 с.

17. Ильинский Н.Ф., Юньков М.Г. Итоги развития и проблемы, электропривода // Автоматизированный электропривод- / Под общ. Ред. Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова. М.: Энергоатомиздат, 1990. -С.4-14.

18. Онищенко Г.Б., Локтева И.Л. Асинхронные вентильные каскады и двигатели двойного питания. -М.: Энергия, 1979. — 199 с.

19. Титов В.Г, Хватов С.В. Асинхронный вентильный каскад с повышенными энергетическими показателями. — Горький: Горьковский государственный университет, 1978. — 80 с.

20. Осипов О.И. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод: Учебное пособие к курсу "Электропривод на основе преобразователей частоты серий Micromaster". — Москва; 2002. — 123 с.

21. Терехов В.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — 304 с.

22. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. Екатеринбург: УРО РАН, 2000. - 654 с.

23. Сарваров А.С. Асинхронный электропривод на базе НПЧ с программным формированием напряжения: Монография. — Магнитогорск: МГТУ, 2002. 236 с.

24. Жемеров Г.Г. Тиристорные преобразователи частоты с непосредственной связью —М'.: Энергия, 1977. 280 с.

25. Браславский И.Я., Ишматов З.Ш., Поляков В.Н. Энергосберегающий асинхронный электропривод. — М:: Издательский центр «Академия», 2004. 256с.

26. Тиристорные преобразователи напряжения для асинхронного электропривода* / Л.П. Петров, О.А. Андрющенко, В.И. Капинос и др: М.: Энергоатомиздат, 1986. - 200 с.

27. Масандилов Л.Б., Москаленко В.В. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей. — М.: Энергия, 1978. 96 с.

28. Петров Л.П. Управление пуском и торможением асинхронных двигателей. М.: Энергоатомиздат, 1981. — 184 с.

29. Анисимов В.А., Горнов А.О., Москаленко В.В., Рожанковский Ю.В. Специальные режимы пусковых устройств для асинхронных двигателей // Электротехника. 1994. — № 7. — С. 23-26.

30. А.С. 1376212 СССР. Способ регулирования-скорости асинхронного электропривода / Л.Б. Масандилов, Ю.В. Рожанковский, Н.В. Крылов // Открытия. Изобретения. 1988. № 7.

31. Масандилов Л.Б., Анисимов В.А., Горнов А.О., Крикунчик Г.А., Москаленко В.В. Опыт разработки и применения асинхронных электроприводов с тиристорными преобразователями напряжения // Электротехника. 2000. - № 2. - С. 32-36.

32. Гернет М. Mi Курс теоретической механики: Учебник для вузов. — М.: Высш. шк., 1987. 344 с.

33. Гернет М. М., Ратобыльский В. Ф. Определение моментов инерции. -М., «Машиностроение», 1969. — 150 с.

34. Чиликин М.Г., Соколов М.М., В.М Терехов, А.В. Шинянский. Основы автоматизированного электропривода. Учеб. пособие для вузов. М., «Энергия», 1974. 567 с.

35. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода: Учеб. пособие для вузов. — М.: Энергия, 1979. 616 с.

36. Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов. — 2-е изд. перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1998. — 704 с.

37. Сили С. Электромеханическое преобразование энергии: Пер. с англ. -М.: Энергия, 1968. 368 с.

38. Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. пособие. В 3-х т. Т. 1. Механика. Молекулярная физика. М.: Наука, 1986. — 432 с:

39. Афанасьев В.Д., Борисов Ю.М., Гуревич А.Е. / Электрооборудование предприятий черной металлургии: Учебн. пособие для техникумов черной металлургии. — М.: Металлургиздат, 1963. — 606 с.

40. Петров Л.П., Ладензон В.А, Обуховский М.П., Подзолов Р.Г. Асинхронный электропривод с тиристорными коммутаторами. — М.: Энергия, 1970. 128,с.

41. Петров Л.П., Ладензон» В.А, Подзолов Р.Г., Яковлев А.В. Моделирование асинхронных электроприводов с тиристорным управлением. — М.: Энергия, 1977. — 200 с.

42. Шубенко В.А., Браславский И.Я. Тиристорный асинхронный электропривод с фазовым управлением. М.: Энергия, 1972. — 200 с.

43. Шубенко В.А., Браславский И.Я., Шрейнер Р.Т. Асинхронный электропривод с тиристорным управлением. — М.: Энергия;. 1967. — 96 с.

44. Браславский И.Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 224 с.

45. Браславский И.Я., Зюзев, A.M., Костылев А.В. Разработка, исследование; внедрение систем «тиристорный преобразователь напряжения — асинхронный двигатель» // Электротехника. — 2004. — №9.-С. 13-16.

46. Браславский И.Я. О возможностях энергосбережения при использовании регулируемых асинхронных электроприводов // Электротехника. 1998. — № 8. - С. 2-6.

47. Обрусник В.П. Электроприводы переменного тока, их проблемы // Труды V международной (XVI Всероссийской) научной конференции по автоматизированному электроприводу: 18-21 сентября 2007 г. -Санкт-Петербург, 2007. С. 133-135.

48. Асинхронные электродвигатели: технический каталог: разработчик и изготовитель Владимирский электромоторный завод. — Владимир, 2008.-116 с.

49. Ильинский Н.Ф. Основы электропривода: Учеб. пособие для вузов. — М.: Издательство МЭИ, 2003. 224 с.

50. Мощинский Ю.А1., Беспалов» В.Я., Кирякин А.А. Определение параметров схемы замещения асинхронной машины по каталожным данным // Электричество. 1998. - № 4. - С. 38-42.

51. Шрейнер Р.Т., Костылев А.В., Кривовяз В.К., Шилин С.И. Электромеханические и тепловые режимы асинхронных двигателей в системах частотного управления — Екатеринбург: ГОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун-т», 2008. 361 с.

52. Ковач К.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока / Пер. с нем. М. Л.: Госэнергоиздат, 1963. 735 с.

53. Копылов- И.П., Щедрин- OTL. Расчет на ЦВМ характеристик асинхронных машин. — М.:Энергия, 1973. — 120 с.

54. Копылов И.П. Применение вычислительных машин в инженерно-экономических расчетах (Электрические машины): Учебник. -М.: Высш. школа, 1980.-256 с.

55. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин: Учеб. для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая шк., 2001. — 327 с.

56. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное- пособие. — СПб.: КОРОНА принт, 2001. 320 с.

57. Омельченко Е.Я., Харламов А.В. Моделирование на ЭВМ'переходных процессов в асинхронном электроприводе // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ, 1998.-Вып. 4.-С. 36-42.

58. Омельченко Е.Я. Математическая модель трехфазного асинхронного электродвигателя с фазным ротором // Электроприводы,переменного тока: Тр. XIV начно-технич. конф. (13-16 марта 2007 г.) — Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. С. 185-188.

59. Хрисанов В.И. Математическая модель асинхронных машин в фазных осях статора. // Электротехника. 2004. — № 7. - О. 23-31.

60. Стригов А.Д1 Разработка модели асинхронного двигателя с учетом нелинейности намагничивания в среде «Matlab» // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. — Магнитогорск: МГТУ, 2006. Вып. 12. - С. 289-295.

61. Хрисанов В.И., Бржезинский- Р. Вопросы адекватности математических моделей асинхронных двигателей при анализе переходных процессов пуска // Электротехника. — 2003. № 10. -С. 20-25.

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

63. Виноградов А.Б. Учет потерь в^ стали, насыщения и поверхностного эффекта при моделировании динамических процессов в частотно-регулируемом асинхронном электроприводе // Электротехника. — 2005.-№5.-С. 57-62.

64. Дмитриев Б.Ф., Черевко А.И., Гаврилов Д.А. К вопросу о построении универсальной математической модели обобщенной электрической машины в программной среде MatLab-Simulink // Электротехника. — 2005.-№7.-С. 3-8.

65. Решемин Б.И. Уточненная модель асинхронного двигателя как объект для построения системы управления // Электротехника. — 2005. — №7.-С. 14-19.

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

67. Копылов И.П. Электрические машины: Учеб. для вузов / И.П. Копылов 4-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2004. — 607 с.

68. Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов / И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев; Под ред. И.П. Копылова. 3-е изд., испр. и доп. - М.: Высш. шк., 2002. — 757 с.

69. Дьяконов В. Simulink- 4. Специальный справочник. СПб.: Питер, 2002. - 528 с.

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

71. Сарваров А.С., Стригов А.Д. Математическая модель асинхронного двигателя в трехфазной системе координат с учетом насыщения // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. c6i науч. тр. -Магнитогорск: МГТУ, 2006. Вып. 12. - С. 198-205.

72. Писарев А.Л., Деткин- Л.П. Управление тиристорными преобразователями. — М.: Энергия, 1975. 264 с.

73. Андрющенко О.А., Бойко А.А. Исследование устойчивости разомкнутых систем электропривода ТПН-АД // Электроприводы переменного тока: Тр. XIV начно-технич. конф. (13-16 марта 2007 г.) -Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. С. 127-130.

74. Браславский И.Я., Зюзев A.M., Костылев А.В. Исследование свойств систем «тиристорный преобразователь напряжения — асинхронный двигатель» с различными типами синхронизации // Электротехника. -2000.-№9.-С. 1-5.

75. Борисенко А.И., Костиков О.Н., Яковлев А.И. Охлаждение промышленных электрических машин. — М:: Энергоатомиздат, 1983. — 296 с.

76. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода: Учебник для вузов. М.: Энергоиздат, 1981. - 576 с.

77. Костенко М.П., Пиотровский JI.M. Электрические машины. — JI.: Энергия, 1973. 648с.

78. Кацман М.М. Справочник по электрическим машинам. -М.: Издательский центр «Академия», 2005. 480 с.

79. Сипайлов Г.А., Санников Д.И., Жадан В.А. Тепловые, гидравлические и аэродинамические расчеты в электрических машинах. — М.: Высшая школа, 1989. 239 с.

80. Бугаев Г.А., Леонтьев А.Н., Ерохин Е.Ю., Павлова Д.В. Математические модели нагрева и охлаждения асинхронных двигателей для микропроцессорного . реле тепловой защиты // Электротехника. 2001. - № 2. - С. 51-54.

81. Беспалов В.Я., Мощинский Ю.А., Цуканов В.И. Упрощенная математическая модель нестационарного нагрева и охлаждения обмотки статора асинхронного двигателя // Электричество. — 2003. — № 4. С. 20-26.

82. Синчук О.Н., Чумак В.В., Михайлов C.JI. Тепловая модель кранового АД для диагностирования и настройки цифровой* защиты* от перегрузок // Электротехника. 2003. - № 3. - С. 61-65.

83. Петров И.И., Мейстель A.M. Специальные режимы работы асинхронного электропривода. М.: Энергия, 1968. — 264 с.

84. Кесслер А. Расчет нагрева асинхронных двигателей при тяжелом пуске и торможении противовключением // Электричество. 1963. -№6.-С. 12-17.

85. Браславский И .Я., Плотников* Ю.В. Математические модели для определения энергопотребления различными, типами асинхронных электроприводов и примеры их использования // Электротехника. — 2005.-№9.-С. 14-18.

86. Назаров Н.Г. Метрология. Основные понятия* и математические модели. М.: Высшая шк., 2002. — 348 с.

87. Формула Клосса, полученная с использованием уточненной Г-образной схемы замещения асинхронной машины // Электричество. -2005.-№8.-С. 48-51.

88. Лукьянов С.И., Панов А.Н. Обработка экспериментальных данных. -Магнитогорск: МГМА, 1997. 75 с.

89. Бойко А.А., Мельникова Л.В., Бабийчук О.Б. Методика математического моделирования электропривода ТПН-АД в трехфазных осях // Электромашиностроение и электрооборудование. -2003.-Вип. 61.-С. 24-28.

90. Вольдек А.И. Электрические- машины. — 3-е изд., перераб. — Л.: Энергия, 1978. 832 с.

91. Гольдберг О.Д. Качество и надежность асинхронных двигателей. — М.: Энергия, 1968.-176 с.

92. Петров Л.П., Капинос В.И., Херунцев П.Э. Оптимизация энергопотребления при квазичастотном управлении асинхронными электроприводами // Автоматизированный электропривод / Под. ред.

93. Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова. М.: Энергоатомиздат, 1986. — С. 354-359.

94. Мелихов B.JI. Разработка электроприводов грузоподъемных машин небольшой мощности по системе тиристорный регулятор напряжения — асинхронный двигатель // Автореф. дис. . канд. техн. наук. Москва, 1994. — 16 с.

95. Масандилов Л.Б., Гетман Ю.И., Мелихов В.Л. Особенности квазичастотного управления асинхронного двигателя // Электротехника. 1994. -№5-6. - С. 16-20.105. http://www.technoros.spb.ru/algoritm.html