автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Электротехническая система точного задания частоты вращения с синхронно-реактивным электроприводом

На правах рукописи

БОРИСОВА ОЛЬГА ВЛАДИМИРОВНА

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ТОЧНОГО ЗАДАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ С СИНХРОННО-РЕАКТИВНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Специальность 05.09.03 - электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань - 2003

Диссертация выполнена на кафедре электропривода и электротехники Казанского ордена Трудового Красного Знамени государственного технологического университета.

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Миляшов Н.Ф.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор А.И. Федотов, кандидат технических наук, профессор А.И. Карань

Ведущее предприятие: ФГУП Всероссийский научно-исследовательский

институт расходометрии (г. Казань)

Защита состоится 10 июня 2003 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета К 212.079.02 в Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева по адресу: г. Казань, ул. Толстого, 15 (3-е учебное здание КГТУ), ауд. 317.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГТУ им. А.Н. Туполева.

Ваши отзывы, заверенные печатью, в двух экземплярах просим высылать по адресу: 420111, Республика Татарстан, г. Казань, ул. К. Маркса, 10.

Автореферат разослан «.& » мая 2003 г.

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

А.Ю. Афанасьев

йо©?"А

' / '- 5 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Появление новой техники и совершенствование технологии современной промышленности предъявляют повышенные требования к ряду электромеханических систем в отношении точности частоты вращения ведущего вала. Такие системы применяются в машиностроении, металлургии, станкостроении, химической промышленности при получении тонких плёнок и волокон, измерительной технике, приборостроении, метрологии, космической технике и других отраслях.

Для электротехнических систем точного задания частоты вращения (СТЗЧВ) используются автоматизированные электроприводы постоянного и переменного тока, которые содержат в своей структуре традиционные и специальные электрические машины, элементы силовой полупроводниковой техники и управляющих микропроцессорных систем. Для таких электротехнических систем характерна тесная взаимосвязь электромеханической части с цепями ее питания и регулирования. Подобные устройства с электромеханическим приводом получили название механо-тронных систем (МТС), и их все чаще рассматривают как единую электротехническую систему с интегральными характеристиками.

Для СТЗЧВ наиболее перспективен электропривод с синхронными двигателями. В отличие от асинхронного привода и, особенно, привода постоянного тока, для стабилизации средней частоты вращения здесь не требуется введение корректирующих звеньев, так как её величина полностью определяется частотой напряжения питания электродвигателя.

Наряду с требованиями стабилизации средней частоты вращения, в последние годы к СТЗЧВ предъявляют требование обеспечения равномерности вращения ротора в пределах одного оборота, т.е. стабилизации мгновенной частоты вращения. Особенно важным этот вопрос является в метрологических установках для определения мгновенного расхода жидкости или газа, а также для электродвигателей работающих в режиме электрического вала, где от синхронности работы каждого из двигателей зависит качество выпускаемой продукции.

Для СТЗЧВ малой мощности перспективно применение в качестве силового агрегата синхронно-реактивного электродвигателя (СРД). Упрощение конструкции электрической машины компенсирует в этом случае снижение энергетических и механических характеристик электропривода. Для многих теоретических и практических вопросов создания регулируемых электроприводов с СРД в настоящее время найдены решения, позволяющие на практике осуществить построение СТЗЧВ наиболее целесообразным образом. Однако ряд возникающих при этом проблем полностью не решен и требует дополнительный исследований! ьнля |

" ЙНЬЛИОТЕКА | I С.Петербург ^ *

3 5 08

Следует отметить, что недостаточно изучен ряд теоретических вопросов, связанных с процессом преобразования энергии в МТС с СРД, мощность которых соизмерима с мощностью источника питания. Не определены однозначные требования и рекомендации по созданию всей МТС в целом, позволяющие проектировать системы с высокой точностью задания и стабильностью мгновенной частоты вращения. Представляет интерес исследование вопроса о необходимости принятия дополнительных мер по стабилизации момента и частоты вращения вала привода в широком диапазоне их изменения.

Для решения названных задач еще на стадии создания СТЗЧВ необходимо рационально выбрать или разработать математическую модель МТС с СРД, а также методику и средства для её исследования.

Следует отметить, что математическое моделирование и проектирование современных структурированных МТС значительно усложняется. Это определяет актуальность задачи совершенствования известных и разработки новых специальных моделей, которые в первую очередь ориентированы на применение современных вычислительных средств и компьютерных технологий исследований.

Цель работы. Совершенствование методов исследования установившихся электромеханических процессов в МТС с СРД, предназначенных для работы в СТЗЧВ, позволяющее осуществить рациональный выбор параметров привода при заданной точности поддержания средней и мгновенной частот вращения вала двигателя.

Задача научного исследования. Разработка компьютерной модели частотно-регулируемой МТС с СРД для исследования влияния параметров системы электропривода и механической нагрузки на его мгновенные электромеханические характеристики, и, в первую очередь, на пульсации частоты вращения в установившемся режиме работы.

Данная задача была решена в следующих направлениях:

• анализ конструкций, функциональных схем и характеристик существующих СТЗЧВ, путей развития и совершенствования их электропривода, оценка современных методов их исследования;

• разработка математических моделей отдельных звеньев и всей МТС с СРД в целом во временной области и фазной системе координат для компьютерного исследования процесса электромеханического преобразования энергии;

• создание компьютерной модели МТС с СРД в среде Delphi, включая разработку принципов задания параметров, законов изменения и взаимосвязи основных компонент модели, для исследования влияния основных её параметров на изменение средней и пульсации мгновенной частоты вращения электропривода;

• исследование влияния пульсаций напряжения в звене постоянного тока, параметров механической нагрузки на изменение мгновенной и величину средней частот вращения двигателя, исследование основных закономерностей этого процесса;

• анализ результатов компьютерного моделирования и экспериментального исследования, макетирования и внедрения.

Методы исследования. Базировались на теории дифференциальных уравнений, на методе использования переключающих функций полупроводниковых коммутаторов, на компьютерных методах моделирования с использованием специальных моделей в среде программирования Delphi. При экспериментальном исследовании использовано осциллографирова-ние токов и напряжений, определены средний электромагнитный момент, средняя и мгновенная частоты вращения привода.

Научная новизна. В процессе исследований получены следующие новые научные результаты, выносимые на защиту:

1. Разработана математическая модель электромеханических процессов в МТС с СРД и явно выраженным звеном постоянного тока во временной области и фазной системе координат для целей компьютерного исследования методом прямого программирования в среде Delphi.

2. Разработана компьютерная модель МТС с СРД, в результате чего создана эффективная методика исследования мгновенных характеристик процесса электромеханического преобразования энергии в синхронно-реактивном электроприводе.

3. Исследован процесс электромеханического преобразования энергии в компьютерной модели МТС с СРД, определены основные его характеристики для случая работы электропривода в СТЗЧВ,

4. В установившемся режиме работы проанализировано влияние цепей управления и питания, а также механической нагрузки на мгновенную и среднюю частоты вращения электропривода, обоснованы границы применимости модели.

Обоснованность и достоверность полученных результатов и вытекающих из них выводов обеспечена в рамках принятых математических моделей с использованием современных численных методов математики, метода программирования на алгоритмическом языке высокого уровня, методов исследования объектов механики, электротехники и автоматического управления, а также проверкой расчетных результатов многочисленными экспериментами. Практическая ценность:

1. Разработан и обоснован подход к расчету характеристик МТС с СРД в виде единой электротехнической системы, который позволяет повысить точность и достоверность получаемых результатов и спроектиро-

вать систему привода с рациональными параметрами.

2. Методика численного анализа установившегося процесса электромеханического преобразования энергии и созданная по ней компьютерная программа расчета позволяют более точно исследовать широкий класс характеристик МТС с СРД, работающих в СТЗЧВ.

3. Анализ влияния цепей питания и законов управления МТС, а также вида механической нагрузки привода на характеристики СРД позволяет дать практические рекомендации по выбору и проектированию параметров отдельных элементов системы с учетом влияния их друг на друга.

Реализация результатов. Разработанные методы, алгоритмы, расчетные методики и устройства использовались в ОАО "Нефтехимпроект" г. Казань и в Казанском государственном технологическом университете при разработке, изучении и исследовании электроприводов с синхронными двигателями.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на всероссийской научной конференции "Динамика нелинейных электромеханических и электронных систем." (Чебоксары, ЧГУ, 2001 г.). на 12-ой научно-технической конференции "Электроприводы переменного тока" (г. Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2001 г.), на XIII и XIV всероссийских межвузовских научно-технической конференциях "Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология." (г. Казань: КФВАУ, 2001 и 2002 г.), на научно-технических и учебно-методических конференциях и семинарах КГТУ (КХТИ). г. Казань.

Публикации по работе: По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 160 источников. Работа содержит 135 страниц основного текста, 52 рисунка и 1 приложение.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы исследования, определена цель, научная проблема и задачи исследования, изложены основные научные результаты, выносимые на защиту, практическая ценность работы, апробация и реализация результатов, определены ее структура, объем и содержание.

Первая глава диссертации "Состояние вопроса и постановка задачи исследования" посвящена анализу современного этапа развития теории и практики электропривода для СТЗЧВ, постановке задач теоретического

исследования и практической разработки. Проанализированы такие вопросы, как: перспективы развития и принципы построения электропривода СТЗЧВ, работа СРД в СТЗЧВ, анализ причин, влияющих на частоту вращения СРД.

Сделан вывод о том, что наибольшее влияние на равномерность мгновенной частоты вращения высокоточных приводов с СРД оказывает непостоянство электромагнитного момента, развиваемого двигателем в течение оборота вращения ротора из-за ряда причин, основной среди которых является питание двигателя от статического преобразователя частоты с конечными параметрами цепей питания и управления. Именно исследование этого вопроса является основной научной и практической целью диссертации.

Вторая глава диссертации "Математическая модель механотронной системы с СРД" посвящена вопросам разработки математической модели отдельных звеньев и всей системы привода в целом во временной области и фазной системе координат. Подобный подход снимает ряд известных ограничений, связанных с применением линейных преобразований осей электрической машины и необходимостью линеаризации ее параметров. Блок-схема силовой части МТС с СРД показана на рис. 1.

Рис. 1

Так как мощность привода с СРД невелика, то источником питания чаще всего служит однофазная сеть переменного тока промышленной частоты. В этом случае в схеме электропривода обязательно наличие звена постоянного тока, состоящего из полупроводникового выпрямителя и сглаживающего фильтра. Выпрямленное напряжение поступает на вход трехфазного транзисторного инвертора, к выходу которого подключен трехфазный СРД, приводящий в действие рабочий механизм.

Аналитическое исследование процессов в отдельных звеньях структурной схемы МТС позволило ввести ряд существенных упрощений в ее математическую модель и расчетную схему замещения. Эти упрощения не связаны с введением дополнительных ограничений и позволяют значительно снизить порядок системы дифференциальных уравнений в математической модели.

При анализе значительное внимание уделено вопросам моделирования управляющих полупроводниковых элементов в силовых цепях привода. В качестве основного параметра их выбрана переключающая функ-

ция, содержащая три временные параметра: время включения /н<., время отключения ^ и период повторяемости процесса коммутации Тк, где

индекс к определяет номер рассматриваемого вентиля. Переключающая функция ИК(1)(5ыяа записана с помощью единичных функций Хевисайда:

КО) = ЬокО)-И^)=Ш-{(ок+"Тк)]-\[(-{(т1с+пТк)]} (1).

и=0

В формуле (1) периодические единичные функции начала и конца интервала включения вентиля \к(1) и Ьтк(1) записаны в виде временных рядов X Ф~{*ок + пТк)] и X +пТк)]. Независимым параметром

л=0 п=О

в формуле (1) является время I. Номер рассматриваемого периода изменения переменной п определяется как целая часть отношения текущего времени t к величине периода повторяемости коммутации Тк, т.е.

п = П/Тк ].

Переключающая функция коммутатора несет в себе всю информацию об его управляющих свойствах, необходимую для моделирования его на ЭВМ. Так как время собственной коммутации силовых вентилей схемы на несколько порядков меньше времени изменения электромагнитных процессов в исследуемой МТС, а сама МТС относится к разряду относительно высоковольтных, то допустимо моделирование коммутатора в открытом состоянии с помощью только одного неизменного активного сопротивления. В этом случае в электрической схеме замещения МТС звено выпрямителя можно рассматривать совместно со звеном источника. Количество ветвей расчетной схемы в этом случае уменьшается, а качественные и количественные характеристики МТС при исследовании не изменяются. Кроме того, электрический фильтр в ЗПТ также целесообразно объединить с двумя названными структурными звеньями в единое звено эквивалентного источника энергии, расчетная схема замещения которого показана на рис. 2.

Л/0 ^ и®

Параметрами схемы замещения являются: э.д.с. эквивалентного источника еа ((), его активное сопротивление , индуктивность Ьа и

ёмкость Са, а также переключающая функция Иа (I) . В диссертации определены расчетные формулы параметров схемы на рис. 2, характеризующие типовые схемы однофазных регулируемых выпрямителей и фильтров.

Так как в схеме электропривода используются трехфазные мостовые схемы преобразователей частоты (ПЧ) на транзисторах с высоким коэффициентом усиления, то влияние цепей их управления на процессы в силовой части при моделировании не учитывались. Сопротивления транзистора и инверсного ему обратного диода в схеме инвертора в открытом состоянии приняты равными по величине, что дало возможность представить каждое плечо моста ПЧ в виде идеального коммутатора. В качестве основных характеристик коммутатора приняты его переключающая функция и внутреннее активное сопротивление. Использование переключающих функций также позволило представить вентильные цепи в схеме ПЧ эквивалентными электрическими цепями без вентилей. В любой момент времени последовательно с фазой нагрузки ПЧ включено только одно сопротивление идеального коммутатора, что позволило вынести его в цепь переменного тока и при последующем моделировании объединить с сопротивлением обмоток статора СРД. В этом случае уравнения и характеристики привода определяются уравнениями и характеристиками двигателя с увеличенными первичными сопротивлениями, фазное напряжение которого имеет ступенчатую форму.

При моделировании СРД в качестве базовой модели использована линейная математическая модель симметричной синхронной машины с трехфазной обмоткой на статоре, обмоткой возбуждения и полной демпферной обмоткой на роторе. При составлении математической модели электрической машины придерживались общепринятых допущений. Так обмотки трехфазной СМ симметрично расположены на статоре (оси А, В и С) и роторе (оси с1 и <7) и приведены по числу витков. Магнитная проницаемость стали является бесконечно большой по сравнению с магнитной проницаемостью воздуха. При расчете магнитного поля взаимной индукции учитывались только основные гармонические радиальной составляющей индукции в зазоре. Кроме того, были учтены особенности конструкции СРД.

Система дифференциальных уравнений электрического равновесия напряжений на обмотках СМ записана в виде уравнений Максвелла в матричной форме:

U = Ri + pW = Ri + p[Li] = Ri + Lpi + ipL , (2)

где p = d/dt - оператор дифференцирования, U и / - матрицы-столбцы фазных напряжений и токов, R - диагональная матрица активных сопротивлений обмоток ротора и статора, L - квадратная матрица собственных и взаимных индуктивностей обмоток.

Таким образом, математическая модель синхронно-реактивного привода включает в себя расчетные формулы для определения основных мгновенных характеристик работы системы, которые записаны во временной области и фазной системе координат. С их помощью можно проанализировать динамику электромагнитных и электромеханических процессов в приводе и определить основные энергетические и механические характеристики.

В третьей главе диссертации "Компьютерное моделирование переходных процессов в МТС с СРД" обоснован выбор стратегии, метода и средств численного моделирования для точного определения мгновенных характеристик процесса электромеханического преобразования энергии. В качестве основного выбран перспективный метод компьютерного моделирования в среде_программирования Delphi, которая обладает всеми качествами системы моделирования высокого уровня.

Разработана компьютерная модель электропривода и определены способы задания параметров отдельных элементов схемы его замещения и законов их изменения. Всего можно задать 14 основных электромеханических характеристик электропривода. Остальные величины, необходимые для моделирования, рассчитываются программой самостоятельно.

Панель ввода исходных данных расчета разбита на 7 основных блоков, четыре из них соответствуют количеству укрупненных звеньев математической модели электропривода, разработанной во 2 главе диссертации. Эквивалентный источник питания имеет три варианта исполнения: в виде трехфазного источника переменного тока и на основе однофазного или трехфазного источников переменного тока с выпрямителем.

Программа предоставляет широкие возможности по моделированию механической нагрузки электропривода. Нагрузка статического характера задается в соответствии с классическим уравнением момента тремя основными параметрами: постоянной составляющей, пропорциональным и экспоненциальным коэффициентами. Пульсирующая составляющая механической нагрузки определяется также тремя параметрами: постоянной составляющей, амплитудой и частотой пульсаций.

На панели задания исходных данных можно определить начальные

условия расчета. Параметры численного интегрирования дифференциальных уравнений движения электропривода включают в себя шаг, начальное и конечное время процесса.

Кроме того, программа позволяет задать величины напряжения на обмотках по осям ротора ё, д, /, т.е. исследовать более широкий класс задач, чем электропривод с СРД.

Проведено компьютерное исследование электромагнитных и электромеханических процессов в схеме электропривода в переходных процессах для различных вариантов его питания. Это позволило путем тестовых расчетов проанализировать возможности системы моделирования для исследования мгновенного электромагнитного момента и мгновенной частоты вращения ротора СРД, а также дать оценку результатов в сравнении с известными и данными экспериментального исследования, которые приведены в главе 4 диссертации. Сделан вывод о высокой точности разработанной имитационной модели и адекватности результатов расчета физическим процессам в реальных МТС с СРД.

В четвертой главе диссертации "Практическая реализация, экспериментальное и компьютерное исследование электропривода с СРД" рассмотрены такие вопросы, как работа электропривода с СРД в устройстве точного задания частоты вращения, принцип действия и схема измерителя мгновенной частоты вращения привода. Значительное внимание уделено анализу результатов теоретического и экспериментального исследования влияния различных факторов на мгновенную частоту вращения привода с СРД.

Экспериментальная установка точного задания частоты вращения обладает следующими характеристиками:

• во всем диапазоне частот вращения изменение частоты вращения вала двигателя должно происходить с дискретностью 1 об/мин;

• погрешность задания средней частоты вращения сор должна быть не

более 0,1%, а мгновенной А со - 0,3 рад/с;

• диапазон изменения частоты вращения электропривода от 500 до

3000 об/мин.

В экспериментальной установке были использованы конструктивная основа и магнитопровод серийного асинхронного двигателя АОЛ-2-12-2. Статорная обмотка была оставлена без изменений, на роторе явнополюс-ность была получена путем вырубки соответствующих частей магнито-провода. Для определения параметров двигателя было изготовлено два идентичных ротора, причем один ротор был выполнен без короткозамк-нутых колец.

Значительная часть 4 главы посвящена анализу влияния на мгновенную частоту вращения привода с СРД следующих факторов:

• значение средней частоты вращения ротора сор;

• величина статического момента нагрузки Мс;

• суммарный момент инерции на валу электродвигателя ./ .

• суммарная индуктивность Ьа, которая складывается из индуктивно-стей источника энергии Ьи и цепи фильтра Ьф;

• ёмкости Сс1, которая равна емкости цепи фильтра Сф.

На рис. 3 а, б,в, в построены кривые изменения Лео электропривода, полученные путем расчета с помощью системы компьютерного моделирования главы 3 и определенные экспериментально.

Анализируя ход кривых, можно сделать вывод о том, что компьютерная модель электропривода с СРД с высокой степенью точности соответствует характеру протекания физических процессов в системе и может быть с высокой степенью достоверности и адекватности быть использована для теоретического исследования особенностей этих процессов.

Дм [рад/с] 0,1

0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04

\ V

N--

—¿г- Эксперимент —♦—Расчет

0 0,5 1 1,5 Мс [Нм]

а), со =110,038 с"1, У = 0,01963 Нм2, =6шГн, С^ =1000мкФ;

Дм [рад/с] 0,4

0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0

* \

\

1 V

г

Эксперимент Расчет

0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 ЦЮ^Нм2]

б), со =110,038 с1, Мс =0,83 Н-м, Ьё =6тГн, Са =1000мкФ;

—Д— Эксперимент —Расчет

25 75 125 175 юр[рад/с]

в). 3 = 0,01963 Н-м2; Мс = 0,83 Н-м, = 6 шГн, = 1000 мкФ. Рис. 3. Экспериментальные и расчетные кривые изменения Лео

Не менее важно соответствие расчетных и экспериментальных кривых изменения мгновенной частоты вращения со(Х) или отклонения мгновенной частоты от среднего значения Асо(^. В диссертации проведена оценка точности и адекватности компьютерной модели путем сравнения кривых изменения Асо(1) эа 1/6 часть периода первой гармоники фазного напряжения СРД. Как видно из графиков мгновенной частоты на рис. 4, отклонение расчетных значений Асо от экспериментальных данных не превышает 6 %.

Лм[рад^с] 0,06

0,03

0,045 ]3 0,015 0

-0,015 -0,03 -0,045 -0,06

ц

ч

У- 1

Р- - -

1-- ■Иг- ---1 —4

| 1 Щ- "1Г

V -

4 а-

Эксперимент Расчет

Рис. 4. Графики изменения Асо при параметрах эквивалентного источника: ¿¿=6тГни Са = 10000 мкФ, =110,038 с"1,

3 = 0,01963 Нм2, Мс =0,83 Н м;

Сильное влияние на мгновенную частоту вращения оказывают значения индуктивности и ёмкости в эквивалентном источнике питания. В диссертации исследована зависимость отклонения частоты Асо от названных величин при различных значениях частоты вращения ротора, что позволяет по заданной величине пульсации мгновенной частоты осуществить рациональный выбор параметров звена источника питания. Кривые рассчитаны при неизменном моменте сопротивления нагрузки, а процесс регулирования осуществлялся на основании основного закона частотного управления. Исследования показали, что влияние ёмкости на отклонения частоты Асо значительно сильнее, так как эквивалентный

источник питания по своим характеристикам ближе к источнику напряжения, чем к источнику тока (индуктивность фаз электродвигателя много больше индуктивности цепи источника).

В электротехнических установках электропривод работает на механическую нагрузку с различными законами изменения момента сопротивления на валу электродвигателя. В связи с этим, в диссертации проведено исследование влияния величины ёмкости Cd на вид кривой мгновенной частоты вращения co(t) при различных значениях частоты вращения СРД и трех вариантах изменения момента сопротивления нагрузки:

• при неизменном по величине сопротивлении нагрузки Мс - const;

• при вентиляторном характере нагрузки;

• при пульсирующем характере нагрузки.

Результаты исследования показали, что амплитуда отклонения частоты Лео существенно увеличивается по мере уменьшения частоты вращения электропривода. Еще более резко изменяется относительное значение Л со. Амплитуда отклонений частоты Л со существенно зависит также от величины и от закона изменения момента сопротивления нагрузки

Мс(со).

Рис. 5. Расчетные кривые мгновенной частоты вращения со р(1) при сор = 157,08 рад/с"1, Сл = 500 мкФ, J = 0,0066 Нм2, Мс = 0,24 Нм;

= 6 шГн

а).

б).

Рис. 6. Осциллограмма и результаты расчета фазного тока СРД при « = 3000 об/мин

{

Г

С помощью созданной компьютерной модели проанализирован ход кривых о)(t) в установившемся режиме работы электропривода, что прежде всего связано с пульсациями напряжения на выходе звена постоянного тока из-за конечной величины коэффициента сглаживания электрического фильтра. На рис. 5 показаны расчетные графики мгновенной частоты вращения со(t) при значениях ёмкости Cd = 500 мкФ, из которых видно, что искажения кривой растут с уменьшением величины ёмкости. В кривых мгновенной частоты явно проглядывается амплитудная модуляция с частотой выпрямленного напряжения.

Осциллограмма фазного тока двигателя и данные компьютерного моделирования привода при п = 3000 об/мин представлены на рис. 6 а, б. Анализ этих зависимостей также свидетельствует о высокой степени их физического и численного соответствия друг другу.

В заключении диссертации подведены результаты исследований и сделан вывод о том, что в работе решена проблема разработки компьютерной модели частотно-регулируемой МТС с СРД для исследования влияния параметров системы электропривода и механической нагрузки на его мгновенные электромеханические характеристики, и, в первую очередь, на пульсации частоты вращения в установившихся режимах работы, имеющая важное техническое значение.

Решены следующие научные вопросы:

1. Проведен анализ конструкций, функциональных схем и характеристик, существующих электротехнических СТЗЧВ, концепций их развития и совершенствования, современных методов их анализа, сформулированы задачи исследования и общие пути их решения.

2. Разработаны математические модели отдельных звеньев и всей МТС с СРД в целом во временной области и фазной системе координат с использованием понятий переключающих функций полупроводниковых вентилей, которые предназначены для компьютерного исследования динамики процесса электромеханического преобразования энергии и максимально адекватны физике процессов в системе.

3. Создана компьютерная модель МТС с СРД в среде Delphi, разработаны основные принципы задания параметров, законов изменения и взаимосвязи основных компонент модели, что позволяет исследовать влияние всех этих величин на пульсации мгновенной частоты вращения электропривода с минимальными допущениями.

4. Проанализировано влияние пульсаций напряжения в звене постоянного тока и параметров механической нагрузки в регулируемых МТС с СРД на пульсации мгновенной и величину средней частот вращения электродвигателя, исследованы основные закономерности этого процесса, определена допустимая величина пульсаций, что позволяет рацио-

нально выбрать параметры привода для СТЗЧВ.

5. Дан анализ результатов компьютерного моделирования и экспериментального исследования, макетирования и внедрения.

Получены новые практические результаты:

1. Разработан и обоснован новый подход к расчету характеристик МТС с СРД в виде единой электротехнической системы, позволяющий значительно повысить точность и достоверность получаемых результатов; с помощью которого можно сконструировать систему с рациональными параметрами и рассчитать основные характеристики процесса электромеханического преобразования энергии в ней.

2. Разработан метод исследования и расчета динамики процесса электромеханического преобразования энергии в МТС с СРД с использованием среды программирования высокого уровня; созданная по ней машинная программа расчета позволяет точно определить широкий класс электрических и механических характеристик электропривода СТЗЧВ.

3. Проведен анализ количественного влияния параметров цепей питания и законов управления МТС, а также вида механических характеристик привода на механические характеристики СРД, позволяющий спроектировать отдельные элементы системы с учетом влияния их друг на друга и создать систему привода с рациональными структурой и характеристиками.

В приложении приведены сведения о внедрении результатов диссертации.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Зиннер А. Л., Ашихмин A.B., Борисова О.В., Валиуллин P.P. К вопросу определения параметров синхронно-реактивных двигателей. Изв. вузов. Проблемы энергетики, 1999, № 5-6. - С. 99-106.

2. Зиннер А. Л., Ашихмин A.B., Борисова О.В., Реактивный момент вентильного двигателя, обусловленный эксцентрично расположенным возбужденным ротором. Изв. вузов. Проблемы энергетики, 2000, №3-4. -С. 107-111.

3. Валиулин P.P., Борисова О.В., Определение пульсирующих и вибрационных составляющих момента в системе управляемый инвертор -синхронно-реактивный двигатель. // М-лы IV Всерос. науч. конф. "Динамика нелинейных электромеханических и электронных систем". - Чебоксары: ЧТУ. 2001.-С. 95-97.

4. Борисова О. В. Математическое моделирование синхронно-реактивного электропривода. // М-лы IV Всерос. науч. конф. "Динамика нелинейных электромеханических и электронных систем." - Чебоксары: ЧГУ. 2001.-С. 94-95.

5. Миляшов Н.Ф., Борисова О.В. Синхронный электропривод с автогенераторным управлением. // Труды 12 науч.-техн. конф. "Электроприводы переменного тока". - Екатеринбург: УГТУ-УПИ. 2001. - С. 154-156.

6. Цвенгер И.Г. Миляшов Н.Ф., Борисова О.В. Электромагнитные процессы в электроприводе автономных объектов. // Тез. докл. Х1П Всерос. межвуз. науч.-техн. конф. "Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология". Ч. II. - Казань: КФВАУ. 2001.-С. 223.

7. Миляшов Н.Ф., Валиуллин P.P., Гайнутдинов М.Р., Борисова О.В. Пульсирующие и вибрационные составляющие момента электропривода с синхронно-реактивным двигателем. // Тез. докл. XIV Всерос. межвуз. науч.-техн. конф. "Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология". - Казань: КФВАУ. 2002. - С. 121-

122.

Р 7 92 9

Подписано в печать 30. 04. 2003 Формат 60x84 1/16.

Бумага писчая. 1,25 усл. печ. л.

Издательство Казанского государственного технологического

университета

Заказ 321 _ _Тираж 100 экз.

Офсетная лаборатория КГТУ 420015, Казань, К. Маркса, 68

Введение. 4.

1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования.

1.1. Перспективы развития электропривода систем точного задания частоты вращения.

1.2. Принципы построения систем точного задания частоты вращения.

1.3. Синхронно-реактивный электропривод в системах точного задания частоты вращения.

1.4. Анализ причин, влияющих на частоту вращения синхроннореактивного электропривода.

Выводы.

2. Математическая модель механотронной системы с СРД.

2.1. Особенности математической модели. Блок схема силовой части МТС.

2.2. Моделирование полупроводниковых элементов в силовых цепях МТС.

2.3. Математическая модель и схема замещения источника питания.

2.4. Математическая модель и схема замещения звена постоянного тока.

2.5. Математическая модель и схема замещения преобразователя частоты.

2.6. Математическая модель синхронно-реактивного двигателя.

Выводы.

3. Компьютерное моделирование переходных процессов в МТС с

3.1. Выбор стратегии, метода и средств численного моделирования.

3.2. Компьютерная модель МТС с СРД в среде Delphi.

3.3. Компьютерное моделирование процессов в электроприводе с СРД при различных источниках питания.

Выводы.

4. Практическая реализация, экспериментальное и компьютерное исследование электропривода с СРД.

4.1. Электропривода с СРД в устройстве точного задания частоты вращения.

4.2. Измеритель мгновенной частоты вращения привода.

4.3. Анализ результатов теоретического и экспериментального исследования влияния различных факторов на мгновенную частоту вращения привода с СРД.

Выводы.

Актуальность проблемы. Технический прогресс в различных отраслях промышленности и науки невозможен без широкого применения электротехнических систем и комплексов (ЭТС и К). Часто их силовой основой является электропривод постоянного или переменного тока. Для современных ЭТС и К характерна тесная взаимосвязь электромеханической части с цепями ее питания и регулирования, причем часто отдельные узлы схемы способны функционировать только в виде единой системы привода. Подобные устройства с электромеханическим приводом получили название электромехано-тронных систем (МТС), и их все чаще рассматривают как единый элемент электротехнической системы.

Появление новой техники и технологии в ряде производств предъявляет повышенные требования в отношении точности частоты вращения ведущего вала. Такие системы применяются в машиностроении, металлургии, станкостроении, химической промышленности при получении тонких плёнок и волокон, измерительной технике, приборостроении, метрологии, космической технике и других отраслях.

Для электротехнических систем точного задания частоты вращения используются автоматизированные электроприводы постоянного и переменного тока, которые содержат в своей структуре традиционные и специальные электрические машины постоянного и переменного тока, элементы силовой полупроводниковой техники и управляющих микропроцессорных систем. Для электропривода постоянного тока характерна существенная зависимость механической характеристики от параметров окружающей среды и стабильности источника питания, что делает необходимым применение соответствующих корректирующих звеньев в цепи стабилизации частоты вращения выходного вала устройства. Но даже в этом случае трудно добиться высокой точности стабилизации значений средней и мгновенной частот вращения вала привода. Эти ограничения, а также низкие эксплуатационные характеристики препятствуют применению электрических машин постоянного тока в структуре высокоточного электропривода.

Определенными преимуществами обладают транзисторные схемы электропривода на основе электродвигателей переменного тока с явно выраженным звеном постоянного тока. Они сочетают в себе высокие регулированные характеристики привода постоянного тока с хорошими эксплуатационными свойствами машин переменного тока.

Для систем точного задания частоты вращения наиболее перспективен электропривод переменного тока с синхронными электродвигателями. В данном случае, в отличие от асинхронного электропривода, для стабилизации средней частоты вращения не требуется введение специальных корректирующих звеньев, так как её величина полностью определяется частотой напряжения питания электродвигателя. Наряду с требованиями стабилизации средней частоты вращения, в последние годы к электроприводу предъявляют требование обеспечения равномерности вращения ротора в пределах одного оборота, т.е. к стабилизации мгновенной частоты вращения. Особенно важным является вопрос равномерности вращения роторов для электродвигателей работающих в режиме электрического вала, где от синхронности работы каждого из двигателей зависит качество выпускаемой продукции.

Для привода малой мощности, работающего в системе точного задания частоты вращения, перспективно применение в качестве силового агрегата синхронно-реактивного электродвигателя (СРД). Упрощение конструкции электрической машины и, следовательно, всей структуры силовой части полностью компенсирует в этом случае снижение энергетических и механических характеристик электропривода. Для многих теоретических и практических вопросов создания регулируемых электроприводов с СРД в настоящее время найдены решения, позволяющие на практике осуществить построение систем точного задания частоты вращения наиболее целесообразным образом. Однако ряд возникающих при этом проблем полностью не решен и требует дополнительных исследований.

Следует отметить, что не достаточно изучен ряд теоретических вопросов, связанных с процессом преобразования энергии в МТС с СРД, мощность которых соизмерима с мощностью источника питания. Не определены однозначные требования и рекомендации по проектированию и расчету схемы и конструкции отдельных элементов, а также всей МТС в целом, позволяющие создавать системы с высокой точностью и стабильностью мгновенной частоты вращения.

Для устройств точного задания частоты вращения с СРД представляет интерес исследование влияния несинусоидальности выходного напряжения преобразователя частоты на мгновенную частоту вращения двигателя в более широком диапазоне регулирования. Необходимо определить, на каких скоростях следует принять дополнительные меры по стабилизации момента и частоты вращения, а в каких случаях можно пренебречь пульсациями мгновенной частоты вращения вала привода.

Анализ причин, вызывающих нестабильность мгновенной частоты вращения, показывает, что наибольшее влияние на равномерность мгновенной частоты вращения высокоточных приводов с СРД оказывает непостоянство электромагнитного момента, развиваемого двигателем в течение оборота вращения ротора из-за ряда причин. Основной среди них является питание частотно-регулируемого двигателя от статического преобразователя частоты с конечными параметрами цепей питания и управления.

Все эти вопросы по мнению автора недостаточно рассмотрены и представляют определенный интерес.

Для решения поставленной задачи необходимо рационально выбрать или разработать математическую модель синхронно-реактивного электропривода, а также методику и средства для её исследования.

Следует отметить, что математическое моделирование и проектирование современных структурированных МТС значительно усложняется. Это определяет актуальность задачи совершенствования известных и разработки новых специальных моделей, которые в первую очередь ориентированы на применение современных вычислительных средств и компьютерных технологий исследований. Подобный подход к исследованию позволяет с максимальной точностью учесть все существенные особенности реальных электромагнитных и полупроводниковых устройств, входящих в состав МТС, проанализировать динамику процесса электромеханического преобразования энергии с минимальными допущениями. Так же важное значение приобретают вопросы рациональной записи системы дифференциальных уравнений МТС с целью организации их эффективного решения на средствах вычислительной техники, создания специальных пакетов программ, осуществляющих численное или иное моделирование процессов в системе. Подобный подход к моделированию не исключает применение аналитических преобразований на отдельных этапах исследования с целью сокращения доли численной переработки. Подобные аналитические преобразования эффективны на этапе исследования электрической схемы МТС, где они преследуют цель снижения порядка системы дифференциальных уравнений и, соответственно, уменьшения времени их решения на ЭВМ.

Целью работы является совершенствование методов исследования установившихся электромеханических процессов в МТС с СРД, предназначенных для работы в электротехнических системах точного задания частоты вращения, позволяющее осуществить рациональный выбор параметров привода при заданной точности поддержания средней и мгновенной частот вращения электродвигателя.

Задача научного исследования диссертации заключалась разработке компьютерной модели частотно-регулируемой МТС с СРД для исследования влияния параметров системы электропривода и механической нагрузки на его мгновенные электромеханические характеристики, и, в первую очередь, на пульсации частоты вращения в установившихся режимах работы.

Данная задача была решена в следующих направлениях: • проведение анализа конструкций, функциональных схем и характеристик существующих электротехнических систем точного задания частоты врашения, концепций их развития и совершенствования, современных методов их анализа, формулировка задач исследования и общих путей их решения;

• разработка математических моделей отдельных звеньев и всей МТС с СРД в целом во временной области и естественной системе координат с использованием понятий переключающих функций полупроводниковых вентилей для цели компьютерного исследования переходного процесса электромеханического преобразования энергии в них;

• создание компьютерной модели МТС с СРД в среде Delphi, разработка основных принципов задания параметров, законов изменения и взаимосвязи основных компонент модели, позволяющей исследовать влияние всех основных её параметров на пульсации мгновенной частоты электропривода;

• анализ влияния пульсации напряжения в звене постоянного тока, параметров механической нагрузки на процессы в регулируемых МТС с СРД на пульсации мгновенной и величину средней частот вращения электродвигателя, исследование основных закономерностей этого процесса, определение допустимой величины пульсаций и выдача рекомендаций по рациональному выбору параметров привода;

• анализ результатов компьютерного моделирования и экспериментального исследования, макетирования и внедрения.

Методы исследования базировались на теории дифференциальных уравнений, методе использования переключающих функций полупроводниковых коммутаторов, компьютерных методах моделирования с использованием специальных моделей на языке Delphi. При экспериментальном исследовании использовано осциллографирование токов и напряжений, определены средний электромагнитный момент, средняя и мгновенная частоты вращения привода.

Научная новизна. В процессе исследований получены следующие новые научные результаты, выносимые на защиту:

1. Сформулированы подлежащие решению актуальные задачи и намечены общие пути из решения, разработан новый принцип компьютерного анализа МТС с СРД и явно выраженным звеном постоянного тока, в результате чего создана эффективная численная модель системы электропривода, позволяющие точно определить мгновенные характеристики процесса электромеханического преобразования энергии в ней.

2. Разработана математическая модель переходных электромеханических процессов в МТС с СРД во временной области и естественной системе координат для целей компьютерного исследования методом прямого программирования на языке Delphi.

3. Исследован процесс электромеханического преобразования энергии в компьютерной модели МТС с СРД, определены основные его характеристики для случая работы электропривода в системе точного задания частоты вращения, проанализировано влияние цепей управления и питания, а также механической нагрузки на эти характеристики, обоснованы границы применимости модели.

4. С помощью компьютерной модели проанализирован ход кривых мгновенной частоты вращения в установившемся режиме работы электропривода, что позволило получить важную информацию об изменении величины её пульсаций в течение нескольких периодов напряжения. Сделан вывод, что неравномерность кривой мгновенной частоты вращения прежде всего связана с пульсациями напряжения на выходе звена постоянного тока из-за конечной величины коэффициента сглаживания электрического фильтра. Отмечено, что в кривых мгновенной частоты явно проглядывается амплитудная модуляция с частотой выпрямленного напряжения.

5. Дана оценка результатов численных исследований, макетирования и внедрения.

Обоснованность и достоверность полученных результатов и вытекающих из них выводов обеспечена в рамках принятых математических моделей использованием современных численных методов математики, механики, электротехники и автоматического управления, а также проверкой расчетных результатов многочисленными экспериментами. Математическое моделирование основано на общепринятых уравнениях электротехники, электромеханики, электроники, численных методах, методах программирования на алгоритмических языках высокого уровня.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. Разработанный и обоснованный подход к расчету характеристик МТС с СРД в виде единой электротехнической системы позволяет значительно повысить точность и достоверность получаемых результатов, создать эффективную методику проектирования отдельных звеньев и всей МТС в целом, с помощью которой можно быстро сконструировать систему с рациональными параметрами и рассчитать основные характеристики процесса электромеханического преобразования энергии в ней.

2. Разработанная методика исследования и расчета переходного процесса электромеханического преобразования энергии в МТС с СРД на основе численного метода высокого уровня и созданные по ней машинная программа расчета позволяют точно определить широкий класс электрических и механических характеристик системы точного задания частоты вращения.

3. Выполнен анализ количественного влияния параметров цепей питания и законов управления МТС, а также вида механических характеристик привода на электрические и механические характеристики СРД, позволивший дать практические рекомендации по выбору и проектированию параметров отдельных элементов системы с учетом влияния их друг на друга для создания систем с рациональными структурой и характеристиками.

Реализация результатов. Разработанные методы, алгоритмы, расчетные методики и устройства использовались: в ОАО "Нефтехимпроект" г. Казань и в Казанском государственном технологическом университете при разработке, изучении и исследовании электроприводов с точным заданием частоты вращения.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на всероссийской научной конференции "Динамика нелинейных электромеханических и электронных систем." (Чебоксары, ЧГУ2001 г.), на 12 научно-технической конференции "Электроприводы переменного тока" (г. Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2001 г.), на XIII и XIV всероссийских межвузовских научно-технической конференциях "Внутрика-мерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология" (г. Казань: КФВАУ, 2001 и 2002 г.), на научно-технических и учебно-методических конференциях и семинарах КГТУ (КХТИ) г. Казань.

По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 160 источников. Работа содержит 135 страниц основного текста, 45 рисунков и 1 приложение.

Выводы

1. Для экспериментального исследования квазипереходных электромеханических процессов в синхронно-реактивном электроприводе для устройств точного задания частоты вращения практически изготовлена опытная установка для диапазона частоты вращения от 500 до 3000 об/мин, которая позволяет полностью решить поставленные научную и техническую задачи. Разработанное экспериментальное устройство измерителя мгновенной частоты вращения позволило провести необходимые измерения Л со в различных режимах работы и сравнить их с рассчитанными по созданной компьютерной модели. Подтверждено экспериментально, что разработанная математическая модель электропривода с СРД и компьютерная методика её исследования адекватно отражают физические процессы в системе и обеспечивают высокую точность расчета его основных мгновенных характеристик.

2. Результаты теоретического исследования данной главы позволяют исследовать работу МТС с СРД в квазипереходных режимах при различных её параметрах: значении средней частоты вращения ротора сор, величины статического момента нагрузки Мс, суммарного момента инерции на валу электродвигателя J, суммарная индуктивность Ld и суммарной ёмкости Cd в цепи эквивалентного источника. Сравнение расчетных характеристик с экспериментальными данными показало высокую точность разработанной компьютерной модели привода. Материалы исследований диссертации позволяют осуществить рациональный выбор параметров электропривода во всем диапазоне частотного регулирования.

3. Анализ влияния различных факторов на мгновенную частоту вращения привода с СРД предполагает проведение многофакторного эксперимента. Для эффективного использования данных расчёта и экспериментальных исследований полезно воспользоваться известными методами теории планирования эксперимента. Так как на мгновенную частоту вращения вала двигателя Асо, а точнее на её отклонение от среднего значения, оказывают влияние как минимум пять факторов, то по этой теории был составлен план эксперимента, который позволил полностью охватить пространство изменяющихся переменных и дал возможность обобщить результаты исследований.

4. Так как в различных электротехнических установках точный электропривод работает на нагрузку с различными законами изменения момента сопротивления на валу электродвигателя, то было проведено исследование влияния величины ёмкости Cd на вид кривой мгновенной скорости co(t) при различных значениях частоты вращения СРД и трех наиболее характерных вариантах изменения момента сопротивления нагрузки:

5. С помощью созданной компьютерной модели проанализирован ход кривых мгновенной частоты вращения co(t) в установившемся режиме работы электропривода, что позволило получить важную информацию об изменении величины её пульсаций в течение нескольких периодов напряжения. Сделан вывод, что неравномерность кривой со(t) прежде всего связана с пульсациями напряжения на выходе звена постоянного тока из-за конечной величины коэффициента сглаживания электрического фильтра, причем искажения кривой растут с уменьшением величины ёмкости. Отмечено, что в кривых мгновенной частоты явно проглядывается амплитудная модуляция с частотой выпрямленного напряжения.

1 14 Заключение

В работе решена проблема разработки компьютерной модели частотно-регулируемой МТС с СРД для исследования влияния параметров системы электропривода и механической нагрузки на его мгновенные электромеханические характеристики, и, в первую очередь, на пульсации частоты вращения в установившихся режимах работы, имеющая важное народно-хозяйственное значение. Решены следующие научные проблемы:

1. Проведен анализ конструкций, функциональных схем и характеристик существующих электротехнических систем точного задания частоты вращения, концепций их развития и совершенствования, современных методов их анализа, сформулированы задачи исследования и общие пути их решения.

2. Разработаны математические модели отдельных звеньев и всей МТС с СРД в целом во временной области и естественной системе координат с использованием понятий переключающих функций полупроводниковых вентилей для цели компьютерного исследования установившегося процесса электромеханического преобразования энергии в них, которые максимально адекватны физике процессов в системе.

3. Создана компьютерная модель МТС с СРД в среде Delphi, разработаны основные принципы задания параметров, законов изменения и взаимосвязи основных компонент модели, позволяющие исследовать влияние всех основных её параметров на пульсации мгновенной частоты вращения электропривода с минимальными допущениями.

4. Проанализировано влияние пульсации напряжения в звене постоянного тока и параметров механической нагрузки на процессы в регулируемых МТС с СРД на пульсации мгновенной и величину средней частот вращения электродвигателя, исследованы основные закономерности этого процесса, определена допустимая величина пульсаций и выданы рекомендации по рациональному выбору параметров привода.

5. Дан анализ результатов компьютерного моделирования и экспериментального исследования, макетирования и внедрения.

Получены новые практические результаты:

1. Разработан и обоснован новый подход к расчету характеристик МТС с СРД в виде единой электротехнической системы, позволяющий значительно повысить точность и достоверность получаемых результатов; создана эффективная методика проектирования отдельных звеньев и всей МТС в целом, с помощью которой можно быстро сконструировать систему с рациональными параметрами и рассчитать основные характеристики процесса электромеханического преобразования энергии в ней.

2. Разработана методика исследования и расчета установившегося процесса электромеханического преобразования энергии в МТС с СРД на основе компьютерного метода высокого уровня; созданная по ней машинная программа расчета позволяет точно определить широкий класс электрических и механических характеристик электропривода системы точного задания частоты вращения выходного вала.

3. Проведен анализ количественного влияния параметров цепей питания и законов управления МТС, а также вида механических характеристик привода на электрические и механические характеристики СРД, позволивший дать практические рекомендации по выбору и проектированию параметров отдельных элементов системы с учетом влияния их друг на друга для создания систем с рациональными структурой и характеристиками.

Автор признателен коллегам по научной работе доцентам Валиуллину P.P. и Цвенгеру И.Г. за помощь в работе и участие в обсуждении ее результатов.

1. Юньков М.Г. Электропривод уровень и перспективы // Электротехника. - 1980. № 1.С. 33-36.

2. Юньков М. Г., Изосимов Д. Б., Москаленко В. В., Остриров В. Н. Состояние и перспективы развития регулируемых электроприводов // Электротехника. 1994. № 7. С. 2 - 6.

3. Дацковский Л. X, Бирюков А. В., Швайнтруб О. III., Роговой В. И. Современный электропривод: состояние, проблемы, тенденции // Электротехника. 1994. № 7. С. 6 - 1 1.

4. Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями / С.Г. Герман-Галкин, В.Д. Лебедев, Б.А. Марков, Н.И. Чечерин. Л.: Энергоатомиз-дат. Ленингр. отд-е. 1986. - 248 с.

5. Зиннер Л.Я., Валиуллин P.P., Кузнецов B.C. Прецизионный частотно-регулируемый синхронно-реактивный электропривод // Сб. ЭЛА. Казань: КАИ, 1984.-С. 15-20.

6. Ковчин С.А., Шарахин В.П., Андрущук В.В. Точный электропривод малой мощности // Электрические машины и электропривод малой мощности. -М„ Л.: Наука. 1966. С. 216 - 226.

7. Дранников В.Г., Андрущук В.В., Алатырев М.С. Широко регулируемый электропривод высокой точности // Энергетика. 1974. № 10. С. 44-5 1.

8. Ачкасов Ю.М., Захаров Б.А., Сорокин В.Н. Система точного электропривода переменного тока. // Сб. научн. тр. НИИ автоматики и электромеханики. 1970. -Т. 21 1,-С. 20-25.

9. Овчинников И.Е., Лебедев Н.И. Анализ точности работы трехскорост-ного бесконтактного двигателя, предназначенного для привода аппаратуры магнитной записи на постоянном токе // Электрические машины малой мощности. Л.: Наука. 1970. - С. 207-212.

10. Гулевский С.И., Рохлин A.M., Усачев А. П., Шраменко С.Г. Транзисторные синхронные электроприводы переменного тока на базе преобразователей ПУТИС // Электротехника. 1993. № 6. С. 27 - 29.

11. Вейгнер A.M. Регулируемый синхронный электропривод М.: Энергоатом издат. 1985. 223 с.

12. Осин ИЛ., Шакарян Ю.Г. Электрические машины: Синхронные машины. М.: Высшая школа. 1990.

13. Кононенко Е.В. Синхронные реактивные машины. М.: Энергия. 1970.-208 с.

14. Постников И.М., Ралле В.В. Синхронные реактивные двигатели. Киев: Техника. 1970. - 148 с.

15. Важное А. И. Переходные процессы в машинах переменного тока. -Л.: Энергия, 1980.

16. Плахтына Е.Г. Математическое моделирование электромашинно-вентильных систем. Львов: Вища школа, 1986. 315 с.

17. Лутидзе Ш.И. Основы теории электрических машин с управляемым полупроводниковым коммутатором. М.: Наука, 1968. - 212 с.

18. Фильц Р.В. Математические основы теории электромеханических преобразователей. Киев: Наукова думка, 1979. - 208 с.

19. Лутидзе Ш.И., Михневич Г.Ф., Тафт В.А. Введение в динамику синхронных машин и машинно-полупроводниковых систем. М.: Наука. 1973. -338 с.

20. Плахтына Е.Г., Шакарян Ю.Г., Виницкий Ю.Д., Василив К.Н., Лозинский А.С. Математическое моделирование частотно-управляемых электроприводов переменного тока// Электричество. 1996. № 3. С. 53-59.

21. Постников И.М. Обобщенная теория и переходные процессы электрических машин. М.: Высшая школа, 1975. - 3 18 с.

22. Осин И.Л., Колесников В.П., Юферов Ф.М. Синхронные микродвигатели с постоянными магнитами. М.: Энергия, 1976.

23. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. М.: Высшая школа,1990.

24. Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока. М.: Высшая школа, 1980.

25. Горев А.А. Переходные процессы синхронной машины. М.: Наука,1985.

26. Аветисян Д.А., Соколов B.C., Хан В.Э. Оптимальные проектирование электрических машин на ЭВМ. М.: Энергия, 1976. - 324 с.

27. Терзян А.А. Автоматизированное проектирование электрических машин. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 255 с.

28. Изосимов Д.Б. Синтез управления в электроприводах // Электротехника 1994, № 7. С. 11 -17.

29. Ильинский Н.Ф. Прикладные компьютерные программы для массового электропривода // Электротехника 1994 № 7. С. 15 - 1 7.

30. Системы регулирования электроприводов переменного тока с микропроцессорным управлением / В.Д. Кочетков, J1.X. Дацковский, А.В. Бирюков и др. // Электротехническая промышленность. Сер. 08. Электропривод. М.: Ин-формэлектро. 1989. Вып. 26. С 1-80.

31. Петров Ю.П. Оптимальное управление электрическим приводом с учетом ограничений по нагреву. Л.: Энергия. 1971. - 144 с.

32. Петелин Д.П. Автоматическое управление электроприводами. М.: Энергия. 1968. - 193 с.

33. Цифровые системы управления электроприводом / АА. Батоврин, П.Г. Дашевский, В.Д. Лебедев и др. Л.: Энергия. 1977. - 256 с.

34. Системы частотного управления синхронно-реактивными двигателями / Е.М. Берлин, Б.А. Егоров, В.Д. Кулик, И.С. Косырев Л.: Энергия. 1968. -132 с.

35. Костенко М.П. Работа многофазного асинхронного двигателя при переменном числе периодов // Электричество. 1925. № 2. - С. 32-39.

36. Костенко М.П. Электрические машины (специальная часть) М., Л.: ГЭИ. 1949. -297 с.

37. Булгаков А.А. Частотное управление асинхронными двигателями. -М.: Наука. 1966.-297 с.

38. Штурман Г.И. К вопросам частотного управления асинхронными двигателями // Вестник электропромышленности. 1946. - № 2. С. 17-24.

39. Сандлер А.С., Сарбатов Р.С. Частотное управление асинхронными двигателями. М., Л.: Энергия. 1966. - 144 с.

40. Кривицкий С.О., Эпштейн И.И. Динамика частотно-регулируемых электроприводов с автономными инверторами. М.: Энергия. 1970. - 159 с.

41. Бродовский В.Н., Иванов Е.С. Приводы с частотно-токовым управлением. М.: Энергия. 1974. - 169 с.

42. Петелин Д.П. Автоматическое регулирование возбуждения синхронных двигателей. М., Л.: ГЭИ. 1961. - 104 с.

43. Мищенко В.А., Шрейнер Р.Т., Шубенко В.А. Оптимальный по минимуму потерь закон частотного управления асинхронным двигателем // Известия Вузов, Энергетика. 1969. № 8. - С. 115-118.

44. Trivitze P., Keinqshirn Е. Optimum voltaqe and frequency for polyphase induction motors operatinq with freuquency power supply. "IEEE Couf. Ree 5th Annual Meet/ IEEE Jud and Gen АррГ, 1970, № 4, p. 545 549.

45. Петелин Д.П. Динамика синхронного привода поршневых компрессорных установок. М.: Машиностроение. 1966. - 159 с.

46. Башарин А.В., Башарин И.А. Динамика нелинейных автоматических систем управления. Л.: Энергия. 1974. - 200 с.

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

48. Алиев Я.А. Влияние на работу синхронного двигателя высших гармоник при питании его напряжением несинусоидальной формы // Электромагнитные процессы в приводах с частотным управлением. Л.: Наука, 1972. С. 41-53.

49. Каначев В.А., Верхотуров В.Н. Преобразователь частоты и напряжение сети для питания синхронных двигателей. // Приборы и техника эксперимента. 1975. № 3-С. 184-186.

50. Глазенко Т.А., Хрисанов В.И. Полупроводниковые системы импульсного асинхронного электропривода малой мощности. Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 176 с.

51. Сабинин Ю.А., Грузов В.Л. Частотно-регулируемые асинхронные электроприводы. Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 126 с.

52. Загорский А.Е. Электродвигатели переменной частоты. М.: Энергия, 1975. - 243 с.

53. Хамудханов М.З., Хашимов А.А. Динамика регулируемого асинхронного электропривода при асимметрии напряжения. Ташкент: Фан. 1971. 204 с.

54. Загорский А.Е. Электродвигатели переменной частоты. М.: Энергия, 1975. - 243 с.

55. Грузов В.Л., Найденова Ю.А. Электромагнитные процессы в мостовом трехфазном инверторе при работе на асинхронный двигатель. // Электромагнитные процессы в приводах с частотным управлением. Сб. научн. тр. Л.: Наука, 1972. - С. 128-148.

56. Грузов В.Л., Сабинин Ю.А. Асинхронные маломощные приводы со статическими преобразователями. Л.: Энергия, 1970,- 136 с.

57. Сандлер А.С., Гусяцкий Ю.М., Затрубщиков Н.Б. Вопросы динамики асинхронного электропривода с автономным инвертором // Электричество. -1979. №4. -С. 38 -43.

58. Алиев Я.А. Влияние на работу синхронного двигателя высших гармоник при питании его напряжением несинусоидальной формы // Электромагнитные процессы в приводах с частотным управлением. Л.: Наука. 1972. - С. 4153.

59. Зиннер Jl.Я., Скороспешкин А.И. Вентильные двигатели постоянного и переменного тока. М.: Энергия, 1981. - 214 с.

60. Костырев М.Л., Скороспешкин А.И. Автономные асинхронные генераторы с вентильным возбуждением. М.: Энергоатомиздат, 1993. - 160 с.

61. Андерс В.И., Гранонев В.Г., Лопатин В.А. Аналитический расчет электромагнитных процессов в тяговом приводе переменного тока // Электричество, 1990. - № 12. - С. 25-3 1.

62. Семенов Н.П. Метод расчета электромагнитных процессов в системе автономный инвертор напряжения асинхронная машина // Электричество, -1995.-№ 1,-С. 49-55.

63. Ротанов Н.А., Литовченко В.В., Назаров О.С., Шаров В.И. Математическое моделирование электромагнитных процессов в асинхронном тяговом приводе локомотива // Электричество, 1981. - № 9. - С. 63-73.

64. Миляшов Н.Ф. Электромеханотронная система с высокоскоростным асинхронным двигателем // Изв. вузов. Проблемы энергетики, 1999, № 7-8. С. 82-89.

65. Миляшов Н.Ф. Асинхронный электропривод с автогенераторным управлением для бытовой техники // Изв. вузов. Проблемы энергетики, 1999, № 9-10. С. 60-69.

66. Миляшов Н.Ф. Асинхронная электромеханотронная система с автогенераторным управлением//Изв. вузов. Проблемы энергетики, 1999, №9-10. -С. 107-1 1 1.

67. Копылов И.П., Фрумин В.Л. Электрическое преобразование энергии в вентильных двигателях. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 176 с.

68. Уайт Д., Вудсон Г. Электромеханическое преобразование энергии. М.- Л.: Энергия, 1964. 528 с.

69. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин.- М.: Высшая школа, 1987. 268 с.

70. Такеути Т. Теория и применение вентильных цепей для регулирования двигателей. Л.: Энергия, 1973. - 250 с.

71. Чабан В.И. Методы анализа электромеханических систем. Львов: Вища школа, 1985. - 278 с.

72. Копылов И.П., Фильц Р.В., Яворский Я.Я. Об уравнениях асинхронной машины в различных системах координат // Электромеханика. 1986. - № 3. - С. 22 - 23.

73. Геллер Б., Гамата В. Дополнительные поля, моменты и потери мощности в асинхронных машинах. Пер. с чешек. М.: Энергия, 1964. - 321с.

74. Утямышев Р.И. Техника измерения скоростей вращения. М., Л.: Госэнергоиздат. 1961. 103 с.

75. Потапов Л.А., Зотин В.Ф. Испытание микроэлектродвигателей в переходных режимах. М.: Энергоатомиздат. 1986. - 104 с.

76. Синхронные приводы / под редакцией проф. М.Г. Чиликина. М.: Энергия. 1967. - 80 с.

77. Вакулюк В.М. Анализ влияния высших временных и пространственных гармоник магнитного поля на равномерность вращения ротора синхронно-реактивного двигателя: Дис. канд. техн. наук: 05.09.01 Утв. 24.10.79. - Томск, 1978. - 183 с.

78. Липатов B.C., Вылегжанин В.П., Колос А.С. Высокочастотный электропривод с цифровым управлением // Электротехника. 1971. № 1 1. С. 39-41.

79. Зуев В.Ю. Повышение технико-экономических показателей работы регулируемого синхронного электропривода с непосредственным преобразователем частоты: Дис. канд. техн. наук: 05.09.01. Защищена 17.02.77. - Новосибирск. 1977. - 277 с.

80. Башко Н.А. Исследование высоко динамичных частотно управляемых синхронных двигателей: Дис. канд. техн. наук: 05.09.01 Утв. 01.04.81. -Свердловск, 1980. - 179 с.

81. Рогозовский Л.А. Разработка и исследование системы "Непосредственный преобразователь частоты синхронный двигатель": Дис. канд. техн. наук: 05.09.03 - Утв. 28.05.80. - Алма-Ата, 1978. - 205 с.

82. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе / А.Я. Берн-штейн, Ю.М. Гусяцкий, А.В. Кудрявцев, Р.С. Сарбатов. М.: Энергия. 1980. -328 с.

83. Овчинников И.Е., Микерев А.Г. Бесколлекторные регулируемые электродвигатели (перспективы и приоритетные направления развития).// В мат. 1 Междунар. конф. по автоматизированному электроприводу. Санкт-Петербург, 1995. С. 5-6.

84. Овчинников И.Е., Лебедев Н.И. Бесконтактные двигатели постоянного тока. Л.: Наука, 1979. - 270 с.

85. Тер-Макарянц Е.А. Теоретическое и экспериментальное исследование синхронного реактивного двигателя // Известия ЛПИ. 1928. - Т. 3 1 - С. 48-60.

86. Голдовский Е.М. Реактивные двигатели для звукового кино.: Киноиз-дат. 1935.- 265 с.

87. Столов Л.И., Зыков Б.Н. Моментные двигатели с постоянными магнитами. М.: Энергия. 1977. - 1 12 с.

88. Толкачев Э.А. Моделирование динамических режимов работы в электроприводах текстильных машин. Л.: Ленингр. университет. 1981. - 160 с.

89. Грузов Л.Н. Методы математического исследования электрических машин. М., Л.: ГЭИ. 1953. - 267 с.

90. Горев А.А. Переходные процессы в асинхронных машинах. М.: ГЭИ. 1950. 551 с.

91. Вакулюк В.М., Трофименко Б.Е. Реактивный момент СРД с учетом высших пространственных гармоник магнитного поля // Электрические машины малой мощности устройств автоматики и электроснабжения. М.: Энергия. 1978. - С. 58-60.

92. Куракин А.С., Анненков Б.В. Равномерность вращения синхронных микродвигателей//Электромеханика. 1967. № 12-С. 12-15.

93. Ohq С.М., Lipo Т.A. Steady-state analysis of curreut source inverter / reluctance motor drive/ Part I. Analysis. "IEEE I AS Anni. Meet, 1975. Pap 10 th Annu. Meet, Hyatt Raqency Atlanta, 1975". New York, N.Y., 1975, p. 841-847.

94. Элькинд Ю.М. Экспериментальное исследование электромеханических процессов в синхронных машинах. М., Л.: Госэнергоиздат. 1 961. - 23 1 с.

95. Кононенко К.Е. Самораскачивание синхронных машин малой мощности: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.09.01 Л.: ВНИИЭМ. 1984. - 17 с.

96. Кононенко К.Е. Анализ самораскачивания синхронных двигателей малой мощности при частотном управлении // Электромеханика. 1983. № 7. -С. 97-101.

97. Шпаков В.И. Синхронные реактивные двигатели с улучшенными энергетическими и массогабаритными показателями: Дис. канд. техн. наук: 05.09.01 Томск, 1988.-292 с.

98. Талалов И.И. Параметры и характеристики явнополюсных синхронных машин. М.: Энергия. 1978. - 264 с.

99. Миляшов Н.Ф., Зиннер Л.Я., Ибрагимов Т.Н. Исследование динамики электромагнитных процессов в статических преобразователях частоты. // В сб. "Электрические машины специального назначения". Самара. 1991. КПИ, -С.58-70.

100. Миляшов Н.Ф., Валиуллин P.P., Тарасов В.Н. Анализ электромагнитных процессов в машинно-вентильной системе. // В сб. "Системы и элементы электрооборудования летательных аппаратов". Казань. КАИ, 1987. С.82-85.

101. Зиннер Л.Я., Миляшов Н.Ф. Математическая модель вентильных двигателей постоянного и переменного тока. // В сб. "Электрические машины специального назначения". Самара. 1991, КПИ. С. 55-58.

102. Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1988.

103. Лабунцев В.А., Тугов Н.М. Динамические режимы эксплуатации мощных тиристоров. М.: Энергия, 1977. - 234 с.

104. Грабовецкий Г.В. Применение переключающих функций для анализа электромагнитных процессов в силовых вентильных преобразователей частоты. Электричество. 1973. № 6, С. 28-31.

105. Кобзев А.В., Лебедев Ю.М., Сиданский И.Б. Применение одной модификации метода коммутационных функций для анализа ключевых схем преобразовательной техники. Электричество. 1983. № 4. С. 27-33.

106. Сандлер А.С., Спивак Л.М. Методы расчета статических и динамических режимов асинхронных электроприводов с тиристорным преобразователем частоты. / В кн. "Электромагнитные процессы в приводах с частотным управлением". Наука. Л.: 1972. - С. 1 10-127.

107. Вольдек А.И. Электрические машины. М.: Энергия, 1974. - 340 с.

108. Руденко B.C., Сенько В.И., Чиженко И.М. Основы преобразовательной техники. М.: Высшая школа, 1980. - 424 с.

109. Силовая электроника: Примеры и расчеты. / Ф. Чаки, И. Герман, И. Ипшич и др. Пер. с англ. М.: Энергоиздат. 1982. - 384 с.

110. Справочник по преобразовательной технике. / Под ред. Чиженко И.М., Техн1ка, 1978.-447 с.

111. Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1988.

112. Бененсон З.М. Моделирование и оптимизация на ЭВМ радиоэлектронных устройств. М.: Радио и связь. 1981. - 345 с.

113. Архангельский А.Я. Модели полупроводниковых приборов для машинного расчета электронных схем. М.: МИФИ, 1978. 98 с.

114. Справочник по полупроводниковой электронике. / Под ред. Ллойда П., Хантера М.: Машиностроение, 1975. 578 с.

115. Силовая электроника: Примеры и расчеты. / Ф. Чаки, И. Герман, И. Ипшич и др. Пер. с англ. М.: Энергоиздат. 1982. - 384 с.

116. The first Chechoslovak power insulated gate bipolar transistors. Orgon M. et al.// Elektrotechn.cas.-1994.-45, №3, c.86-89. (Первые чешско-словацкие силовые биполярные транзисторы с изоляционным затвором).

117. Белов Б.И., Норенков И.П. Расчет электронных схем на ЭВМ. М.: Машиностроение, 1971.- 360 с.

118. Ильин В.Н. Машинное проектирование электронных схем. М.: Энергия, 1972. - 458 с.

119. Мощные высокочастотные транзисторы. /Ю.В. Заважнов, И.И. Кага-нова, Е.З. Мазель и др.; Под ред. Е.З. Мазеля. М.: Радио и связь, 1985,- 210 с.

120. Зиннер А. Л., Ашихмин А.В., Борисова О.В., Валиуллин P.P. К вопросу определения параметров синхронно-реактивных двигателей. Изв. Вузов. 11роблемы энергетики, 1999, № 5-6. -С. 99-106.

121. Данилевич Я.Б., Домбровский В.В., Казовский Е.Я. Параметры электрических машин переменного тока. М.-Л.: Наука, 1965. - 324 с.

122. Проектирование электрических машин. // И.П. Копылов, Ф.А. Г о-ряйнов, Б.К. Клоков и др. М.: Энергия, 1980. - 496 с.

123. Кулон Ж.-Л., Сабонандьер Ж.-К. САПР в электронике: Пер. с франц. М.: Мир, 1988. - 208 с.

124. Аветисян Д.А., Соколов B.C., Хан В.Э. Оптимальные проектирование электрических машин на ЭВМ. М.: Энергия, 1976. - 324 с.

125. Копылов И.П., Щедрин О.П. Расчет на ЦВМ характеристик асинхронных машин. М.: Энергия, 1973. - 163 с.

126. Терзян А.А. Автоматизированное проектирование электрических машин. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 255 с.

127. Лопухина Е.М., Семенчуков Г.А. Проектирование асинхронных микродвигателей с применением ЭВМ. М.: Высшая школа, 1980. - 359 с.

128. Бородулин Ю.Б., Мостейкис B.C., Попов Г.В., Шишкин В.П. Автоматизированное проектирование электрических машин. М.: Высшая школа, 1989. - 280 с.

129. Глазенко Т.А., Балясников А.Н. Численные методы расчета электрических цепей с дискретно изменяющимися параметрами.//Электричество, 1988.-№ 5, С. 76-79.

130. Bauers I. С. Users manual for SUPER-SCEPTRE-a program for the analysis of elecktrial, mechanical, digital and control systems // University of south Florida, 1975.

131. Машинная оптимизация электронных узлов РЭА. /А.Г. Ларин, Д.И. Томашевский, Ю.М. Шумков, В. М.Эйдельнант. М.: Советское радио, 1978.

132. Computer application in the analysis of rectifier and invertors./Muswood A. I./IEEPoroc. Elec.Power Appl. 1995,- 142, № 4. C.233-238.

133. Foch H., Reboulet C., Schonek I. A method of global simulation jf thyristor static converters ( program SASCO)// IAS Twelfth Conference Record. Los-Angeles.-1977. P.l 151-1 154.

134. Мустафа Г.М., Шаронов И.М., Тингаев B.H. Система программ для моделирования устройств преобразовательной техники. // Электротехника. -1976. №6.-С. 6-10.

135. Lancien D., Voulin R. Aide informatigue a la conception et a la mise au point des convertisseurs statigues.// Revue Generale des Chemins de Fer, 399 ( luillet / Aout, 1982).

136. Фаронов В.В., Делори Ч. Учебный курс. М.: Нолидж 1998. - С. 464,ил.

137. Орлик С.В. Секреты Дельфи на примерах. М.: Восточная книжная компания. 1999. - С. 352, ил.

138. Разевич В.Д. Применение P-CAD и Pspice для схемотехнического моделирования на ПВЭМ. В 4-х выпусках. - М.: Радио и связь, 1992. - Т1 - 72 е., Т2 - 64 е., ТЗ - 120 е., Т4. - 71 с.

139. Онищенко Г.Б., Аксенов М.И. и др. Автоматизированный электропривод промышленных установок. М.: РАСХН 2001. - 520 е., ил.

140. Зиннер Л.Я., Валиуллин P.P., Бастанов Н.Э. Оценка пульсаций частоты вращения в частотно-регулируемом синхронном реактивном двигателе. // Сб. "Электротехнические системы летательных аппаратов". Казань: КАИ, 1991.-С. 33 - 38.

141. Дмитриев О.А. и др. Сравнение трехфазных бесщеточных микроприводов, выполненных с различными схемами коммутаторов. В сб. Электродвигатели малой мощности. Л.: Наука. 1971.-С. 151-156.

142. Сергеев П.С., Виноградов Н.В., Горянов Ф.А. Проектирование электрических машин. М.: Энергия. 1969. 632 с.

143. Ивобоченко Б.А., Ильинский Н.Ф., Копылов И.П. Планирование эксперимента в электромеханике. М.: Энергия. 1975,- 183 с.

144. Зиннер А. Л., Ашихмин А.В., Борисова О.В., Реактивный момент вентильного двигателя, обусловленный эксцентрично расположенным возбужденным ротором. Изв. Вузов. Проблемы энергетики, 2000, № 3-4. -С. 107-1 1 1.

145. Миляшов Н.Ф., Борисова О.В. Синхронный электропривод с автогенераторным управлением.// Труды двенадцатой научно-технической конференции "Электроприводы переменного тока". Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. -С. 154-156.