Электротехнические комплексы дозирования электрической энергии и количества электричества для технологических процессов

Власов, Анатолий Юрьевич

Электротехнические комплексы и системы

автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Электротехнические комплексы дозирования электрической энергии и количества электричества для технологических процессов

кандидата технических наук: Власов, Анатолий Юрьевич
город: Омск
год: 2006
специальность ВАК РФ: 05.09.03

Диссертация по электротехнике на тему «Электротехнические комплексы дозирования электрической энергии и количества электричества для технологических процессов»

Автореферат диссертации по теме "Электротехнические комплексы дозирования электрической энергии и количества электричества для технологических процессов"

На правах рукописи

Власов Анатолий Юрьевич

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДОЗИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И КОЛИЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСТВА ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

05.09.03. — Электротехнические комплексы и системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Омск - 2006

Работа выполнена на кафедре "Электроника и автотракторное электрооборудование" в Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ).

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Заслуженный работник Высшей школы РФ доктор технических наук, профессор Попов Анатолий Петрович

доктор технических наук, профессор Сушков Валерий Валентинович

кандидат технических наук, Щербаков Александр Геннадиевич

Ведущая организация:

Уральский государственный технический университет - УПИ

Защита состоится 26 октября 2006 г. в часов на заседании

диссертационного совета Д212.178.03 в Омском государственном техническом университете по адресу: 644050, г.Омск, пр.Мира, 11, аудитория 6-340.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного технического университета.

Автореферат разослан сентября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент / гг^_ А.Н.Кириченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В настоящее время в связи с широким применением электротехнологий в различных отраслях промышленности возникает потребность в проведении непрерывного контроля электрических параметров технологических процессов, позволяющего достигать высокого качества изделий при экономном расходовании электроэнергии и материалов.

Решение этих задач возможно на основе цифрового электродозирования, осуществляемого путем выдачи в нагрузку предварительно заданной определенной дозы электрической энергии либо количества электричества.

В электрохимии потребность в устройствах дозирования возникает при управлении процессами электролиза в производстве металлов или газов, а также в гальваностегии при гальваническом осаждении на металлические поверхности антикоррозийных покрытий. Вполне целесообразно применять дозирование для контроля заряда вторичных химических источников тока.

Дозирование электрической энергии в производственных условиях проводится с целью оптимизации ее расхода при электроконтактном или электродуговом нагреве. Дозаторы электрической энергии являются неотъемлемыми элементами в структурах машин контактной сварки, в блоках автоматического управления дуговых сталеплавильных печей, а также в электроконтактных нагревательных установках для разогрева заготовок перед горячей штамповкой.

Несмотря на то, что в промышленности в настоящее время уже применяются технологии с использованием дозаторов электрической энергии, нельзя считать, что все вопросы, связанные с разработкой и внедрением их в производство полностью исчерпаны. Существует потребность в проведении теоретических исследований и решении ряда схемотехнических задач, касающихся вопросов коммутации, а также выбора датчиков тока, напряжения и т. п.

Постановка вопроса о широком применении дозаторов способствует внедрению в различные отрасли промышленности новых, ресурсо- и энергосберегающих технологий, отвечающих требованиям современного.производства.

Вклад в развитие теории и практики построения средств дозирования внесли отечественные и зарубежные ученые: А.П. Альтгаузен и М.Д. Бер-шицкий — в области применения дозаторов электрической энергии при управлении работой сталеплавильных электропечей; Б.Д. Орлов, A.A. Чакалев, JI.B. Глебов, М. Greitmann, А. Kessler — в области применения дозаторов электроэнергии при контактной сварке, A.A. Булгаков - в области создания дозаторов на основе емкостных накопителей энергии доя подкачки лазеров.

Основной целью данной работы является проведение исследований по разработке электротехнических комплексов цифрового дозирования количества электричества и электрической энергии для различных электротехнологий, обладающих необходимыми эксплуатационными характеристиками и минимальной аппаратурной избыточностью, применение которых позволит совершенствовать технологические процессы (улучшать качество продукции, осуществлять экономию материалов и электроэнергии).

Для реализации поставленной цели необходимо осуществить решение следующих задач:

- анализ существующих средств учета и дозирования количества электричества, электрической энергии и возможностей их совершенствования;

- выбор и обоснование принципа построения устройств дозирования;

-разработку структурных и принципиальных схем электротехнических

комплексов цифрового дозирования и их математических моделей;

- выявление влияния линии связи и фильтра НЧ на интегральные значения сигналов датчиков токов;

- определение требований к выбору силовых устройств коммутации;

- решение вопросов помехоустойчивости;

- исследование метрологических характеристик измерительных систем и предлагаемых технических решений.

Достоверность основных теоретических положений, приведенных в работе, подтверждается корректным применением методов теории цепей и сигналов, теории электромагнитного поля, теории обыкновенных дифференциальных уравнений, положений теоретической физики, использованием современных средств компьютерного моделирования, а также сходимостью расчетных и экспериментальных данных, полученных в результате исследований.

Научная новизна и основные положения, выносимые на защиту.

В данной работе получены результаты, характеризующие ее научную новизну и выносимые на защиту:

- предложен принцип построения цифровых дозирующих устройств, основанный на квантовании по вольт-секундной площади интегральных значений аналоговых сигналов, пропорциональных текущим значениям тока или мгновенной мощности, с использованием при аналого-цифровом преобразовании электронных КМОП-ключеЙ, что позволяет исключать влияние на измерительные процессы электромагнитных помех, и улучшает метрологические характеристики дозирующих устройств;

- проведен анализ линейных электрических цепей, применяемых для передачи сигналов и фильтрации электромагнитных помех, из которого установлен класс Д£С-цепей с емкостной поперечной проводимостью, способных передавать интегральные значения (вольт-секундную площадь) входных аналоговых сигналов без искажения их величин;

- разработана математическая модель датчика больших выпрямленных токов, выполненного на основе феррозондовых преобразователей с сердечниками из электротехнических (трансформаторных) сталей, с помощью которой возможны расчет и оптимизация конструктивных параметров датчика;

- предложен принцип управления силовыми ключами устройств цифрового дозирования;

- разработаны помехоустойчивые электронные цепи дозирования количества электричества и электрической энергии.

Практическая ценность полученных результатов.

В процессе проведения исследований:

- предложена схема квантователя аналоговых сигналов по вольт-секундной площади, защищенная патентом на изобретение, а также методика расчета параметров схемы и погрешности квантования, которые могут быть использованы при проектировании различных устройств учета и дозирования количества электричества и электрической энергии;

- предложены структурные и принципиальные схемы электротехнических комплексов цифрового дозирования, защищенные патентами на изобретения, которые могут найти применение на производстве при управлении электротехнологическими или электрохимическими процессами (электроконтактный нагрев, гальваностегия), а также в учебном процессе или в научных исследованиях;

- предложена методика расчета феррозондового датчика больших токов.

Для проведения исследований по теме диссертации были разработаны и

изготовлены:

- опытный образец цифрового дозатора количества электричества, который может быть использован для исследования электрохимических процессов, протекающих в химических источниках тока;

- опытный образец цифрового дозатора электрической энергии, позволяющий осуществлять выбор и оптимизацию технологических режимов при проведении электроконтактного нагрева или контактной сварки;

- опытный образец феррозондового датчика для измерения сверхбольших выпрямленных токов;

- опытный образец измерительного комплекса для обнаружения и регистрации блуждающих и теллурических токов, осуществляющий на основе принципа квантования по вольт-секундной площади и способа синхронного накопления (усреднения по времени) выделение информативных инфра-низкочастотных составляющих из сигналов, содержащих высокий уровень помех электромагнитной природы.

Апробаиня работы. Материалы работы по теме диссертации докладывались и обсуждались на:

- II Международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 1997);

- 4-м Международном симпозиуме по геотехнологиям окружающей среды и глобальному развитию (США, Бостон, 1998);

- 43-ей Международной научно-технической конференции «Проблемы создания и эксплуатации автомобилей, специальных и технологических машин в условиях Сибири и Крайнего Севера» (Омск, 2003).

Основные разделы диссертационной работы докладывались и обсуждались на расширенных научно-технических семинарах кафедр «Электроснабжение промышленных предприятий», «Информационно-измерительная техника», «Теоретическая и общая электротехника» и кафедры «Электрическая техника» Омского государственного технического университета.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ, в том числе 1 статья в центральной печати, 3 статьи в региональной печати, стендовый доклад на международном симпозиуме, получено 3 патента на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 176 наименований, приложений. Основной текст изложен на 183 машинописных страницах, поясняется 58 рисунками и 3 таблицами.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель и поставлены задачи исследования, отмечены научная новизна и практическая значимость полученных результатов, представлены структура диссертационной работы и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрена структура построения электротехнических комплексов дозирования, которая показана на рис. 1 и выполнен аналитический обзор средств учета и дозирования количества электричества, используемых в электрохимии, а также средств учета и дозирования электрической энергии,

Рис.1.

В ходе проведенного анализа установлено, что большинство из указанных средств измерений по своим техническим возможностям не удовлетворяют требованиям современного автоматизированного производства и существует необходимость их совершенствования. Ни один из промышленных приборов учета количества электричества не обладает способностью дозировать его, а область применения дозаторов электрической энергии распространяется только на узкий круг энергоустановок специального назначения (машины контактной сварки, агрегаты управления сталеплавильными электропечами, установки электроконтактного нагрева).

Результаты анализа подтверждают производственную потребность в применении электротехнических комплексов цифрового дозирования (ЭТКД).

Во второй главе рассмотрен вопрос о выборе структуры интегрирующего преобразователя, являющегося основным элементом измерительной системы ЭТКД, и вопрос о выборе способа квантования результатов интегрирования.

Основным критерием при выборе измерительного преобразователя является наименьшая погрешность аналого-цифрового преобразования. Известно, что лучшими метрологическими качествами обладают интегрирующие преобразователи напряжение - частота (ПНЧ) с импульсной обратной связью, которые могут обеспечить общую погрешность преобразования не хуже 0,1 %.

Преобразование результата интегрирования в последовательность счетных импульсов выполняет квантователь. Устройство, в состав которого входят интегратор и квантователь, в настоящей работе называется «импульсным интегратором» (ИИ). Структура его построения позволяет реализовать в приборе принцип квантования измеряемой величины по вольт-секундной площади, который характеризуется наименьшей погрешностью преобразования.

Квантование по вольт-секундной площади заключается в замене текущего интегрального значения входного сигнала ивх(0 суммой дискретных значений элементарных вольт-секундных квантов, преобразованных в последовательность счетных импульсов, которые при суммировании несут информацию об интегральной величине входного параметра.

Для применения в дозирующих устройствах предлагается схема двухпо-лярного ИИ, показанная на рис. 2, преимущество которой, заключается в использовании КМОП-ключей, обладающих двусторонней проводимостью, в качестве переключателей тока заряда интегрирующей емкости. Данная отличительная особенность схемы ИИ запатентована автором [2].

Рис.2

Схема импульсного интегратора (ИИ) (рис. 2) содержит в своем составе инвертор (DA1), повторитель (DA2), аналоговые электронные ключи (DA3), интегрирующий усилитель (DA4), компаратор (DA5) и по метрологическим характеристикам полностью удовлетворяет требованиям разработки.

Цикл работы ИИ включает два такта интегрирования, которые соответствуют времени формирования одного периода счетных импульсов.

Эффективность применения двухполярной схемы интегрирующего усилителя достаточно высока. Такое схемное решение, во-первых, устраняет неустойчивость работы компаратора в зоне нуля, а, во-вторых, практически в два раза расширяет по сравнению с однополярной схемой динамический диапазон интегрирования входного сигнала.

В третьей главе рассмотрен вопрос о выборе состава структурной схемы электротехнического комплекса дозирования количества электричества.

Количество электричества Q(t)■i затраченное при электролизе в течение определенного времени / равно

б(о= \rndt,

(I)

где ¡(() - текущее значение силы тока в цепи электролиза.

Структурная схема электрохимической установки с электротехническим комплексом цифрового дозирования имеет вид, представленный на рис. 3.

Эмктропиипкка* |

Датчик* яижа ¡Л|т1

Уопр-*» кашлчмлгдо* ПМА

Линия I сшяуи

ш*-

н/к

цифровых сагы&чо& Ьдак индикации

,щд ]

' |»1 Смт^мжкмтми'м Г IГ^

Едок лоджия дозы

£ 1 и

$ Ё Р 9

ч И

Рис. 3

Структура построения дозирующего устройства запатентована автором [2] и соответствует алгоритму решения поставленной задачи, основу которого составляет процедура вычисления количества электричества, согласно выражению (1), где входная информация снимается с первичного преобразователя тока, а выходная - итоговая, представлена цифровым кодом счетчика импульсов, который отображается на блоке индикации.

Благодаря работе входящих в состав комплекса устройств выполняется процедура интегрирования текущих значений напряжения, пропорциональных току в цепи электролиза, поступающих с первичного преобразователя тока на вход ИИ, в котором происходит квантование по вольт-секундной площади результата интегрирования. Время интегрирования зависит от дозы количества электричества, которая заранее записывается в регистр памяти блока управления устройством коммутации с помощью пульта блока задания дозы.

Погрешности большинства счетчиков количества электричества, широко применяемых в настоящее время в электрохимии, превышают 2 %, что в ряде случаев является неприемлемым. Точность измерения количества электричества, а, следовательно, и точность дозирования можно повысить, применяя в качестве средств измерений цифровые электронные измерители, разработка которых является одной из задач данной работы. Согласно приведенному расчету погрешность измерений предлагаемых устройств дозирования количества электричества не превышает 0,7 %.

На точность измерений влияет выбор первичных преобразователей тока, который должен проводиться с учетом специфики их совместной работы с электронными измерителями, имеющими низкие погрешности преобразования.

В настоящей работе рассмотрены вопросы разработки относительно простого, надежного в эксплуатации первичного преобразователя больших токов (до нескольких сотен кил о Ампер), обладающего высокой температурной стабильностью выходных параметров при работе в условиях периодического изменения температуры окружающей среды с возможностями функционирования на основе бесконтактного способа преобразования.

Потребность в наличии таких датчиков существует в химической и металлургической промышленностях, например, в системах электроснабжения электролизеров при производстве алюминия, титана магния и других металлов.

При конструировании датчиков, удовлетворяющих перечисленным требованиям и способных работать в структурах дозаторов количества электричества, целесообразно использовать феррозондовые преобразователи, принцип действия которых основан на измерении параметров электромагнитных процессов, обусловленных связью между электрическими и магнитными полями.

В настоящей работе для измерения магнитных полей высокой напряженности предлагается применить в качестве материала сердечников феррозондо-вого датчика электротехнические стали с низкой магнитной проницаемостью, что позволит улучшить его температурную стабильность по сравнению с аналогичными характеристиками феррозондов, выполненных на основе пермаллоя.

Схема измерителя постоянной составляющей выпрямленного тока /х, протекающего по шине, приведена на рис. 4, а. Ферромагнитные сердечники 2 датчика располагаются вблизи боковой поверхности шины 1 перпендикулярно направлению протекания тока.

Картина силовых линий первичного магнитного поля напряженностью Нх показана на рис. 4, б. На оба сердечника, состоящие из изолированных листов электротехнической стали, намотаны намагничивающие обмотки «V и содержащие одинаковое число витков. Они включены последовательно и встречно. По обмоткам дс/ и ту/ протекает намагничивающий ток от источника

синусоидального тока 3 с периодом Т0 и амплитудой Усы- В сигнальной обмотке и>г наводится напряжение (/2(/), которое подается на вход усилителя 4. Напряжение иг{()=к0'и2{{) (к0 - коэффициент усиления по напряжению) с выхода усилителя 4 поступает на вход точного детектора 5, имеющего сглаживающий /гС-фильтр, а выходное напряжение ¿7, подается на вольтметр 6.

'о о

Напряженность первичного магнитного поля Нх тока 1Х вблизи поверхности шины 1, где расположены сердечники феррозонда, может быть найдена из закона полного тока

где Ь - ширина то ко в еду щей шины; с — толщина шины.

Определить напряженность магнитного поля Н, внутри сердечников можно при соблюдении ряда условий и допущений. Если представить каждый сердечник зонда вытянутым эллипсоидом вращения, расположенным вдоль силовых линий однородного магнитного поля, с учетом того, что статическая магнитная проницаемость сердечников феррозонда, которая характеризуется соотношением ¡лс — АВ/АН,>>/и0, выполняется в широком диапазоне значений Нп то напряженность магнитногр поля рассчитывается следующим образом

где ¡лот = Рс/Мо " относительная магнитная проницаемость;

= 4ж • 1 О*7 Гн/м - магнитная проницаемость вакуума;

Л^ - коэффициент размагничивания, зависящий от отношения продольного диаметра к поперечному диаметру эллипсоида вращения (Л = а/6). Значения Л^,,вычисленные для разных отношений Л приводятся в справочниках.

Для установления связи между измеряемым током 1Х и средним за период Г0 значением напряжения и2 (*■) использована аппроксимация основной кривой намагничивания В=у{Н) (рис. 5) гиперболическим тангенсом

В = В.

(2)

где Я, - напряженность магнитного поля внутри насыщенного сердечника;

В1 - магнитная индукция насыщения сердечников.

сц ><% ><%

Рис. 5. Аппроксимация основной кривой намагничивания гиперболическим тангенсом

Выбором Н5 и а можно учесть марку стали сердечника. Пределы измерения а = (0— 1). Если а —>-0, то сердечник входит в насыщение в сильном магнитном поле, а при а 1 - в более слабом поле.

Напряжение С/2(г) индуцируется на сигнальной обмотке при возбуждении зонда синусоидальным током с амплитудным значением напряженности поля Нт, которое накладывается на постоянное поле внутри сердечников Н1.

При протекании одного и того же тока по обмоткам и значение магнитной индукции в первом и втором сердечниках с учетом (2) можно записать следующим образом:

В„=В,1к

(3)

С учетом зависимостей (3) суммарное потокосцепление сигнальной обмотки, возникающее в результате взаимодействия магнитных потоков и Ф2

Среднее значение напряжения сигнальной обмотки определяется с использованием (4) через приращение Ч^ за четверть периода Г0:

и2сптл/4> = = Ч^^-Ч^о) « (5)

где

-2/А

Среднее значение напряжения сигнальной обмотки за период

и2ср=4уВ,п25сМ.

Выходное напряжение, подаваемое на прибор 6

У4 *НиУ(Ь^-(Н1-Ня)-21^-Н1

(6)

Это выражение учитывает конструктивные и электрические параметры феррозонда и цепи его возбуждения, а также позволяет определить зависимость выходного параметра Цгот уровня первичного поля. На рис. 6 приведены графики, полученные на основе расчета по формуле (6) и демонстрирующие

зависимость выходного сигнала от

Рис. 6. Расчетные значения выходного сигнша величины первичного поля Я,.

Из анализа, рассмотренной выше математической модели датчика больших токов, следует, что для измерения магнитных полей высокой напряженности целесообразно в качестве сердечников датчика применять материал с низкой магнитной проницаемостью, поскольку функция преобразования такого датчика на начальном участке — близкая к линейной, причем с повышением напряженности #т, вызванной увеличением переменного тока подмагничива-ния, диапазон прямолинейных преобразований датчика расширяется.

Положительным фактором является также возможность подбора оптимальной величины напряженности магнитного поля за счет изменения расстояния установки датчика по отношению к токовой шине.

Температурная нестабильность магнитных характеристик сердечников феррозонда в большей степени определяется изменением индукции насыщения материала магнитопровода, которая с ростом температуры монотонно убывает. Известно, что чем выше точка Кюри ферромагнетика (7с), тем более стабильны при изменениях температуры магнитные характеристики материала.

В данной работе проведен анализ изменения индукции насыщения магнитопровода датчика при колебаниях температуры в диапазоне рабочих величин от +20°С (293°К) до +80°С (353°К) для трех видов ферромагнитных материалов, которые могут применяться в качестве сердечников феррозонда (рис. 7).

Сравнительному анализу подвергались, используемые в промышленных феррозондовых датчиках, железонике-левые сплавы с прямоугольной петлей гистерезиса (марки 50НП), рекомендуемые для применения в феррозондах электротехнические стали (Э41, Э310, Э340) и железокобальтовые сплавы (марки 50КФА), обладающие высокой термической стабильностью.

На основании графоаналитического расчета для материалов, перечисленных выше, получены следующие результаты. Индукция насыщения материала магнитопровода Ду при изменении рабочих температур в указанном диапазоне будет изменяться:

- для сплава 50НП - на 1,15 % при = 1,5 Тл (Та ~ 770 °С);

-для сталей Э41, Э310, Э340- на 0,43 % при 1,2 Тл (7Ь~ 1000 °С);

- для сплава 50КФА - на 0,05 %при В5=2,1 Тл(7Ь= 1250 °С).

Погрешность преобразования феррозондового датчика $ц определяется на основе анализа функции его преобразования и характеризуется, в основном, нестабильностью выходного параметра от колебаний температуры:

- для феррозондового датчика из сплава 50НП 6ц ~ 1,36 %;

- для феррозондового датчика из сталей Э41, Э310, Э340 <5и~0,85 %;

- для феррозондового датчика из сплава 50КФА Зц ~ 0,73 %.

ГЧС

Рис.7

Выходной сигнал датчика тока при передаче его по линии связи будет подвергаться искажениям, вызванным действием различного рода помех, неизбежно возникающих в производственных условиях. В связи с этим требуется выяснить, какое влияние будет оказывать линия связи, соединяющая измерительный преобразователь с блоком обработки сигнала, а вместе с ней и входной фильтр НЧ, предназначенный для защиты импульсного интегратора от воздействия высокочастотных помех, на передачу полезного сигнала.

Очевидно, что для проведения данного анализа, вполне достаточно сравнить интегральные параметры сигналов на входе и0 и выходе и2(0 линии связи, так как конечной целью измерений при дозировании является получение информации об интегральном значении сигнала, поступающего на вход ИИ.

Для решения задачи рассмотрена модель измерительной цепи (рис.8), состоящая из источника аналогового сигнала и{(0 (сигнал датчика тока), линии связи, фильтра НЧ и входной цепи усилителя.

Блок обработки сигналов

е-—

Рис. 8. Структурная схема измерительной цепи ЭТКД количества электричества

Измерительная линия связи может состоять из большого числа участков с различными геометрическими, физическими и электрическими параметрами, которые следует рассматривать в виде отдельных звеньев линейной электрической цепи. Каждый из участков можно представить схемой замещения в виде цепей с сосредоточенными параметрами, которые при расчетах обычно характеризуются некоторыми четырехполюсниками, состоящими из последовательно включенных активных сопротивлений индуктивностей Ьь и поперечных емкостей С*. Если не учитывать влияние утечек по постоянному току между изолированными проводами линий, что вполне допустимо, т.к. сопротивление изоляции проводов достаточно велико, то схему замещения измерительной цепи ЭТКД можно представить, как показано на рис. 9.

{/ ^2 ^2 I

—ш

с, ||

и Л< I

и УГЧ--Т_''

—гт

¥м т

о;-

о«

/.-г

я+1

С_

о,'-

Ч>А

Линия связи

Рис. 9

ФНЧ

-о В

Для простоты рассуждений не учитываются сигналы источников синфазных помех, поскольку функция их подавления может успешно выполняться инструментальным усилителем, установленным на входе схемы. Чтобы исключить преобладание помех, неизбежно возникающих в линии связи при передаче полезного сигнала малой мощности, необходимо для его усиления в непосредственной близости от измерительного преобразователя устанавливать предварительный усилитель, имеющий низкое выходное сопротивление.

Цепь для анализа состоит из отдельных участков конечной длины 12 ... В качестве входного воздействия используем одиночный импульс напряжения Ы{(0 произвольной формы длительностью не менее 1 мкс. Пусть Ь/, ¿2,-.., Ь( — индуктивности элементов участков линии; Я}, продольные активные

сопротивления элементов участков линии; С/, С2,..., С, — емкости элементов участков линии; Q1, Q2,..., Qi — заряды емкостей элементов участков линии; //, /2¡1 - мгновенные значения токов, протекающих в линии. В качестве фильтра НЧ могут быть использованы, например, элементы Я„, С„.

На основании сказанного выше, составим по второму закону Кирхгофа полную систему уравнений для линии с числом участков, равным / и входным ФНЧ (рис. 9), учитывая при этом, что

dQ, т сИ, „ . 1 г. ,

*а = «и = 4"ю = Ч; иа = — \i.dt, тогда

¿'а

с,

(7)

» (Ро

где i = 1,2,3,п; £?,

а(

При рассмотрении данной цепи считаем, что выходной ток /„+/ = О, поскольку нагрузкой последнего звена цепи является высокоомный вход операционного усилителя, у которого г„ = 0. Следовательно, Q„-^{ = 0, а выходное напряжение фильтра НЧ и2 (О = и„(\) = 0,п/Сп. (8)

Произведем сложение левых и правых частей системы уравнений (7) и проинтегрируем полученные суммы. В результате, с учетом (8), будем иметь

/(¿.Й +ад2 +...+ад (9)

о 0 0 0

Очевидно, что при суммировании в левой части уравнения все члены с сомножителями У/С,- взаимно вычитаются, кроме последнего, Qt/Cn который, согласно (8), равен и2(0-

При анализе системы следует учитывать, что ее состояния в моменты времени, когда она находится в нулевых начальных условиях - при / = 0 и после окончания действия сигнала — при t —»<ю одинаковы:

При интегрировании первого слагаемого левой части суммы (7) в пределах от 0 до оо получим

до

¡1Дей = = 0 при t = 1,2,.... л.

В нули обращаются также интегралы по времени от второго слагаемого = =0 при / = 1,2,.... «.

Поэтому для рассматриваемой системы справедливо следующее соотношение между интегральным значением сигнала, действующего на входе измерительной системы с ФНЧ и интегральным значением выходного сигнала

"\uydt = ]и2Ж. (10)

о о

Таким образом, получено аналитическое доказательство возможности передачи без искажения интегрального значения входного сигнала при условии, что в качестве передающих звеньев применяются линия связи и RC-фильтры низких частот с пренебрежимо малыми поперечными активными проводимостями. Результат, полученный на основании доказательства, представленного выше, подтверждается с помощью программы моделирования Micro-Cap 7 при анализе модели линии связи, который проведен для 4-х контурной цепи, состоящей из трех участков и RC-фильтра НЧ с различными параметрами, близкими типовым значениям (рис. 10).

3,20 Ои 4.50 Ои

Э.ОООи

1.5 0 Ои

О.ОООи0 000и 10.000ц " 2O-OO0U ЗО.ОООи 40.0 ООи (,МКС

Рис. 10. Результаты моделирования 4-х контурной иепи

Интегральные значения сигнала на входе и выходе линии связи при отсутствии в ней поперечной проводимости устанавливаются равными через некоторое время, необходимое для затухания переходного процесса после входного воздействия. Это доказательство, подтвержденное результатами моделирования, имеет важное практическое значение, поскольку позволяет осуществлять выбор параметров фильтров и линий связи с учетом необходимого быстродействия преобразователей напряжение-частота (ПНЧ), и гарантирует достоверность результатов, получаемых при измерениях количества электричества, независимо от искажений, вносимых линией связи и фильтрами.

В четвертой главе рассмотрен вопрос о построении структурной схемы электротехнического комплекса дозирования электрической энергии, а также о выборе и функционировании его отдельных элементов.

Электрическая энергия, выделяемая в нагрузке за некоторый промежуток времени Л1 определяется, как известно, следующим образом:

Ж= (11)

о о

где и, г, мгновенные значения напряжения, тока и мощности в нагрузке.

Структура построения измерительной части дозирующего устройства соответствует процедуре вычисления электрической энергии, согласно выражению (11), где входная информация снимается с первичных преобразователей тока и напряжения, а выходная — итоговая, как и в первом случае, представлена цифровым кодом на выходе счетчика импульсов и на блоке индикации.

Структурная схема электротехнического комплекса дозирования электрической энергии, запатентованная автором [7], показана на рис. 11.

_ _

ИЭ УК ИПН

- —

ипт

эи

'*АРн

ИПУ

БУУК

кзд

Блок жкЬяння дозы

а»- п 71

рщ-рщ-рщ-

СШ и *

ЕЕЕЕШЕ-НЕЕЕЕ

ела

Счетчик импуяьсов

ИИ

Рис. 11: ИЭ - источник энергии; УК — устройство коммутации электроэнергии; ИПН - измерительный преобразователь напряжения; ИПТ - измерительный преобразователь тока; ЭН — электрическая нагрузка; ИПУ - импульсное перемножающее устройство; ИИ - импульсный интегратор; БУУК — блок управления устройством коммутации; КЗД — ключ запуска дозатора электрической энергии;

- величина электрической энергии, выданная в нагрузку, за время формирования одного импульса на выходе импульсного интегратора

Предлагаемая структура построения ЭТКД электроэнергии является универсальной, поскольку пригодна для работы, как в слаботочных схемах, так и для дозирования энергии в силовых цепях мощных энергоустановок. Различие схем заключается в выборе первичных датчиков и устройств коммутации электроэнергии, которые должны соответствовать коммутируемой мощности.

Одной из важнейших задач, возникающих при составлении структуры устройств дозирования электрической энергии, является выбор умножающего устройства, обладающего возможностью с минимальной погрешностью осуществлять перемножение мгновенных значений тока и напряжения в условиях несинусоидальности временных форм кривых обоих операндов.

На основе сравнительного анализа характеристик существующих устройств перемножения показана целесообразность применения в структурах ЭТКД электрической энергии импульсных перемножающих устройств (ИПУ), способных работать совместно и согласовано со схемами предлагаемых в данной работе импульсных интеграторов (ИИ), рассмотренных ранее (рис. 2). С целью проверки и подтверждения возможности согласования этих схем в оболочке программы Micro-Cap 7 составлена компьютерная модель ИПУ,

Благодаря моделированию определен характер поведения выходного напряжения ИПУ для типовых и критических режимов работы. Например, показана возможность согласованной работы предлагаемой схемы ИПУ с ИИ при наличии в питающей сети составляющих третьей гармоники и сдвига фаз между векторами тока и напряжения в диапазоне от 0 до 90°.

В работе проведен аналитический обзор существующих контактных и бесконтактных (на основе магнитных усилителей и полупроводниковых) устройств коммутации различной мощности и представлены рекомендации по их выбору и степени пригодности к работе в структурах ЭТКД.

Предложен запатентованный автором [12] принцип управления ключами коммутации, приемлемый для различных типов контактных и бесконтактных коммутирующих устройств. Он реализуется с помощью схемы, представленной на рис. 12, на основе серии прямоугольных двухполярных импульсов повышенной частоты генератора ИПУ и заключается в формировании неограниченных по длительности сигналов управления устройствами коммутации с применением маломощного разделительного трансформатора.

Для иллюстрации данного принципа на рис. 12 приведена схема управления коммутирующим устройством, в качестве которого выступает тиристорный контактор переменного тока VS1 с естественной коммутацией.

Рис. 12

В пятой главе показаны области применения и схемы построения электротехнических комплексов дозирования, измерительные системы которых функционируют на основе принципа квантования по вольт-секундной площади. Благодаря достоинствам данных структур, их можно эффективно использовать не только для производственных целей, но и в научных исследованиях.

Представлена структурная схема электротехнического измерительного комплекса (ИК), предназначенного для непрерывной регистрации информации о блуждающих и теллурических токах. Обработка сигналов, снимаемых с установленных в земле электродов, содержащих высокий уровень помех различной природы, осуществляется на основе принципа квантования измеряемой величины по вольт-секундной площади. В данном приборе также реализован метод синхронного накопления, который заключается в регистрации усредненных уровней выделяемых сигналов за равные промежутки времени (дозирование по времени), позволяющий в процессе обработки существенно повысить в выходном параметре соотношение сигнал/помеха.

Статистические материалы, полученные в процессе этих измерений, проанализированы, оформлены в виде отчета [5] и представляют определенный научный интерес для продолжения исследований по данной теме.

В работе рассмотрена структура построения ЭТКД количества электричества, предназначенного для исследования процессов заряда-разряда во вторичных химических источниках тока, который с помощью ЭВМ позволяет снимать и контролировать их зарядные и разрядные характеристики.

В последнем разделе работы показаны возможности ЭТКД электрической энергии, с помощью которого можно осуществлять проверку защитных характеристик тепловых реле, предохранителей и автоматических выключателей, а также проверять перегрузочные характеристики силовых полупроводниковых приборов, не подвергая их разрушению.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В процессе выполнения данной работы получены следующие результаты:

- выполнен обзор существующих средств электродозирования и показана целесообразность применения их в различных отраслях промышленности;

- проведено обобщение вопросов построения нового класса электрических приборов - электротехнических комплексов цифрового дозирования количества электричества и электрической энергии;

- осуществлен выбор квантователя измеряемой величины с импульсным интегрированием сигналов, работающего на основе принципа квантования по вольт-секундной площади, и являющегося основным звеном измерительной системы ЭТКД, проведен анализ его метрологических характеристик с рекомендациями по снижению погрешности измерений;

- проведен выбор составов электротехнических комплексов, необходимых для осуществления процедур цифрового дозирования электрической энергии и количества электричества;

- показана возможность измерения сверхбольших токов с помощью ферро-зондовых преобразователей, выполненных на сердечниках из электротехнических сталей, обладающих сравнительно невысокой максимальной магнитной проницаемостью, что позволяет упростить технологию изготовления феррозондов, снизить их стоимость и повысить температурную стабильность;

- разработана математическая модель феррозондового преобразователя (датчика тока) для сверхбольших выпрямленных токов и проведен анализ его метрологических характеристик;

- доказана возможность передачи без искажения интегрального значения входного сигнала при использовании определенного класса линейных R, L, С цепей, что позволяет повысить точность при измерении количества электричества и снизить полосу частот ОУ импульсного интегратора, являющегося важным элементом обеспечения точности цифрового элекгродозирования;

- показана целесообразность применения в структуре дозаторов электрической энергии в качестве устройств умножения двух операндов импульсных перемножающих устройств (ИПУ);

- проведен анализ существующих в настоящее время контактных и бесконтактных устройств коммутации, способных осуществлять коммутацию силовых цепей при цифровом элекгродозировании;

- предложен общий принцип управления, приемлемый для любого типа контактных и полупроводниковых ключей в электротехнических комплексах цифрового дозирования;

- определены условия выбора величины кванта энергии при разработке цифровых дозирующих устройств;

- проведен анализ погрешности устройств дозирования количества электричества и электрической энергии.

Публикации по теме диссертации:

1. Попов А.П., Власов А.Ю. Дозирование количества электричества в электрохимических процессах // Динамика систем, механизмов и машин: Материалы II междунар. науч.-техн. конф — Омск: Изд-во ОмГТУ, 1997. - С. 123.

2. Пат. 2120625 РФ, МКИ6 G 01 N 27/42. Кулонометрическая установка / А.П. Попов, А.Ю. Власов, В.В. Емельянов.- №97104758/25; Опубл. 20.10.98, Бюл. №29 -12 с.

3. Попов А.П., Власов А.Ю. Локальные изменения теллурических токов в Омской области и их связь с Сейсмическими процессами / Деп. в ВИНИТИ 01.04.98, № 969-В98. - Омск: ОмГТУ, 1998. - 16 с. (Библиогр. указатель ВИНИТИ. - Депонированные научные работы.- 1998. № 6, б/о 191).

4. А.P. Popov, A.Y. Vlasov. Local Changes of Earth's Currents in West Siberia and their Connection with Seismic Processes // 4th International Symposium on Environmental Geotechnology and Global Sustainable Development. Boston (Danvers), Massachusetts, USA, August 9-13, 1998.- P. 162.

5. Исследование причин возникновения теллурических токов в Омском регионе и их связь с аномальными явлениями в Земной коре и атмосфере: Отчет о НИР, Омский государственный технический университет; рук. А.П. Попов, отв. исп. А.Ю. Власов. - № ГР 01.9.80 007412. - Омск, 1999, - 64 с.

6. Попов А.П. Феррозондовый измеритель больших и сверхбольших постоянных и выпрямленных токов / А.П. Попов, А.Ю. Власов, Е.Ю. Лисняк // Омский научный вестник.- 1999. - № 7, - С. 62-63.

7. Пат. .2190861 РФ, МКИ7 G Ol R 21/06. Электронный измеритель электрической энергии / А.П. Попов, А.Ю. Власов. - №2000106494/09; Опубл. 10.10.02, Бюл. № 28 -10 с.

8. Попов А.П. Цифровое дозирование электрической энергии / А.П. Попов, А.Ю. Власов // Электрика. - 2002. 4. С. 36 - 40.

9. Новое в технологии контактной сварки / А.П. Попов, A.C. Ненишев, А.О. Чугулев, А.Ю. Власов // Энергосбережение и энергетика в Омской области. -2003. -№ 2. С. 92.

10. Цифровая технология контактной сварки / А.П. Попов, A.C. Ненишев, А.О. Чугулев, А.Ю. Власов // Проблемы создания и эксплуатации автомобилей и технологических машин в условиях Сибири и Крайнего Севера: Материалы 43-й между нар. науч.-техн. конф. - Омск: Изд-во «ЛЕО», 2003. С. 57-58.

11. Власов А.Ю. Установка цифрового дозирования количества электричества для электролитического восстановления деталей // Проблемы создания и эксплуатации автомобилей специальных и технологических машин в условиях Сибири и Крайнего Севера: Материалы 43-й междунар. науч.-техн. конф. — Омск: Изд-во «ЛЕО», 2003. С. 91-92.

12. Пат. 2245236 РФ, МКИ7 В 23 К 11/24. Цифровой дозатор электроэнергии для точечной сварки / А.П. Попов, А.О. Чугулев, А.Ю. Власов. - №2003103875/02; Опубл. 27.01.05, Бюл. № 3 -7 с.

13. Попов А.П. О влиянии параметров цепи передачи сигнала датчика тока на результаты измерений количества электричества / А.П. Попов, А.Ю. Власов // Омский научный вестник.- 2006. - № 5 (39). - С. 107-109.

Личный вклад автора заключается в том, что в работе [2] предложена схема импульсного интегратора с применением КМОП-ключей; в работах [7— 10] предложены структуры построения блока задания дозы и блока управления ключом коммутации дозатора электрической энергии; в работе [12] предложен принцип управления устройствами коммутации; в работе [13] предложена и составлена модель, проведены моделирование и анализ цепи линии связи.

В остальных работах выделить предложения, принадлежащие одному из соавторов, не представляется возможным.

Подписано к печати «21» сентября 2006г. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Отпечатано на дупликаторе. Усл. пл. 1,16.Уч.-иэдл. 1,11. Тираж 100. Заказ № 175.

ПО УМУ СибАДИ Омск, пр. Мира 5.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Власов, Анатолий Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ЦИФРОВОГО ЭЛЕКТРОДОЗИРОВАНИЯ.

1.1 О средствах учета и необходимости применения средств дозирования количества электричества в электрохимии.

1.2 Применение устройств дозирования электрической энергии для совершенствования электротехнологических процессов.

1.2.1 О средствах учета электрической энергии, используемых в электротехнологиях.

1.3 Выводы.

2 ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПА КВАНТОВАНИЯ ПО ВОЛЬТ-СЕКУНДНОЙ ПЛОЩАДИ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСАХ ЦИФРОВОГО ДОЗИРОВАНИЯ КОЛИЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСТВА И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ.

2.1 Основные понятия и определения.

2.2 Цифровое дозирование количества электричества и электрической энергии.

2.3 Выбор импульсного интегрирующего преобразователя в качестве квантователя измеряемой величины по вольт-секундной площади

2.4 Оценка погрешности импульсного интегратора при квантовании по вольт-секундной площади и способы ее снижения.

2.5 Выводы.

3 ВОПРОСЫ РАЗРАБОТКИ, ПРИМЕНЕНИЯ И АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ЦИФРОВОГО ДОЗИРОВАНИЯ КОЛИЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСТВА.

3.1 Выбор состава технических средств для реализации процедуры цифрового дозирования количества электричества.

3.2 Выбор первичных преобразователей тока для построения дозаторов количества электричества.

3.2.1 О возможности построения датчика сверхбольших постоянных токов с использованием феррозонда из электротехнической стали с непрямоугольной петлей гистерезиса.

3.2.2 Оценка влияния температуры на магнитные характеристики сердечников феррозондового датчика.

3.2.3 Анализ метрологических характеристик феррозондового датчика больших токов.

3.3 Анализ влияния линии связи и входной цепи измерителя-дозатора количества электричества на процесс прохождения сигнала.

3.4 Сквозная градуировка цифрового дозатора количества электричества и результаты измерений.

3.5 Оценка погрешности измерений устройства дозирования количества электричества.

3.6 Выводы.

4 ВОПРОСЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ

КОМПЛЕКСОВ ДОЗИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ . 80 4.1. Сущность цифрового дозирования электрической энергии.

Структурно-функциональная схема ЭТКД электрической энергии

4.2 Выбор датчиков переменного напряжения и тока в схемах дозирования электрической энергии.

4.2.1 О необходимости применения пояса Роговского в качестве датчика переменного тока при контактной сварке.

4.3 Обоснование выбора электрической схемы перемножающего устройства для измерителя-дозатора электрической энергии.

4.3.1 Схема импульсного перемножающего устройства. Расчетные соотношения. Компьютерное моделирование процессов в ИПУ.

4.4 Особенности работы импульсного интегратора в устройствах дозирования электрической энергии.

4.5 К вопросу выбора средств коммутации потоков энергии в электро-дозирующих устройствах.

4.5.1 Электромеханические контактные аппараты коммутации в структурах дозирования.

4.5.2 Электронные аппараты коммутации в структурах ЭТКД.

4.6 Принцип управления коммутирующими ключами для рассматриваемых цифровых дозирующих устройств.

4.7 Защита транзисторных ключей от перенапряжений при коммутациях.

4.8 Критерий выбора величины кванта электрической энергии.

4.9 Сквозная градуировка цифрового дозатора электрической энергии и результаты измерений.

4.10 Анализ погрешности дозирования электрической энергии.

4.11 Выводы.

5 РАСШИРЕНИЕ ОБЛАСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ЦИФРОВОГО ДОЗИРОВАНИЯ 13 8 5.1 Применение схемы контроля количества электричества в устройстве для обнаружения блуждающих и теллурических токов . . 138 5.1.1 Электротехнический измерительный комплекс для обработки и регистрации информации о блуждающих и теллурических токах

5.1.2 Способ выделения информативного сигнала на фоне помех.

5.1.3 Результаты наблюдений сигналов с заземлителей.

5.2 Электротехнический комплекс для исследования характеристик химических источников тока и контроля заряда аккумуляторных батарей.

5.3 Электротехнический комплекс для контроля время-токовых характеристик средств защиты и перегрузочных характеристик полупроводниковых приборов.

5.4 Выводы.

Введение 2006 год, диссертация по электротехнике, Власов, Анатолий Юрьевич

В настоящее время в связи с широким применением электротехнологий в различных отраслях промышленности существует потребность в проведении непрерывного контроля электрических параметров технологических процессов, позволяющего оперативно управлять ими и достигать высокого качества продукции при экономном расходовании электроэнергии и материалов.

Эффективное решение этих задач возможно с помощью электротехнических комплексов цифрового дозирования (ЭТКД), включение которых в состав энергоустановок, где процедура дозирования является целесообразной, позволит выдавать в электрическую нагрузку заранее установленные дозы электрической энергии или количества электричества, которые необходимы для качественного прохождения технологического процесса.

В электрохимии потребность в электротехнических комплексах цифрового дозирования возникает в ходе управления процессами электролиза при производстве металлов или газов. Высокая эффективность от применения средств электродозирования возможна в гальваностегии при осаждении на металлические поверхности гальванических покрытий. При оптимальных режимах осаждения, которые, как правило, являются нестационарными, только непрерывный контроль параметров, наряду с дозированием позволяет обеспечить заданную толщину защитных слоев и гарантированное качество покрытий. Дозирующие устройства целесообразно применять также для . контроля заряда вторичных химических источников тока и в других электрохимических технологиях.

С помощью электротехнических комплексов цифрового дозирования электрической энергии можно управлять технологическими процессами при электроконтактном или электродуговом нагреве металлов, а также в технологиях, где выделение тепловой энергии носит импульсный характер. Примерами использования данной процедуры на производстве служит применение дозаторов электроэнергии в контактной точечной сварке, при проведении плавок в дуговых сталеплавильных печах, при разогреве заготовок в электроконтактных нагревательных установках, а также в процессах, где дозирование электрической энергии является обязательной операцией, поскольку самым непосредственным образом влияет на качество продукции.

Электротехнические комплексы цифрового дозирования можно эффективно применять не только для промышленных нужд, но также и в бытовой технике, для лечебных процедур и в научных исследованиях.

Вклад в развитие теории и практики построения средств дозирования внесли отечественные и зарубежные ученые: А.П. Альтгаузен и М.Д. Бер-шицкий - в области применения дозаторов электрической энергии при управлении работой сталеплавильных электропечей; Б.Д. Орлов, А.А. Чакалев, J1.B. Глебов, М. Greitmann, A. Kessler - в области применения дозаторов электроэнергии при контактной сварке, А.А. Булгаков - в области создания дозаторов на основе емкостных накопителей энергии для подкачки лазеров.

Для реализации поставленной цели необходимо провести:

- выбор и обоснование принципа построения устройств дозирования;

- разработку структурных и принципиальных схем электротехнических комплексов цифрового дозирования и их математических моделей;

- выявление искажающего действия линии связи и фильтров НЧ на выходной интегральный параметр, который представляет собой результат интегрирования текущих значений сигналов датчиков токов и напряжений;

- определение требований к выбору силовых устройств коммутации;

- решение вопросов помехоустойчивости;

- исследование метрологических характеристик измерительных систем и предлагаемых технических решений.

Достоверность основных теоретических положений, приведенных в данной работе, подтверждается корректным применением методов теории цепей и сигналов, теории электромагнитного поля, теории обыкновенных дифференциальных уравнений, положений теоретической физики, использованием современных средств компьютерного моделирования, а также сходимостью расчетных и экспериментальных данных, полученных в результате исследований.

Научная новизна и основные положения, выносимые на защиту.

В данной работе получены результаты, характеризующие ее научную новизну и выносимые на защиту:

- предложен принцип построения цифровых дозирующих устройств, основанный на квантовании по вольт-секундной площади аналогового сигнала текущих значений тока или мгновенной мощности, с использованием при аналого-цифровом преобразовании электронных КМОП-ключей, что позволяет исключать влияние на измерительные процессы электромагнитных помех, и улучшает метрологические характеристики дозирующих устройств;

- проведен анализ линейных электрических цепей, применяемых для передачи сигналов и фильтрации электромагнитных помех, из которого установлен класс RLC-цепей с емкостной поперечной проводимостью, способных передавать интегральные значения (вольт-секундную площадь) входных аналоговых сигналов без искажения;

- предложен принцип управления силовыми ключами устройств цифрового дозирования, позволяющий на основе двухполярных импульсов повышенной частоты формировать неограниченные по длительности сигналы управления ключами при использовании маломощных разделительных трансформаторов;

Практическая ценность полученных результатов.

В процессе проведения исследований:

- предложена методика расчета феррозондового датчика больших токов.

Для проведения исследований по теме диссертации были разработаны и изготовлены:

- опытный образец феррозондового датчика для измерения сверхбольших выпрямленных токов;

Апробация работы. Материалы работы докладывались и обсуждались на:

- II Международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 1997);

- 4-м Международном симпозиуме по геотехнологиям окружающей среды и глобальному развитию (США, Бостон, 1998);

- расширенных научно-технических семинарах в Омском государственном техническом университете и в Сибирской автомобильно-дорожной академии.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе стендовый доклад на международном конгрессе по геотехнологиям окружающей среды: «Локальные изменения земных токов в

Западной Сибири и их связь с сейсмическими процессами» (Тез. докл. 4-го Международного конгресса по геотехнологиям окружающей среды и глобальному развитию, США, Бостон, 1998); 3 тезиса докладов на научно-технических конференциях: «Дозирование количества электричества в электрохимических процессах» (Тез. докл. II междунар. науч.-технич. конф. «Динамика систем, механизмов и машин» Омск, 1997); «Установка цифрового дозирования количества электричества для электролитического восстановления деталей», «Цифровая технология контактной сварки» (Сб. мат. 43-й междунар. науч.-технич. конф. «Проблемы создания и эксплуатации автомобилей специальных и технологических машин в условиях Сибири и Крайнего Севера» Омск, 2003); 5 статей: «Локальные изменения теллурических токов в Омской области и их связь с сейсмическими процессами» (деп. в ВИНИТИ 01.04.1998), «Феррозондовый измеритель больших и сверхбольших постоянных и выпрямленных токов» (Омский научный вестник,- №7, 1999), «Цифровое дозирование электрической энергии» (журнал «Электрика».- №4, 2002), «Новое в технологии контактной сварки» (журнал «Энергосбережение и энергетика в Омской области» №2, 2003); «О влиянии параметров цепи передачи сигнала датчика тока на результаты измерений количества электричества» (Омский научный вестник,- №5 (39), 2006), получены 3 патента на изобретения: патент № 2120625 от 28.03.97 «Кулонометрическая установка», патент № 2190861 от 16.03.2000 «Электронный измеритель электрической энергии», патент № 2245236 от 10.02.03 «Цифровой дозатор электроэнергии для точечной сварки».

Материалы диссертационной работы изложены в пяти главах.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и поставлены задачи исследования, отмечены научная новизна и практическая значимость полученных результатов, представлены структура диссертационной работы и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрена структурная схема, которая лежит в основе построения электротехнических комплексов дозирования, а также выполнен аналитический обзор средств учета количества электричества и электрической энергии, способных работать в структурах электротехнических комплексов дозирования в качестве отдельных элементов этих структур. Отмечена необходимость совершенствования этих средств на основе разработки новых цифровых измерительных приборов, обладающих расширенными функциональными возможностями - способностями дозирования.

Во второй главе рассмотрен вопрос о применении принципа квантования интегральных значений измеряемой величины по вольт-секундной площади при аппаратной реализации аналого-цифровых преобразований входных сигналов. Представлено обоснование выбора схемы интегрирующего преобразователя - квантователя по вольт-секундной площади, предназначенного для работы в структурах дозирования количества электричества и электрической энергии и дана оценка погрешности разработанного импульсного интегратора.

В третьей главе рассмотрен вопрос о выборе состава структурной схемы ЭТКД количества электричества. При анализе датчиков внимание уделено вопросу разработки первичного феррозондового преобразователя для измерения больших токов. Проведен анализ влияния линии связи и входного ЖС-фильтра на интегральное значение информативного выходного параметра измерителя количества электричества.

В четвертой главе рассмотрен вопрос о выборе состава структурной схемы ЭТКД электрической энергии. Обоснован выбор импульсного перемножающего устройства, представлена его функциональная схема и расчетные соотношения. Проведен анализ устройств коммутации, способных работать в структурах дозирования, и предложен для применения общий принцип управления, приемлемый для различных типов (контактных и бесконтактных) коммутирующих устройств.

В пятой главе показаны области применения и схемы построения ЭТКД, функционирующих на основе принципа квантования по вольт-секундной площади, которые, благодаря достоинствам данных структур, можно эффективно использовать не только для производственных нужд, но и при создании средств измерений, предназначенных для научных исследований.

Представлена структурная схема электротехнического измерительного комплекса (ПК), предназначенного для непрерывной регистрации информации о блуждающих и теллурических токах. Обработка сигналов, снимаемых с установленных в земле электродов, содержащих высокий уровень помех различной природы, осуществляется на основе принципа квантования измеряемой величины по вольт-секундной площади. В данном приборе также реализован метод синхронного накопления, который заключается в регистрации усредненных уровней выделяемых сигналов за равные промежутки времени (дозирование по времени), позволяющий в процессе обработки существенно повысить в выходном параметре соотношение сигнал/помеха.

В работе рассмотрен структура построения ЭТКД количества электричества, предназначенного для исследования процессов заряда-разряда во вторичных химических источниках тока, который с помощью ЭВМ позволяет снимать и контролировать их зарядные и разрядные характеристики.

Заключение диссертация на тему "Электротехнические комплексы дозирования электрической энергии и количества электричества для технологических процессов"

5.4 Выводы

1. Принцип квантования по вольт-секундной площади, на основе которого функционируют электротехнические комплексы дозирования (ЭТКД), а также структуру их построения целесообразно использовать для создания приборов различного назначения, осуществляющих измерение и контроль интегральных параметров исследуемого процесса, где конечный результат изменяется с нарастающим итогом.

2. Приборы, алгоритм работы которых основан на принципе временного осреднения (метода накопления), способны выделять информативный сигнал на фоне высокого уровня помех различной природы при достаточно высоком показателе отношения сигнал/помеха.

3. Реализация в устройстве для обнаружения блуждающих и теллурических токов принципа временного дозирования количества электричества с использованием эффективного алгоритма обработки данных в ЭВМ, рассмотренного в данной работе, позволяет получать удобную для анализа наглядную информацию о процессах, происходящих в инфранизкочастотном диапазоне, представляющую научный интерес.

4. С помощью ЭВМ и электротехнических комплексов дозирования количества электричества можно в процессе заряда-разряда автоматизировать процедуру записи и построения зарядной или разрядной характеристики любого вторичного химического источника тока, а также проводить экспресс-анализ степени их заряженности.

5. Электротехнические комплексы дозирования электрической энергии, можно эффективно использовать для контроля и поверки защитных характеристик плавких предохранителей, тепловых реле и автоматических выключателей, а также для определения перегрузочных характеристик силовых полупроводниковых приборов.

164

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения данной работы были получены следующие результаты:

- осуществлен выбор квантователя измеряемой величины с импульсным интегрированием сигналов, работающего по принципу квантования по вольт-секундной площади, и являющегося основным звеном измерительной системы дозирующего устройства, проведен анализ его метрологических характеристик с рекомендациями по снижению погрешности измерений;

- показана возможность измерения сверхбольших токов с помощью феррозондовых преобразователей, выполненных на сердечниках из обычных электротехнических сталей, обладающих сравнительно невысокой максимальной магнитной проницаемостью, что позволяет упростить технологию изготовления феррозондов, снизить их стоимость и повысить температурную стабильность;

- доказана возможность передачи без искажения интегрального значения входного сигнала при использовании определенного класса линейных R,

L, С цепей, что позволяет повысить точность при измерении количества электричества и снизить полосу частот ОУ импульсного интегратора, являющегося важным элементом обеспечения точности цифрового электродозирования; показана целесообразность применения в структурах электротехнических комплексов цифрового дозирования электрической энергии в качестве устройств умножения двух операндов импульсных перемножающих устройств (ИПУ); проведен анализ существующих в настоящее время контактных и бесконтактных устройств коммутации, способных осуществлять коммутацию силовых цепей при цифровом электродозировании; предложен общий принцип управления, приемлемый для любого типа контактных и полупроводниковых ключей в электротехнических комплексах цифрового дозирования; определены условия выбора величины кванта энергии при разработке цифровых дозирующих устройств; проведен анализ погрешности устройств дозирования количества электричества и электрической энергии.

Библиография Власов, Анатолий Юрьевич, диссертация по теме Электротехнические комплексы и системы

1. Агасян П.К. Кулонометрический метод анализа / П.К. Агасян, Т.К. Хамра-кулов. М.: Химия, 1984.

2. Акимов Е.Г. Выбор электрических аппаратов защиты для силовых полупроводниковых приборов: Учебное пособие по курсу: Выбор и применение электрических аппаратов управления и защиты / Е.Г. Акимов, А.А. Чунихин. М.: Изд-во МЭИ, 1993.

3. Алексеев А.Г. Войшвилло Г.В. Операционные усилители и их применение / А.Г. Алексеев, Г.В. Войшвилло. 1989. - 286 с.

4. Алексенко А.Г. Применение прецизионных аналоговых ИС / А.Г. Алексен-ко, Е.А. Коломбет, Г.И. Стародуб. М.: Радио и связь, 1981. - 224 с.

5. Аппроксимация кривой намагничивания и удельных магнитных потерь в магнитомягких материалах / Ю.Н. Стародубцев, В.А. Зеленин, В.Я. Белозеров, В.И. Кейлин // Электротехника. -1997. №7. С. 48-51.

6. Атамалян Э.Г. Приборы и методы измерения электрических величин: Учеб. пособие / Э.Г. Атамалян.- М.: Высш. шк., 1982. -223 с.

7. Афанасьев Ю.В. Феррозонды / Ю.В. Афанасьев. Л.: Энергия, 1969. -166 с.

8. Багоцкий B.C. Основы электрохимии / B.C. Багоцкий. М.: Химия, 1988. -400 с.

9. Баранов Л.А. Квантование по уровню и временная дискретизация в цифровых системах управления / Л.А. Баранов. М.: Энергоатомиздат, 1990. -304 с.

10. Бахвалов Г.Т. Коррозия и защита металлов / Г.Т. Бахвалов, А.В. Турковская. М.: Металлургиздат, 1959. - 311 с.

11. Беляев А.В. Выбор аппаратуры защит и кабелей в сетях 0,4 кВ / А.В. Беляев. -Л.: Энергоатомиздат, 1988.

12. Бенда А.Г. Новые модификации счетчиков электроэнергии, как инструмент рационального энергопотребления / А.Г. Бенда // Промышленная энергетика. -2003. №7. С. 20-21.

13. Березиенко В.П. Совершенствование технологии контактной точечной и рельефной сварки / В.П. Березиенко, В.А. Попковский, С.Ф. Мельников. -Мн.: Высш. шк., 1990. 120 с.

14. Бессонов JI.A. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учебник / J1.A. Бессонов. -М.: Гардарики, 2002.-638 е.: ил.

15. Бессонов JI.A. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле: Учебник/J1.А. Бессонов. -М.: Гардарики, 2003.- 317 е.: ил.

16. Блуждающие токи и защита сооружений / Под ред. И.М. Ершова. М.: Транспорт, 1969.

17. Бондаренко Н.Н. Низковольтные преобразователи для гальванотехники и электрохимических станков / Н.Н. Бондаренко, В.Б. Братолюбов. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 184 с.

18. Булатов О.Г. Применение мощных двухоперационных тиристоров / О.Г. Булатов, П.С. Лищак, С.В. Одынь // Электротехника. 1988. №5. С. 22-27.

19. Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи: Учеб. для вузов ж.-д. трансп. / А.Т. Бурков. М.: Транспорт, 2001. - 464 с.

20. Вайнштейн В.И. Опыт применения измерителя параметров точечной сварки МИКС-2 / В.И. Вайнштейн, А.А. Матвеев // Сварочное производство. 1997. №2. С. 40-41.

21. Вансовская К.М. Гальванические покрытия / К.М. Вансовская. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1984. - 199 с.

22. Варыпаев В.Н. Химические источники тока: Учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов / В.Н. Варыпаев, М.А. Дасоян, В.А. Никольский; Под ред. В.Н. Варыпаева. М.: Высш. шк., 1990. - 240 с.

23. Вострокнутов Н.Н. Цифровые измерительные устройства. Теория погрешностей, испытания, поверка / Н.Н. Вострокнутов. М.: Энергоатомиздат, 1990.-208 с.

24. Глебов JI.В. Устройство и эксплуатация контактных машин / Л.В. Глебов, Ю.И. Филиппов, П.Л. Чулошников.- Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987.- 312 с.

25. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая шк., 1972.

26. ГОСТ 9.602-89. Сооружения подземные.- М.: ИПК. Изд-во стандартов, 1998.

27. ГОСТ 13109-99. Электрическая энергия. Нормы качества электроэнергии у ее приемников, присоединенных к электрическим сетям общего назначения.- М.: Изд-во стандартов, 1998.

28. Гречушкин Ю.Г. Оборудование для контактной сварки / Ю.Г. Гречушкин, Ю.И. Филиппов, А.Я. Яшунский // Сварочное производство. 1996. №9. С. 3-6.

29. Гусев В.Г. Электроника. Учебник для вузов / В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев.- М.: Высш. шк., 1991.- 622 с.

30. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах / B.C. Гутников -2-е изд., перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат, 1988. -304 с.

31. Дасоян М.А. Химические источники тока. Справочное пособие / М.А. Дасоян.- Ленингр. отд-ние. Энергия, 1969.- 587 с.

32. Делимарский Ю.К. Электролиз. Теория и практика / Ю.К. Делимарский -Киев: Тэхника, 1982.

33. Дьяков Б.П. Природа земных электрических токов и их исследование на дне океана / Б.П. Дьяков // Изв. АН СССР, серия геофиз. -1963. №12.

34. Евтифеев П.И. Стыковая микросварка (технология и оборудование) / П.И. Евтифеев. Л.: Машиностроение, 1977. - 208 с.

35. Евтихиев Н.Н. Измерение электрических величин / Н.Н. Евтихиев, Я.Л. Купершмидт, В.Ф. Папуловский. В.Н., Скугоров; Под общ. ред. Н.Н. Евти-хиева. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 352 с.

36. Ермолов Р.С. Цифровые частотомеры / Р.С. Ермолов. Л.: Энергия, 1973. -175 с.

37. Ерофеев В.А. Решение задач оптимизации технологии на основе компьютерного моделирования процесса сварки / В.А. Ерофеев // Сварочное производство. 2003. №7. С. 19-26.

38. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: Учебник для вузов / Ю.С. Забродин.- М.: Высш. шк., 1982. -496 с.

39. Зозуля А.П. Кулонометрический анализ / А.П. Зозуля. М.: Химия, 1968.

40. Зыкин Ф.А. Измерение и учет электрической энергии / Ф.А. Зыкин, B.C. Каханович. М.: Энергоатомиздат, 1982 - 104 с.

41. Иванов Н.И. Анализ методов автоматического управления процессом контактной сварки Т-образных соединений малогабаритных деталей / Н.И. Иванов // Сварочное производство. 2003. №8. С. 20-25.

42. Изменение напряжения во время разряда герметизированного свинцового аккумулятора / В.В. Баюнов, Ю.А. Подалинский, М.М. Барсукова, Г.А. Коликова// Электротехника. -2002. №10. С. 54-56.

43. Имитация контактной точечной сварки сталей с помощью программного обеспечения SPOTSIM / В.А. Судник, В.А. Ерофеев, Р.А. Кудинов и др.// Сварочное производство. 1998. №8. С. 3-8.

44. Интегральные схемы: Операционные усилители. Том 1.-М.: Физматлит, 1993.-240 с.

45. Казаков В.А. Перспективы развития сварочного производства в России /

46. B.А. Казаков // Сварочное производство. 2001. №1. С. 3-4.

47. Казаков М.К. Аналого-цифровой измеритель больших постоянных токов / М.К. Казаков, Г.В. Джикаев, Л.И. Хисамова // Электротехника. 2001. №5.1. C. 47-49.

48. Казанский В.Е. Измерительные преобразователи тока в релейной защите /

49. B.Е. Казанский. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 240 с.

50. Карпенко J1.H. Быстродействующие электродинамические отключающие устройства/ J1.H. Карпенко. Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1973. - 158 с.

51. Каталог. Приборы и средства автоматизации. №7.1989.

52. Киселев В.В. Влияние несинусоидальности напряжения и тока на показания электронных счетчиков электроэнергии / В.В. Киселев, И.С. Пономаренко // Промышленная энергетика. 2004. №2. С. 40-42.

53. Ковалев Ф.И. Силовая электроника: вчера, сегодня, завтра / Ф.И. Ковалев,

54. C.Н. Флоренцев//Электротехника. -1997. № 11. С. 2-6.

55. Ковка и штамповка: Справочник. В 4-х т. / Ред. совет: Е.И. Семенов и др. -М.: Машиностроение, 1985. Т.1. Материалы и нагрев. Оборудование. Ковка; Под ред. Е.И. Семенова. - 568 с.

56. Коломбет Е.А. Микроэлектронные средства обработки аналоговых сигналов / Е.А. Коломбет. М.: Радио и связь, 1991. - 367 с.

57. Колонтаров П.А. Расчет индуктивностей: Справочная книга. 3-е изд., перераб. и доп. / П.А. Колонтаров, Л.А. Цейтлин. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986. - 488 с.

58. Конюхов Н.Е. Электромагнитные датчики механических величин / Н.Е. Конюхов, Ф.М. Медников, М.А. Нечаевский. М.: Машиностроение, 1987. - 256 с.

59. Костин Н.А. Программируемый импульсный преобразователь с микропроцессорным управлением для питания гальванических ванн / Н.А. Костин,

60. B.А. Бакум, В.Н. Сиромаха // Промышленная энергетика. 1995. №2. С. 2326.

61. Краев А.П. Основы геоэлектрики / А.П. Краев. М.: Недра, 1965.

62. Кубышкин Е.А. Электронный счетчик расхода электроэнергии типа Ф441 / Е.А. Кубышкин, А.В. Семеренко // Промышленная энергетика. 1983. №1.1. C. 23-24.

63. Кукеков Г.А. Полупроводниковые электрические аппараты / Г.А. Кукеков, К.Н. Васерина, В.П. Лунин. Л.: Энергоатомиздат, 1991. - 426 с.

64. Ладанов А.С. Влияние качества электроэнергии на показания счетчиков / А.С. Ладанов, Е.П. Зацепин, К.Д. Захаров // Промышленная энергетика. -2004. №5. С. 40-44.

65. Левшина Е.С. Электрические измерения физических величин: Измерительные преобразователи / Е.С. Левшина, П.В. Новицкий. Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 320 с.

66. Лекоргийе Ж. Управляемые электрические вентили и их применение / Пер. с франц./ Ж. Лекоргийе. М.: Энергия, 1971. - 504 с.

67. Лизец М. Современная активная и пассивная электронная элементная база для силовой электроники / М. Лизец, М.Ю. Поташников // Электротехника. -1996. №4. С. 8-15.

68. Любимов Л.И. Поверка средств электрических измерений: Справочная книга / Л.И. Любимов, И.Д. Форсилова, Е.З. Шапиро.-2-е изд., перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. - 296 с.

69. Магнитные генераторы импульсов. Меерович Л.А., Ватин И.М., Зайцев Э.Ф., Кандыкин В.М.- М.: Советское радио, 1968. 476 с.

70. Магнитооптические датчики больших токов / Е.А. Подпалый, С.О. Шиля-дов, А.Е. Гафнер, Т.В. Дворникова // Автоматизация и современные технологии. 1999. № 10.

71. Матвеев А.А. Многофункциональный измеритель параметров контактной точечной сварки МИКС-2 / А.А. Матвеев, Ю.А. Лебедев // Сварочное производство. 1996. №6. С. 25-26.

72. Матвеев А.А. Метрологическое обеспечение измерений параметров контактной сварки в ЗАО "Электрик-МИКС'7 А.А. Матвеев // Сварочное производство. -2003. №8. С. 46-49.

73. Материалы в приборостроении и автоматике: Справочник / Под ред. Ю.М. Пятина. -М.: Машиностроение, 1982. 528 с.

74. Махнанов В.Д. Устройства частотного и время-импульсного преобразования / В.Д. Махнанов, Н.Т. Милохин. М.: Энергия, 1970. - 129 с.

75. Мелков М.П. Восстановление автомобильных деталей твердым железом / М.П. Мелков, А.Н. Швецов. М.: Транспорт, 1982. - 192 с.

76. Мельников П.С. Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении / П.С. Мельников. М.: Машиностроение, 1991.

77. Миловзоров В.П. Электромагнитные устройства автоматики: Учебник для вузов / В.П. Миловзоров. М.: Высш. шк., 1983. - 408 с.

78. Мирский Г.Я. Электронные измерения: 4-е изд., перераб. и доп./ Г.Я. Мирский. М.: Радио и связь, 1986. - 440 с.

79. Михлин Б.З. Геомагнитная навигация / Б.З. Михлин, В.П. Селезнев А.В. Селезнев. М.: Машиностроение, 1976. - 280 с.

80. Моравский В.Э., Ворона Д.С. Технология и оборудование для точной конденсаторной микросварки / В.Э. Моравский, Д.С. Ворона. Киев, 1985.

81. Мороз Ю.Ф. О методике поисков краткосрочных предвестников сильных землетрясений в низкочастотном теллурическом поле на Камчатке // Физика Земли / Ю.Ф. Мороз. 1994. №9. - С. 88-90.

82. Муря А.Е. Электронные счетчики электроэнергии. Современное состояние и перспективы развития / А.Е. Муря, В.Е. Райнин // Электротехника. -2002. №3. С. 32-35.

83. Намитоков К.К. Аппараты для защиты полупроводниковых устройств / К.К. Намитоков, Н.А. Ильина, И.Г. Шкловский.- М.: Энергоатомиздат, 1988.-280 с.

84. Намитоков К.К. Плавкие предохранители / К.К. Намитоков, Р.С. Хмельницкий, К.Н. Аникеева. М.: Энергия, 1979. - 176 с.

85. Наумов В.М. Коррозионные исследования при ревизиях и вскрытиях подземных газопроводов / В.М. Наумов. Л.: Недра, 1988. - 72 с.

86. Нейман Л.Р. Теоретические основы электротехники: В 2-х т. Учебник для вузов. Том l.-3-е изд., перераб. и доп./ Л.Р. Нейман, К.С. Демирчян. Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981.-536 с.

87. Нестеренко А.Д. Введение в теоретическую электротехнику / А.Д. Несте-ренко. Киев: Наукова думка, 1969. - 351 с.

88. Нестеренко Б.К. Интегральные операционные усилители: Справочное пособие по применению / Б.К. Нестеренко. М.: Энергоиздат, 1982. -128 с.

89. Никольский К.К. Коррозия и защита от нее подземных металлических сооружений связи / К.К. Никольский. М.: Радио и связь, 1984. - 208 с.

90. Номенклатурный каталог ЦНТИ по энергетике и электрификации. -1993.

91. Опадчий Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника: Учебник для вузов / Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров; Под ред. О.П. Глудкина. М.: Горячая линия. -Телеком, 2002. - 768 с.

92. Опыт применения силовых запираемых транзисторов в преобразовательной технике / JI.JI. Балыбердин, В.И. Галанов, М.К. Гуревич, Ю.А. Шершнев // Электротехника. 1997. №11. С. 37-42.

93. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы (аналоговые и цифровые) -5-е изд., перераб. и доп./ П.П. Орнатский. Киев: Вища шк., 1986.- 504 с.

94. Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники / П.П. Орнатский. Киев: Вища шк., 1983. - 455 с.

95. Основы метрологии и электрические измерения: Учебник для вузов / Б.Я. Авдеев, Е.М. Антонюк, Е.М. Душин и др.; Под ред. Е.М. Душина.-6-е изд., перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат, 1987. - 480 с.

96. Основы теории электрических аппаратов / И.С. Таев, Б.К. Буль, А.Г. Годжелло и др.; Под ред. И.С. Таева.- М.: Высш. шк., 1987. 352 с.

97. Пат. 2120625 РФ, МКИ6 G 01 N 27/42. Кулонометрическая установка / А.П. Попов, А.Ю. Власов, В.В. Емельянов,- №97104758/25; Заявлено 28.03.97; Опубл. 20.10.98, Бюл. № 29 -12 с.

98. Пат. 2190861 РФ, МКИ7 G 01 R 21/06. Электронный измеритель электрической энергии / А.П. Попов, А.Ю. Власов. №2000106494/09; Заявлено 16.03.00; Опубл. 10.10.02, Бюл. № 28 -10 с.

99. Пат. 2245236 РФ, МКИ7 В 23 К 11/24. Цифровой дозатор электроэнергии для точечной сварки / А.П. Попов, А.О. Чугулев, А.Ю. Власов. -№2003103875/02; Заявлено 27.08.04; Опубл. 27.01.05, Бюл. № 3 -7 с.

100. Пейтон А.Дж. Аналоговая электроника на операционных усилителях / А.Дж. Пейтон, В. Волш. М: БИНОМ, 1994 - 352 с.

101. Переход Японии на электронные счетчики ватт-часов.- Электроника. -1976, № 1.

102. Плеханов И.Ф. Расчет и конструирование устройств для нанесения гальванических покрытий / И.Ф. Плеханов. М.: Машиностроение, 1988.

103. Полупроводниковые выпрямители / Е.И. Беркович, В.И. Ковалев, Ф.И. Ковалев и др.; Под ред. Ф.И. Ковалева и Г.П. Мостковой.- М.: Энергия, 1978.- 448 с.

104. Попов А.П. Импульсное перемножающее устройство для измерения активной мощности при синусоидальных и несинусоидальных режимах / А.П. Попов, А.В. Калинин; ОмГТУ-Омск, 1999. -18 е.- Деп. в ВИНИТИ 23.12.99, № 3804-В 99.

105. Попов А.П. Цифровое дозирование электрической энергии / А.П. Попов, А.Ю. Власов // Электрика. 2002. -№4. С. 36 - 40.

106. ЮЗ.Поскробко А.А. Бесконтактные коммутирующие и регулирующие полупроводниковые устройства на переменном токе / А.А. Поскробко, В.Б. Братолюбов. М.: Энергия, 1978.-192 с.

107. Преображенский А.А. Магнитные материалы и элементы: Учебник для студ. вузов по спец. "Полупроводники и диэлектрики".-3-е изд., перераб. и доп. /А.А. Преображенский, Е.Г. Бишард. М.: Высш. шк., 1986. - 352 с.

108. Прикладная электрохимия. Изд. 2-е, пер. и доп. под ред. Н.Т. Кудрявцева. -М.: Химия, 1975.-552 с.

109. Проектирование электрических аппаратов: Учебник для вузов / Г.Н. Александров, В.В.Борисов, Г.С. Каплан и др./ Под ред. Г.Н. Александрова. JI.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1985. - 448 с.

110. Прянишников В.А. Электроника: Курс лекций / В.А. Прянишников.- СПб.: Корона-принт, 2000.- 416 с.

111. Райнин В.Е. Статические расцепители низковольтных автоматических выключателей / В.Е. Райнин // Электротехника. -2002. №2. С. 41-46.

112. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: Справочник / Н.Н. Акимов, Е.П. Вашуков, В.А. Прохоренко, Ю.П. Ходоренко. Минск: Беларусь, 1994. - 591с.

113. О.Розанов Ю.К. Основы силовой электроники / Ю.К. Розанов. М.: Энергоатомиздат, 1992. - 296 с.

114. Розенблат М.А. Магнитные усилители и модуляторы / М.А. Розенблат. -M.-JL: Госэнергоатомиздат, 1963. 1 12 с.

115. Розенблат М.А. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники / М.А. Розенблат,- М.: Наука, 1974. 768 с.

116. Ройзен С. С. Магнитные усилители в электроприводе и автоматике / С. С. Ройзен, Т. X. Стефанович. М.: Энергия, 1970. - 552 с.

117. Романов Д.И. Электроконтактный нагрев металлов. -2-е изд., перераб. и доп./ Д.И. Романов. М.: Машиностроение, 1981. - 168 с.

118. Силовая электроника и качество электроэнергии / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчицкий, JI.A. Кваснюк, Р.П. Гринберг // Электротехника. 2002. №2. С. 16-22.

119. Соболев Г.А. Локальные возмущения электрического поля на Камчатке и их связь с землетрясениями / Г.А. Соболев, В.Н. Морозов // Физические основы поисков методов прогноза землетрясений. М.: Наука, 1970. С.110.

120. Состояние и перспективы развития вакуумной коммутационной аппаратуры низкого напряжения / Ю.Х. Абдулин, Г.С. Белкин, Л.А. Петров и др. // Электротехника. 2002. №2. С. 11-12.

121. Спектор С.А. Измерение больших постоянных токов / С.А. Спектор. Л.: Энергия, 1978.

122. Спектор С.А. Электрические измерения физических величин: Методы измерений: Учеб. пособие для вузов / С.А. Спектор. JL: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. - 320 с.

123. Справочник по электроизмерительным приборам / К.К. Илюнин, Д.И. Леонтьев, Л.И. Набелина и др.; Под ред. К.К. Илюнина. Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 784 е.: ил.

124. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т. / Под общ. ред. А.А. Федорова. Т2. Электрооборудование. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 592 е.; ил.

125. Стрижевский И.В. Подземная коррозия и методы защиты / И.В. Стрижевский. М.: Металлургия, 1986.- 112 с.

126. Строев В.И. Стабилизация нагрева при контактной импульсной сварке радиодеталей / В.И. Строев, Н.И. Иванов // Сварочное производство. -1983. №8. С. 22-23.

127. Таев И.С. Электрические аппараты. Общая теория / И.С. Таев М.: Энергия, 1977.-272 с.

128. Тарасов В.Ф. Полупроводниковые преобразователи напряжение-частота (обзор) / В.Ф. Тарасов, Э.К. Шахов // Приборы и системы управления. -1974. №4. С. 9-14.

129. Технология и оборудование контактной сварки: Учебник для машиностроительных вузов / Б.Д. Орлов, А.А. Чакалев, Ю.В. Дмитриев и др.; Под общ. ред. Б.Д. Орлова. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986.-352 с.

130. Тимонтеев В.Н. Аналоговые перемножители сигналов в радиоэлектронной аппаратуре / В.Н. Тимонтеев, Л.М. Величко, В.А. Ткаченко.- М.: Радио и связь, 1982,- 112 с.

131. Титце У. Полупроводниковая схемотехника / У. Титце, К. Шенк. М.: Мир, 1994.-352 с.

132. Трансформаторы тока / В.В. Афанасьев, Н.М. Адоньев, Л.В. Жалалис и др. Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1980. - 344 с.

133. Троицкая В.А. Земные токи / В.А. Троицкая // Природа. -1955. №5.

134. Уильяме Б. Силовая электроника: приборы, применение, управление. Справ, пособие: Пер. с англ./ Б. Уильяме. М.: Энергоатомиздат, 1993. -240 с.

135. Федосеев A.M. Релейная защита электроэнергетических систем. Релейная защита сетей. Учеб. пособие для вузов / A.M. Федосеев. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 520 с.

136. Флоренцев С.Н. Современная элементная база силовой электротехники / С.Н. Флоренцев, Ф.И. Ковалев // Электротехника. 1994. №4. С. 36-37.

137. Флоренцев С.Н. Современная элементная база силовой электроники / С.Н. Флоренцев, Ф.И. Ковалев // Электротехника. 1996. №4. С. 2-8.

138. Флоренцев С.Н. Состояние и перспективы развития приборов силовой электроники на рубеже столетий / С.Н. Флоренцев // Электротехника. -1999. №4. С. 2-10.

139. Федоров A.M. Метрологическое обеспечение электронных средств измерений электрических величин: Справочная книга /A.M. Федоров, Н.Я. Цыган, В.И. Мичурин. Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние. -1988. - 208 с.

140. Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС: Пер. с англ./ Л. Фолкенберри. М.: Мир, 1985. - 572 с.

141. Фрумкин А.Н. Кинетика электродных процессов / А.Н. Фрумкин, B.C. Багоцкий, З.А. Иофа, Б.Н. Кабанов. М.: Изд. МГУ, 1952. - 319 с.

142. Хализов И.Ф., Баюнов В.В., Коликова Г.А. Изменение ЭДС во время разрядов стационарных и тяговых свинцовых аккумуляторов // Электротехника. -2002. №6. С.62-64

143. Харкевич А.А. Теоретические основы радиосвязи / А.А. Харкевич. М.: ГИТТЛ, 1957.-347 с.

144. Хоровиц П. Искусство схемотехники. В 3-х томах: Т.2. Пер. с англ. 4-е изд., перераб. и доп./ П. Хоровиц, У. Хилл. - М.: Мир, 1993. - 371 с.

145. Чернов В.Г. Устройства ввода-вывода аналоговой информации для цифровых систем сбора и обработки данных / В.Г. Чернов. М.: Машиностроение, 1988. - 184 с. 143.Чунихин А.А. Электрические аппараты. Общий курс / А.А. Чунихин - М.: Энергоатомиздат, 1988.

146. Шахов Э.К. Интегрирующие развертывающие преобразователи напряжения / Э.К. Шахов, В.Д. Михотин. М.: Энергоатомиздат, 1986. -144 с.

147. Швецкий Б.И. Электронные цифровые приборы.-2-е изд., перераб. и доп./ Б.И. Швецкий. Киев: Тэхника, 1991. - 191 с.

148. Шлыков Г.П. Аппаратурное определение погрешностей цифровых приборов / Г.П. Шлыков. М.: Энергоатомиздат, 1984.- 128 с.

149. Шляндин В.М. Цифровые измерительные устройства / В.М. Шляндин М.: Высшая школа, 1981. - 335 с.

150. Шопен Л.В. Бесконтактные электрические аппараты автоматики. Учебник / Л.В. Шопен,- М.: Энергия, 1976,- 568 с.

151. Эксплуатация и ремонт стартерных аккумуляторных батарей / М.А. Дасоян, О.С. Тютрюмов, Е.С. Аранчук, К.И. Бирюк.- М.: Транспорт, 1977.152 с.

152. Электрические и электронные аппараты: Учебник для вузов / Под ред. Ю.К. Розанова. М.: Энергоатомиздат, 1998. - 752 е.: ил.

153. Электрические измерения / Под ред. А.В. Фремке. Л.: Энергия, 1973. -424 с.

154. Электрические измерения. Средства и методы измерений / Под ред. Е.Г. Шрамкова. М.: Высш. шк., 1972. - 520 с.

155. Электроизмерительные устройства для диагностики машин и механизмов / Р.С. Ермолов, Р.А. Ивашев, В.К. Колесник, Г.Ф. Морозов. Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1979. -128 с.

156. Электрооборудование и автоматика электротермических установок: Справочник / А.П. Альтгаузен, М.Д. Бершицкий и др.; Под ред. А.П. Альтгаузена. -М.: Энергия, 1978. 304 с.

157. Электротехника и электроника. Учебник для вузов. В 3-х кн. Кн.З. Электрические измерения и основы электроники / Г.П. Гаев, В.Г. Герасимов, О.М. Князьков и др.; Под ред. проф. В.Г. Герасимова. - М.: Энергоатомиздат, 1998. - 432 с.

158. Электротехнический справочник. Под ред. А.Т. Голована. Т.1. М: Гос-энергоиздат, 1961. - 736 с.

159. Электротехнический справочник: В 3-х т. Т.З: В 2 кн. Кн.2. Использование электрической энергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ (гл. ред. И.Н. Орлов). -7-е изд., испр. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1988.- 616 с.

160. Электротехнический справочник: В 4-х т. Т.2. Электротехнические изделия и устройства / Под общ. ред. профессоров МЭИ (гл. ред. И.Н.Орлов) 8-е изд., испр. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 1998. -518 с.

161. Электротехнологические промышленные установки: Учебник для вузов / И.П. Евтюкова, JI.C. Кацевич, Н.М. Некрасова, А.Д. Свенчанский; Под ред.

162. A.Д. Свенчанского. М.: Энергоатомиздат, 1982. - 400 с.

163. Электрохимия / И. Корыта, И. Дворжак, В. Богачкова; Под ред. B.C. Багоц-кого. М.: Мир, 1977.- 472 с.

164. Энергетическая электроника: Справочное пособие: Пер. с нем./ Под ред.

165. B.А. Лабунцова. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 464 с.

166. Янюшкин Ю.М. Анализ тепловых процессов при дугоконтактной сварке болтов с листовыми деталями / Ю.М. Янюшкин, Д.Г. Рузаев // Сварочное производство. 2001. №2. С. 17-19.

167. Chari M.V.K. Finite Element Solution if the Eddy Current Problem in Magnetic Structures/ M.V.K. Chari // IEEE Trans. Power Appar. Syst. 1974. Vol. 93. №1. P.62-72.

168. Gate turn-off thyristors. Gate-commutated thyristors. Fast recovery diodes. -ABB Semiconductors AG Catalogue, 1997.

169. Greitmann M.J. Qualitatssicherung durch Prozepanalyse bei Widerstands-punktschweipen von Aluminium / M.J. Greitmann, A. Kessler // Schweipen und Schneiden. 1996. № 1. S. 11—17.

170. Ymada H. GTO thyristors applications to HVDC transmission systems / H. Ymada a.o.// IEEE Trans, on Power Delivery. 1990. Vol.5, №3. P. 1327-1333.

171. Matsuzava. Study of earthquakes / Matsuzava. Tokyo, 1964.

172. Nied H.A. The Finite Element Modeling of the Resistance Spot Welding Process / H.A. Nied//Welding Journal. 1984. Vol. 63. P. 123-132.

173. N. N. Resistance Welding. SYSWELD+Application. Fa Framasoft+CSI. 1997.

174. Rice W. An Analytical Investigation of the Temperature Distributions During Resistance Welding / W. Rice, E.J. Funk // Welding Journal. 1967. Vol. 44. P. 171-186.

175. Rikitake. Geomagnetic and Geoelektric studes of the Matsushiro earthquakes warm. Bull. Earth & Res. Inst. Tokyo Univ., 44. №1, 1966.

176. Self commutated SVC. 12,5 MVA GTO inverter // Hitachi Catalog, 1995.

177. Series connection of GTO thyristors for high power static frequency converters / Peter Steimer a.o.//ABB Review. 1996. №5. P. 14-20.

178. Stacey F.D. The seismomagnetic effect and possibility of forcasting earthquakes. Nature, 200, №4911, 1963.

179. Stacey F.D. The seismomagnetic effect. Pure and applied geoph. 58, 1964.

180. Wei P.S., Ho C.Y. Axisymmetric Nugget Growth During Resistance Spot Welding / P.S. Wei, C.Y. Ho // Modern Machine building. 1990. Vol. 10. P. 10-17.

Похожие работы

Электротехника
05.09.00