автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Электротехнические системы с непрерывным токовым управлением вентильными двигателями

На правах рукописи

Соловьев Владимир Алексеевич

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ С НЕПРЕРЫВНЫМ ТОКОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ВЕНТИЛЬНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

Специальность: 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (легкая промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации па соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2006

Работа выполнена на кафедре электротехники в Московском государственном текстильном университете им. А.Н. Косыгина

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Севостьянов Петр Алексеевич

доктор технических наук, профессор Малышков Геннадий Михайлович

доктор технических наук, старший научный сотрудник Киселев Виктор Иванович

Ведущая организация: ОАО «АКБ Якорь»

Защита состоится « » ОЛЛ&^Хя, 2006 г. в @ часов на заседании диссертационного совета ;ц 212.139.03 в Московском государственном текстильном университете им. А.Н. Косыгина по адресу: 119071, Москва, М. Калужская ул., 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного текстильного университета им. А.Н. Косыгина

Автореферат разослан « » Я 2006 г

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор Козлов А.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Научно-технический прогресс в промышленности и технике вызывает непрерывное расширение области применения систем автоматического управления (САУ) исполнительными электродвигателями и приводит к росту предъявляемых к ним требований. Габариты, масса, энергопотребление и особенно надёжность таких электротехнических систем определяются в основном типом используемых в них электродвигателей, которые в совокупности лучше у вентильных двигателей (ВД) с постоянными магнитами. При этом ВД допускают более интенсивные режимы эксплуатации, чем коллекторные двигатели постоянного тока (ДПТ) или асинхронные двигатели (АД), а функциональные узлы ВД с дополнительно введёнными элекгронными компонентами могут использоваться как информационно-измерительные элементы САУ. Область применения автоматизированных элект| «технических систем с ВД в настоящее время включает производственное оборудование, в том числе текстильной и лёгкой промышленности, робототехнику, навигационные приборы, антенные устройства, медицинскую технику, аппараты звуко- и видеозаписи, компьютеры, бытовую технику и т.п.

Теории, разработке, исследованию и применению ВД и их САУ посвящено значительное число публикаций, однако в этом направлении науки и техники существует ряд вопросов, актуальность эффективного решения которых в связи с расширяющимися областью и масштабом применения электротехнических систем с этими электродвигателями не только не снижается, но ещё более возрастает. Приоритетную значимость из них имеют вопросы формирования фазных токов ВД, так как от формы фазных токов зависит и неравномерность его электромагнитного момента, негативно отражающаяся на показателях САУ, особенно следящих систем, и его энергетические харавггеристики, определяющие энергопотребление САУ.

Фазные токи ВД могут формироваться импульсными и непрерывными способами. До относительно недавнего времени для этой цели применялись преимущественно импульсные способы, сопровождающиеся генерацией высокочастотных электромагнитных помех большой интенсивности. Интерес к непрерывным способам возник в связи с возросшими требованиями к показателям САУ ВД и началом широкого использования ВД в электроприводе массового производственного оборудования, особенно в текстильной и лёгкой промышленности, которое резко обострило проблемы электромагнитной совместимости силовых узлов ВД с его САУ и их биоэлектромагнитной совместимости с работающим персоналом. Одновременно возросла важность вопроса электропитания ВД от сети переменного тока и повышения качества потребляемой от неё электроэнергии.

В этих условиях стала актуальной проблема создания автоматизированных электротехнических систем на основе ВД с непрерывным формированием фазных токов, обладающих пониженным энергопотреблением в широком диапазоне изменения частоты вращения и высокими показателями качества ей регулирования. Их использование в производственном оборудовании позволяет повысить не только уровень его автоматизации, надёжность и другие технические показатели, но и стимулирует совершенствование осуществляемых на нём технологических процессов.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы состоит в решении крупной научно-технической проблемы повышения эффективности преобразования электроэнергии и показателей качества управляемого механического движения электротехническими системами с непрерывным токовым управлением вентильными двигателями путём теоретического и практического обоснования новой концепции их построения, развития теории и схемотехники управляемых вентильных двигателей и импульсных регуляторов постоянного напряжения, усовершенствования информационно-измерительных и регулирующих узлов, разработки методов анализа их качественных показателей и всей системы в целом, что связано с масштабным использованием вентильных двигателей с непрерывным токовым управлением в технике и промышленности и имеет важное хозяйственное значение.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи.

1. Анализ физических процессов электромеханического преобразования энергии в ВД с непрерывным токовым управлением и разработка основ их теории.

2. Обоснование возможности применения импульсного регулятора постоянного напряжения (ИРПН) в качестве энергорегулирующего элемента электротехнических систем с непрерывным токовым управлением ВД и развитие его теории с учётом технических требований новой области использования.

3. Сравнительный анализ мощности потерь и еб составляющих при импульсном и непрерывном способах формирования фазных токов ВД.

4. Структурно-алгоритмический синтез электротехнической системы с непрерывным токовым управлением ВД, ориентированный на снижение его энергопотребления и коррекцию коэффициента мощности при питании от сети переменного тока.

5. Усовершенствование информационно-измерительных элементов ВД и разработка методов расчёта их качественных показателей.

6. Разработка математической и схемотехнической моделей ВД с непрерывным токовым управлением.

7. Разработка метода расчёта предельно возможного диапазона регулирования частоты вращения ВД непрерывной САУ при периодических возмущающих воздействиях, вызываемых пульсациями электромагнитного момента электродвигателя и выходного напряжения его тахометрического устройства.

8. Создание на основе разработанных теоретических положений и технических средств автоматизированных электротехнических систем с непрерывным токовым управлением ВД, имеющих широкий спектр областей применения, их экспериментальное исследование и численное моделирование. '

Основанием для выполнения работ были тематический план межвузовской научной программы «Оптимум», Координационный план Академии наук СССР научно-исследовательских работ по комплексной программе «Электрофизика и электроэнергетика» (п. 1.9.2.3.5.), хозяйственные договоры с предприятиями на проведение научно-исследовательских работ.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы теории электрических цепей, теории электрических машин и аппаратов, теории полупроводниковых преобразователей электроэнергии, теории автоматического управления и теории оптимизации

Достоверность основных теоретических положений проверялась численным моделированием на ПЭВМ и экспериментальным исследованием в лабораторных условиях макетных образцов разработанных электротехнических систем и их узлов.

Научная новизна.

1. Созданы основы аналитической теории ВД с непрерывным токовым управлением, включающие классификацию способов и технических средств непрерывного формирования фазных токов ВД, анализ физических процессов электромеханического преобразования энергии в подобных электродвигателях, математические выражения зависимостей основных показателей ВД от параметров их функциональных узлов, частоты вращения, напряжения питания и коэффициента загрузки по току и обоснование рациональных диапазонов их изменения.

2. Предложены и теоретически обоснованы способы активного ограничения коммутационных перенапряжений на силовых транзисторах коммутатора и защиты их от выделения недопустимой мощности потерь при формировании фазных токов ВД прямым непрерывным способом.

3. Обосновано применение в' электротехнических системах с непрерывным токовым управлением ВД в качестве энергорегулирующего элемента понижающего ИРПН и с учётом технических требований новой области использования развита его теория, дополненная разработанными для режимов непрерывного и прерывистого тока дросселя методами расчёта

составляющих мощности потерь, потребляемого тока, КПД ИРПН и его линейными динамическими моделями при комбинированном управлении и нагрузке в виде источника тока, учитывающими неидеальиость элементов силовой части и происходящие периодически ей структурные и параметрические изменения, методами расчёта длительностей интервала коммутации релейного ИРПН.

4. С использованием разработанных методов теории ВД и ИРПН доказано, что по потерям мощности применение импульсных способов формирования синусоидальных фазных токов ВД для повышения равномерности его электромагнитного момента не имеет существенных преимуществ перед прямым непрерывным способом их формирования.

5. Разработаны и обоснованы двухканальная структурная схема САУ частотой вращения ВД с непрерывным токовым управлением, алгоритмы формирования напряжения управления её ИРПН и методы коррекции коэффициента мощности при питании этой САУ от сети переменного тока.

6. Разработаны способы повышения и методы расчёта качественных показателей информационно-измерительных элементов ВД, направленные на повышение точности и диапазона регулирования его частоты вращения непрерывными САУ.

7. Разработаны математическая, структурно-топологическая и схемотехническая модели ВД с непрерывным токовым управлением, предназначенные для компьютерного моделирования.

8. Разработана методика расчёта динамической ошибки и предельно возможного диапазона регулирования частоты вращения ВД непрерывной САУ при воздействии периодических возмущений, вызываемых пульсациями его электромагнитного момента и выходного напряжения датчика частоты вращения (ДЧВ).

Основные положения, защищаемые автором.

1. Основы аналитической теории ВД с непрерывным токовым управлением, его математическая, структурно-топологическая и 'схемотехническая модели и способы активного ограничения коммутационных перенапряжений на силовых транзисторах коммутатора и защиты их от выделения недопустимой мощности потерь.

2. Методы расчёта составляющих мощности потерь и линейные динамические модели понижающего ИРПН при непрерывном и прерывистом токах дросселя, учитывающими неидеальность элементов его силовой части и происходящие периодически её структурные и параметрические изменения, методы расчёта длительностей интервала коммутации релейного ИРПН.

3. Двухканальная структурная схема САУ частотой вращения ВД с непрерывным токовым управлением и алгоритмы формирования напряжения управления её ИРПН.

4. Методы коррекции коэффициента мощности двухканальной САУ ВД при питании её от сети переменного тока.

5. Способы повышения и методы расчёта качественных показателей информационно-измерительных элементов ВД.

6. Методика расчёта динамической ошибки и предельно возможного диапазона регулирования частоты вращения ВД при воздействии на его САУ периодических возмущений.

7. Структурные схемы, методики наладки и результаты исследований разработанных электротехнических систем с непрерывным токовым управлением ВД.

Практическая ценность работы.

1. Комплекс научных положений, математических моделей, технических решений, методов расчёта, выводов и рекомендаций, содержащийся в диссертационной работе, является основой инженерной методики по проектированию САУ ВД с непрерывным токовым управлением, обладающих высокими технико-экономическими показателями при низком уровне генерируемого электромагнитного излучения, и нашёл применение при разработке САУ ВД различного назначения.

2. Разработанные методы анализа мощностей статических и динамических потерь, линейные динамические модели ИРПН при непрерывном и прерывистом токах дросселя, а также рекомендации по выбору параметров его элементов составляют основу методики расчёта энергетических и ди-I тмических характеристик ИРПН.

3. Применение разработанных методов расчёта длительностей интервалов коммутации релейного ИРПН позволяет определить рациональные по критерию допустимых мощностей потерь в силовых элементах границы изменения его частоты коммутации, что открывает перспективу использования данных ИРПН, выпускаемых серийно в виде интегральных схем, в источниках вторичного электропитания (ИВЭП) с переменной мощностью нагрузки.

4. Предложенные методы коррекции коэффициента мощности выпрямителя с ёмкостным фильтром, нагруженным понижающим ИРПН, обеспечивают повышение качества потребляемой от сети переменного тока энергии, тем самым повышая эффективность её преобразования.

5. Разработанные способы повышения качественных показателей информационно-измерительных элементов ВД позволяют без дополнительного увеличения массы и габаритов электромеханической части повысить точность и диапазон регулирования его частоты вращения непрерывными САУ.

6. Разработанная методика расчёта динамической ошибки и предельно возможного диапазона регулирования частоты вращения ВД непрерывной САУ при воздействии периодических возмущений позволяет

на стадии проектирования выбрать тип ВД и параметры узлов его САУ, необходимые для обеспечения заданных технических показателей. Реализация результатов работы. На основе теоретических положений, методик расчёта, схемотехнических решений и рекомендаций диссертационной работы автором созданы макетные образцы САУ частотой вращения и фазовым положением ротора ВД, внедрённые во ВНИИ телевидения и радиовещания при проведении НИОКР по разработке следящих систем с ВД для аппаратов видеозаписи и в опытном производстве указанного предприятия при изготовлении блоков видеоголовок для импортных видеомагнитофонов; создан макетный образец управляемого вентильного электропривода технологического оборудования, внедрённый в ЦНПО «Комета»; разработана методика выполнения энергетического расчёта силовой части вентильного электропривода, внедрённая в ЦНПО «Комета» в практику проектирования новой техники; разработаны экспериментальные образцы индивидуального вентильного электропривода намоточного механизма мотального автомата и системы управления вентильным двигателем электромеханического регулятора нтатяжелня основных нитей ткацкого станка.

Результаты диссертационной работы использовались также в учебном процессе и научно-исследовательской работе кафедр электротехнического профиля Московского государственного текстильного университета им. А.Н. Косыгина.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических семинарах «Электромеханические системы с постоянными магнитами» (Москва, 1983, 1984 г.г.; Златоуст, 1985 г.; Минск, 1985 г.), на краевой научно-технической конференции «Автоматизация электроприводов и оптимизация режимов энергопотребления» (Красноярск, 1988 г.), на научно-техническом семинаре «Высокоэффективные источники и системы вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА)» (Москва, 1989 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции «Вентильные электромеханические системы с постоянными магнитами» (Москва, 1989), на Всесоюзном научно-техническом семинаре по электромеханотронике (Ленинград, 1989 г.), на V Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы преобразовательной техники» (Киев, 1991 г.), на II Всесоюзной научно-технической конференции по электромеханотронике (Ленинград, 1991 г.), на X Всесоюзной научно-технической конференции «Интеллектуальные электродвигатели и экономия электроэнергии» (Владимир, 1991 г.), на межотраслевом семинаре «Электронные средства преобразования электрической энергии» (Москва, 1993 г.), на Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 75-летию МГТА «Энергоресурсосбережение и экология в текстильной промышленности» (Москва, 1994 г.), на I международной (III

Всероссийской) конференции по элетстромеханотронике (Санкт-Петербург, 1997 г.), на научно-технической конференции «Электротехнические комплексы автономных объектов» (Москва, 1997 г.), на Всероссийских научно-технических конференциях «Устройства и системы энергетической электроники» УСЭЭ-98, УСЭЭ-2000, УСЭЭ-2002 (Москва, 1998, 2000, 2002 г.г.), на международной научно-технической конференции «Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы» (Новочеркасск, 2000 г.), на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях» ЛЕН-2000 (Кострома, 2000 г.), на международной научной конференции «Новое п технике и технологии текстильной и лёгкой промышленности» (Витебск, 2000 г.), на международной научной конференции «Текстиль, одежда, обувь: дизайн и производство» (Витебск, 2002 г.), на мевдународных научно-технических конференциях «Современные наукоёмкие технологии и перспективные материалы текстильной и лёгкой промышленности» Прогресс-2000, Прогресс-2002, Прогресс-2004 (Иваново, 2000, 2002, 2004 г.г.), на Всероссийских научно-технических конференциях «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» ТЕКСТИЛЬ-9 8, ТЕКСТИЛЬ-2001, ТЕКСТИЛЬ-2002, ТЕКСТИЛЬ-2003, ТЕКСТИЛЬ-2004 (Москва, 1998, 2001, 2002, 2003, 2004 г.г.), а также неоднократно на научных конференциях профессорско-преподавательского состава МГТУ.

Публикации. Основные результаты работы отражены в 80 печатных работах, в том числе в монографии, в 60 статьях и тезисах докладов, 19 авторских свидетельствах и патентах. Результаты, связанные с внедрением работы, изложены также в 10 зарегистрированных во ВНТИЦ научно-технических отчётах.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 345 наименований, и приложений на 29 страницах. Её основная часть изложена на 293 страницах, содержит 154 рисунка на 74 страницах, 5 таблиц. Общий объём диссертации 431 страница.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель исследования и решаемые задачи, изложены научная новизна и практическая ценность работы, а также основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена разработке основ аналитической теории ВД с непрерывным токовым управлением.

ВД представляет собой электромеханическое устройство, состоящее из синхронной электрической машины (ЭМ), полупроводникового коммутатора (ПК) и датчика положения ротора (ДПР), по сигналам которого ПК переключает фазные обмотки ЭМ и формирует в них необходимые токи. Развитию теории и техники ВД и их САУ в значительной мере способствовали работы П.П. Адволоткина, A.A. Афанасьева, АЛО. Афанасьева,

A.К. Аракеляна, Ю.М. Беленького, М.А. Боровикова, В.И. Бродовского, Д.А. Бута, И.А. Вевюрко, A.M. Вейнгера, С.Г, Воронина, А.А Дубенского, Е.С. Иванова, Б.Н. Каржавова, Н.И. Лебедева, В.А Лифанова, В.К. Лозен-ко, А.Г. Микерова, М.М. Минкина, A.C. Михалева, И.Е. Овчинникова,

B.В. Омельченко, Г.А. Пархоменко, Л.И. Столова, В.К. Цаценкина, М.Г. Чиликина, В.М. Шалагина и др. Во многих из них большое внимание уделено вопросам формирования фазных токов ВД, однако его непрерывное токовое управление детально в них не рассматривалось.

В управляемых ВД малой мощности (до 1 кВт) применяются транзисторные коммутаторы, позволяющие формировать фазные токи как импульсными, так и непрерывными способами, которые могуг быть прямыми и косвенными. На основе их всестороннего анализа показано, что наиболее точным способом формирования в ВД фазных токов при простой технической реализации является прямой непрерывный способ, применением которого осуществляется его непрерывное токовое управление. ВД при таком способе формирования фазных токов имеет идеально мягкие механические характеристики, поэтому, кроме особых случаев, он должен эксплуатироваться с непрерывной или обладающей аналоговым выходом САУ частотой вращения.

Анализ энергетических и электромеханических характеристик ВД с непрерывным токовым управлением проводился с учётом общепринятых для магнитоэлектрических электродвигателей допущений. Их математические выражения получены на основе мгновенных значений токов, ЭДС и напряжений контуров коммутации фазных обмоток на межкоммутационном интервале. При этом отдельно исследованы ВД с синусоидальными, прямоугольными и квазисинусоидальными фазными токами.

Общие особенности характеристик ВД с непрерывным токовым управлением и влияние на них режима работы силовых транзисторов коммутатора рассмотрены на двухфазном электродвигателе при формировании в нём синусоидальных фазных токов. Показано, что при формировании фазных токов ВД прямым непрерывным способом силовые транзисторы его коммутатора могут работать в активном режиме, являющимся основным, и в комбинированном режиме, характеризующимся попеременной работой каждого транзистора на межкоммутационном интервале ак двух режимах: активном и насыщения. Комбинированный режим возникает при

V(v+KT.n)2 + (p3vQ0tcKTII )2 >1-K^. (1)

где v = Q/ Q0- относительная частота вращения ВД; £2 - частота вращения ВД; Qo = Un / Се - базовое значение частоты вращения идеального холостого хода ВД; С15 - конструктивная постоянная ВД; U„ - напряжение источника питания БД; Ктп = Ic max / - коэффициент загрузки ВД по току; Ic тах -амплитуда токов секций фазных обмоток ВД; ICJI = Un / Rc - пусковой ток секции фазной обмотки ВД;. Rc - активное сопротивление секции фазной обмотки ВД; рэ - число пар полюсов ВД; тс = Lc / Rc - электромагнитная постоянная времени секции фазной обмотки ВД; Lc - индуктивность секции фазной обмотки ВД; Ктр = Ulp.,t / U„ - коэффициент, учитывающий падение напряжения на силовом транзисторе коммутатора в режиме насыщения; UlpH - напряжение между коллектором и эмиттером силового транзистора на границе насыщения. • .....

При активном режиме работы силовых транзисторов коммутатора индуктивность и взаимная индуктивность фазных обмоток не влияеют на электромагнитный момент и энергетические характеристики ВД. Переход силовых транзисторов из активного режима в комбинированный приводит к увеличению КПД коммутатора, но при этом снижается электромагнитный КПД ВД, нарушается линейность его регулировочной характеристики и резко возрастают пульсации электромагнитного момента, что указывает на нецелесообразность продолжительной эксплуатации ВД с комбинированным режимом работы силовых транзисторов коммутатора. .

Постоянные времени фильтров нижних частот (ФНЧ) ДПР и коммутатора при формировании в ВД прямым непрерывным способом синусоидальных фазных токов вызывают их запаздывание и уменьшение амплитуды, приводящие к снижению электромагнитного момента ВД, его КПД и КПД коммутатора. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность уменьшения параметрическими способами указанных постоянных времени до значений, не оказывающих существенного влияния на характеристики ВД с ДПР на основе синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ).

Для формирования прямоугольных фазных токов в ВД с дискретными ДПР могут использоваться коммутаторы с общим регулятором тока, с переключаемыми токовыми ключами и с автономными регуляторами тока. Обосновано применение активного способа ограничения коммутационных перенапряжений на силовых транзисторах разработанного коммутатора с автономными регуляторами тока. Предельно допустимые скорости изменения фронта и спада фазных токов ВД в этом коммутаторе задаются выбором постоянных времени интегрирующих цепей его модуляторов из условия тм S 2Ктлтс, соблюдение которого позволяет принять при анализе энергетических характеристик В Д допущение прямоугольности его фазных

токов. Соответствие между их амплитудой 1спр и амплитудой синусоидальных фазных токов 1с тах при одинаковой мощности потерь в меди ВД определяется из равенства

где аЕт - угол поворота ротора ВД, соответствующий относительной длительности прямоугольного тока в секции фазной обмотки.

: . При соблюдении соотношения (2) оптимальный по критерию максимума электромагнитной мощности ВД ави ~= 133°. Его значение не учитывает требований максимума КПД, равномерности вращения, простоты технической реализации ВД и должно выбираться на основании наиболее близкого соответствия оптимальной совокупности указанных показателей.

Получены обобщённые аналитические зависимости основных энергетических и электромеханических характеристик ш - фазного ВД от аВкп при нереверсивном и реверсивном автономном питании секций фазных обмоток прямоугольными токами в режиме работы с отсутствием бестоковых пауз. Сопоставление вычисленных по ним показателей ВД с подобными показателями, рассчитанными для квазипрямоугольных фазных токов с изменяющимися по экспоненциальным зависимостям фронтом и спадом, подтверждает обоснованность принятого допущения о прямоугольности фазных токов.. Установлено, что максимум электромагнитного момента и КПД в таких ВД с нереверсивным питанием секций фазных обмоток достигается при их коммутации без перекрытий, а минимум коэффициента пульсаций электромагнитного момента - при коммутации с небольшими (не более 20°) перекрытиями.

В мостовых коммутаторах ВД с электрически связанными фазными обмотками для их реверсивного питания квазипрямоугольными токами возможно применение автономных регуляторов тока. Для управляемого ВД с трёхфазной обмоткой, соединённой звездой без общего провода, и 120° - коммутацией при V < а« / (ЗрэД0Хс) получены аналитические выражения основных энергетических и электромеханических характеристик, показывающие их зависимость от тс. При р,уО0хс да О данный ВД из всех двухфазных и трёхфазных с прямоугольными фазными токами имеет наибольший КПД Т1 = 0,955у и наименьший коэффициент пульсаций электромагнитного момента ем = 0,057.

Наиболее рациональным способом повышения равномерности вращения ВД с дискретным ДПР и синусоидальной ЭДС вращения является формирование квазисинусоидальных фазных токов. Из двух возможных квазисинусоидальных форм фазных токов двухфазного ВД с дискретным ДПР, треугольной и двухступенчатой, только при двухступенчатой дости-

(2)

гается по сравнению с прямоугольной уменьшение коэффициента пульсаций его электромагнитного момента до Sm ;= 0,0314.

Для безотказной работы ВД с непрерывным токовым управлением необходимо, чтобы не только коллеоорные токи и напряжения на силовых транзисторах коммутатора, но и амплитуда мощности APip.mH, потерь в них не превышали предельно допустимых значений. Определены при синусоидальных фазных токах ВД зависимости локальных максимумов ДРтртах и углов поворота ротора, при которых они возникают, от v и Кт.п. Амплитуда мощности потерь в силовом транзисторе достигает своего предельного значения supAP^max =■ UnIc .„ /4 при пуске ВД с ограничением 0,5 < v + Кт.п < 1 и превышает её среднее значение более чем в 2,6 раза. Основными способами уменьшения APlp ni:1x являются понижение напряжения питания ВД при помощи ИРПН и снижение проходящих по силовым транзисторам коммутатора токов. Возможности первого способа и особенности его реализации рассматриваются в гл.4. Второй способ реализован в предложенных устройствах защиты силовых транзисторов коммутатора ВД от выделения в них недопустимых мощностей потерь, принцип действия которых основан на их ограничении и отсечке фазных токов. Последний из них целесообразно применять при формировании в ВД прямоугольных токов.

Во второй главе исследуются энергетические характеристики и динамические свойства ИРПН при работе в качестве энергорегулирующего элемента электротехнических систем с непрерывным токовым управлением ВД, рассматриваются особенности использования для этой цели релейного ИРПН, проводится сравнительный анализ мощностей потерь в ВД при непрерывном и импульсном формировании синусоидальных фазных токов.

Вопросы теории и практики использования ИРПН в ИВЭП различных устройств нашли отражение в работах Г.А. Белова, Ю.И! Драбовича, Ю.И. Конева, O.A. Коссова, H.H. Лаптева, Малышхова Г.М., В.И. Меле-шииа, В.П. Миловзорова, Ж.А. Мкртчяна, В.С Моина, A.B. Пузакова, Э.М. Ромаша, В.В. Сазонова, Л.Е. Смольникова, Л.Б. Соболева, Ч.И. Хусаинова, В.А. Цишевского, П.Н. Шевченко, В.П. Шипилло, H.H. Юрченко и др. Новая область применения ИРПН, предложенная автором, предъявляет к нему свои специфические технические требования, определившие структуру и параметры элементов его силовой части, ' принцип регулирования и направления развития теории. ■■• • •

Показано, что для регулирования напряжения питания ВД с непрерывным токовым управлением целесообразно применение понижающего ИРПН с более инерционным, чем обратный диод, силовым транзистором.

С использованием схем замещения силовой части ИРПН'и временных диаграмм её напряжений и токов получены аналитические выражения составляющих мощностей статических и динамических потерь, потребляв-

мого тока и КПД ИРПН при непрерывном и прерывистом токах дросселя, обеспечивающие достаточную для практики и подтверждённую экспериментально точность их расчёта. При составлении схем замещения силовой транзистор и обратный диод ИРПН в проводящих состояниях на основе метода кусочно-линейной аппроксимации представлены последователь. ными .соединениями постоянной ЭДС и дифференциального сопротивления, соответственно, для транзистора ЕтР, Rlp и диода Ед, RH. Учтено, что из-за неидеальности силовых элементов ИРПН коэффициент D заполнения управляющих импульсов и напряжение uL на дросселе в проводящем состоянии обратного диода при заданном выходном напряжении зависят от сопротивления нагрузки. При непрерывном токе дросселя

D = ^- = MKX1, (3)

а при прерывистом

где Т - период коммутаций в ИРПН; Ti - длительность интервала проводимости транзистора; М => UH / Un - статический коэффициент передачи напряжения ИРПН; U„ - напряжение на нагрузке ИРПН; U„ = Еп - - напряжение питания ИРПН; Кц = (RH + Rip + R<j,) / R„ - коэффициент увеличения длительности управляющих импульсов; Еп - ЭДС источника питания; RH = U„ /1„ - сопротивление нагрузки ИРПН; 1н - ток нагрузки ИРПН; R,), - активное сопротивление дросселя фильтра; tL. -Ьф/ (RKT) - нормированная постоянная времени дросселя фильтра; Ьф - индуктивность дросселя фильтра.

При разработке динамической математической модели ИРПН с ши-ротно-импульсной модуляцией (ШИМ) принято во внимание, что в нём при использовании в качестве энергорегулирующего элемента САУ БД с непрерывным токовым управлением несложно реализовать разнесение частот коммугации и, и среза шср до со* » юср> при соблюдении которого и малых отклонениях переменных ИРПН и его силовую часть с достаточным основанием можно считать линейными непрерывными системами.

Передаточные функции силовой части ИРПН с нагрузкой, имеющей свойства источника тока, при непрерывном и прерывистом токе дросселя получены на основе систем уравнений состояния и выходных переменных, составленных по схемам замещения на рабочем цикле переключений силового транзистора ИРПН. Влияние происходящих периодически с частотой коммутации параметрических и структурных изменений силовой части ИРПН в её динамической модели учтено применением метода осреднения переменных состояния.

С учетом предъявляемых технических требований в САУ ВД с непрерывным токовым управление целесообразно применение компенсационно-параметрического ИРПН, представляющего собой отдельную замкнутую САУ с комбинированным управлением. Его динамические модели разработаны для обоих режимов тока дросселя. Структурная схема динамической модели ИРПН при непрерывном токе дросселя изображена на рис.1, на котором обозначено: Аиу - отклонение напряжения управления ИРПН; Дин - отклонение напряженна на нагрузке ИРПН; Диян - отклонение выходного напряжения делителя напряжения ИРПН; Де„ - отклонение напряжения питания ИРПН; AiH - отклонение тока нагрузки ИРПН; Кда - коэффициент передачи делителя напряжения; WpH(p) - передаточная функция регулятора выходного напряжения ИРПН; К* = l/(K„„En) - коэффициент передачи компаратора; Knl, - коэффициент передачи генератора пилообразных импульсов напряжения; Еш = Ел - (Erp - Ед) - (R-rp - R-д) II - осред-пенная ЭДС источника питания при непрерывном токе дросселя; IL - средний ток дросселя; ТфН = ^ЬфСф - постоянная времени колебательного звена фильтра ИРПН при непрерывном токе дросселя; Сф - емкость конденсатора фильтра; = /Ьф -(ЯфК -i-Rc)/2 - коэффициент затухания колебательного звена фильтра ИРПН при непрерывном токе дросселя; Rc -сопротивление потерь конденсатора фильтра; R ф.г = 11ф + RÄ + (R-rp - RÄ)D -эквивалентное активное сопротивление короткого замыкания ИРПН

Рис.1. Структурная схема динамической модели компенсационно-параметрического ИРПН при непрерывном токе дросселя

Подтверждена допустимость применения разработанных малосигнальных динамических моделей ИРПН для анализа переходных процессов в нём не только при малых, но и относительно больших изменениях управляющего Аиу и возмущающих Леш Д1н воздействий. Динамические свойства силовой части ИРПН, нагруженной источником тока, не зависят от изменения его тока, а определяются параметрами её элементов и режимом тока дросселя. Причём на показатели качества переходных процессов в ИРПН с комбинированным управлением из параметров его силовых элементов наиболее существенно влияет Ис, увеличение которого повышает запас устойчивости ИРПН. Изменение режима тока дросселя с непрерывного на прерывистый, вызванного уменьшением тока нагрузки ИРПН, приводит к снижению его быстродействия, особенно при малых значениях Б.

При обеспечении условий, ограничивающих нижнюю и верхнюю частоты коммутации, в качестве энергорегулируюхцего элемента электротехнических систем с непрерывным токовым управлением ВД возможно использование релейного ИРПН. Установлено, что коммутационные процессы в нём происходят без перерегулирования при коэффициенте затухания непрерывной части Сф.ишт > ОД 57. Основываясь на выполнении этого условия получены аналитические выражения зависимостей длительностей интервала коммутации релейного ИРПН при непрерывном и прерывистом токах дросселя от параметров его силовых элементов, напряжения гистерезиса компаратора и заданного выходного напряжения.

Используя разработанные методы анализа составляющих мощностей потерь в ИРПН и в ВД при непрерывном токовом управлении показано, что применение импульсного способа формирования синусоидальных фазных токов для повышения равномерности электромагнитного момента ВД по энергетическим показателям не имеет существенных преимуществ по сравнению с прямым непрерывным способом и сопровождается созданием высокочастотных электромагнитных помех.

В третьей главе излагаются способы улучшения и методы расчёта качественных показателей усовершенствованных информационно-измерительных элементов ВД, повышающих точность и диапазон регулирования его частоты вращения в непрерывных электротехнических системах,

ВД с непрерывным токовым управлением эксплуатируются в основном с САУ частотой вращения. Для получения информации о координатах переменных состояния ВД могут использоваться не только специальные внешние датчики, но и его функциональные узлы с дополнительно введёнными электронными компонентами, позволяющие уменьшить массу и габариты электромеханической части всей системы.

В непрерывных САУ для измерения частоты вращения ВД применяются бесконтактные тахогенераторы постоянного тока (БТГПТ). Самым распространённым среди них является вентильный тахогенератор (ВТГ),

представляющий собой встраиваемый в ВД синхронный тахогенератор (СТГ) с выпрямителем. При нереверсивном питании фазных обмоток ВД функцию СТГ может совмещать его электрическая машина (ЭМ). Для увеличения диапазона изменения выходного напряжения ВТГ разработаны многофазные однополупериодный и двухнолупериодный выпрямители с компенсацией падения напряжения на диодах. Теоретически доказано и экспериментально подтверждено, что зона нечувствительности ВТГ с такими выпрямителями в 10 - 20 раз меньше, чем с обычными выпрямителями.

В качестве БТГПТ в непрерывных САУ ВД с дискретными ДПР могут использоваться импульсно-аналоговые ДЧВ. Их основой является преобразователь частота-напряжение (ПЧН). Проводится анализ способов преобразования частоты импульсов в постоянное напряжение. Рассматривается предложенный ПЧН с зарядом интегрирующего конденсатора от импульсного источника тока, имеющий несмещенную линейную передаточную характеристику. Показано, что повышение информативности и точности измерения частоты вращения ВД достигается применением разработанного дифференциального ПЧН с характеристикой преобразования подобной характеристике нелинейного звена с насыщением без зоны нечувствительности и повышенным коэффициентом передачи на линейном участке.

Для использования в следящих САУ ВД разработан реверсивный БТГПТ, основу которого составляет синусно-косинусный ДПР. Принцип действия БТГПТ основан на умножении гармонических напряжений с амплитудой, прямо пропорциональной частоте вращения ВД, формируемых дифференцирующими элементами из выходных напряжений ДПР, на соответствующие гармонические функции угла поворота его ротора. В качестве дифференцирующих элементов в БТГПТ применяются трансформаторы.

Показано, что нелинейность зависимости выходного напряжения данного БТГПТ от частоты вращения, вызываемая гистерезисом материала магнитопроводов дифференцируют! гх трансформаторов и влиянием сопротивлений их нагрузки, т.е. входных сопротивлений блоков умножения БТГПТ, устраняется подключением компенсирующих конденсаторов ко вторичным обмоткам этих трансформаторов. Используя метод гармонической линеаризации, получено аналитическое выражение для расчета ёмкости компенсирующих конденсаторов

юэшвх

■ . V М2

Г~(хт +Х2)-(хш +Х'2 -5Ян)1'

где к]2 - коэффициент трансформации дифференцирующего трансформатора; га:а щдх - угловая частота выходных напряжений ДПР при максимальной частоте вращения БД; IV, Х2' - приведенные к первичной обмотке трансформатора сопротивление нагрузки и индуктивное сопротивление вторичной обмотки трансформатора при максимальной частоте вращения ВД; 5 = а1ч%(Дт/Хт) - угол магнитного запаздывания материала магнито-провода трансформатора; Ыщ, Хт - активное и индуктивное сопротивления намагничивающей ветви трансформатора при максимальной частоте вращения ВД.

Для анализа пульсаций выходного напряжения реверсивного БТГПТ предложен метод, основывающийся на использовании параметров петли гистерезиса материала магнитопроводов дифференцирующих трансформаторов. Проведённые расчёты и результаты экспериментальных исследований показывают, что периодичность пульсаций выходного напряжения БТГПТ за оборот ротора ДПР кратна 4рэ, а их относительная амплитуда не превышает Дитг* » В/ / Вт', где В/, Вт', - остаточная и максимальная индукции частной пели гистерезиса при заданной амплитуде тока 1Ш в первичных обмотках дифференцирующих трансформаторов.

Контроль отклонения текущего углового положения вала ВД от заданного может осуществляться по изменению фазы выходных напряжений ДПР относительно опорных импульсов напряжения. Проведённый анализ основных способов измерения фазового сдвига двух последовательностей импульсов Напряжения и базирующихся на них фазовых дискриминаторов и компараторов выявил несоответствие их техническим требованиям, необходимым для использования в САУ частотой вращения и текущим угловым положением вала ВД. Для этих систем созданы и испытаны фазовые дискриминаторы с блокирующим триггером и фазовым компаратором. В них нулевому значению выходного напряжения соответствует фазовый сдвиг ф = 0, а диапазон его измерения составляет от -л до я с соответствующим изменением полярности выходного напряжения фазового дискриминатора при реверсе направления фазового сдвига.

В четвёртой главе рассматриваются базовая структура и основные режимы работы электротехнической системы автоматического регулирования частоты вращения и энергопотребления ВД с непрерывным токовым управлением, особенности синтеза алгоритмов управления её ИРПН, предложенные способы коррекции коэффициента мощности данной САУ ВД при питании от сети переменного тока.

Уменьшение ДРтр.тах до допустимых значений и одновременно снижение энергопотребления ВД с непрерывным токовым управлением достигается изменением его напряжения питания до минимально возможных значений, необходимых для работы силовых транзисторов коммутатора в активном режиме. При использовании ИРПН для регулирования напряже-

ния питания ВД с непрерывным токовым управлением его СЛУ частотой вращения выполняется двухканальной. Еб базовая структурная схема, являющаяся универсальной для всех разновидностей ВД с непрерывным токовым управлением, показана на рис 2. Двухканальная САУ ВД содержит два объекта управления, - ВД и силовую часть ИРПН, - каждый из которых управляется отдельными САУ, взаимосвязанными между собой. Первая из них представляет собственно САУ частотой вращения ВД с обычной для подобных систем структурой. Она состоит помимо ВД из сравнивающего элемента СЭ, регулятора частоты вращения РЧВ и тахогенератора постоянного тока ТГПТ. Частота и направление вращения ВД задаются напряжением иучв. Второй САУ является ИРПН, регулирующий в следящем режиме напряжение питания полупроводникового коммутатора ПК ВД, подаваемое на него от нерегулируемого источника постоянного тока ИП. Выходное напряжение ИРПН иярга1 задаётся напряжением 蹄, формируемым блоком управления регулятора напряжения БУРН из поступающих на его входы напряжений, пропорциональных составляющим необходимого напряжения питания ВД.

Рис.2. Базовая структурная схема двухканальной САУ частотой вращения ВД

На основе схем замещения цепей питания фазш.гх обмоток ВД для его пускового, двигательного и основных тормозных режимов работы получены аналитические выражения выходных напряжений ИРПН и„рга1, при которых электромеханическое преобразование энергии в ВД происходит при минимально возможных для указанных режимов напряжениях на силовых транзисторах коммутатора. Выявлено, что в двигательном режиме работы ВД, являющимся основным и наиболее продолжительным, в зави-

симости от технических требований минимально допустимое напряжение на силовых транзисторов коммутатора и^ = и^ д может обеспечиваться на всём межкоммугационном интервале, на отдельной его части для самых загруженных по току в данный момент транзисторов и при определённых углах положения ротора, в которых необходимое напряжение питания ВД должно быть максимально, т.е. при амплитуде фазных ЭДС вращения Естах и токов 1с тах. В последнем варианте регулирования напряжения питания ВД, реализованном в его двухканальной САУ с базовой структурой, выходное напряжение ИРПН остаётся неизменным на всём межкоммутационном интервале и равно

и^НЕс^К^о.Ж+Яд,)^^, (6)

где Ид.., - сопротивление датчика тока.

Показано, что необходимые напряжения управления ИРНП иур„ можно синтезировать из эквивалентного напряжению ЦфН напряжения смещения иш, выходных напряжений ТГПТ и^, РЧВ и других узлов САУ частотой вращения ВД или из выходных напряжений его физической модели (наблюдателя), используя для этого предложенные БУРН с изменяющимися в зависимости от режима работы ВД алгоритмами формирования напряжения 11урН.

Эффективность регулирования напряжения питания ВД с непрерывным токовым управлением оценивалась по средней потребляемой им вместе с ИРПН мощности Рп и средней мощности потерь в силовых транзисторах коммутатора АР* в установившемся двигательном режиме. Определено, что при регулировании с помощью ИРПН напряжения питания ВД с синусоидальными фазными токами в зависимости от формы этого напряжения на межкоммугационном интервале при О « 0 по сравнению с номинальным напряжением мощность Р„ уменьшается в 2 - 3 раза, а ДРК в 5 - 10 раз.

При питании электротехнических систем с непрерывным токовым управлением ВД от сети переменного тока в качестве источника постоянного тока используется выпрямитель с емкосшым фильтром. Вносимые им искажения потребляемого системой тока приводят к значительному снижению её коэффициента мощности X — КиСояфь где К« - коэффициент искажения формы кривой потребляемого тока; ф] - угол фазового сдвига первой гармоники потребляемого выпрямителем тока относительно напряжения сети. На основании анализа эффективности применения активных корректоров коэффициента мощности (ККМ) на базе повышающего ИРПН в ИВЭП с питанием от сети переменного тока, сформулированы технически и экономически обоснованные требования к коэффициенту мощности X силовой части двухканальной САУ частотой вращения ВД при питании её от сети переменного тока, определяющие целесообразность значений

X = 0,85 - 0,95 при поминальной нагрузке ВД и X = 0,6 - 0,7 при его холостом ходе.

Однофазный дпухполупериодний выпрямитель с ёмкостным фильтром и нагрузкой в виде понижающего ИРПН представляет собой нелиней-нуга систему с переменной структурой. Для составления исходного математического описания этого и других исследуемых в работе выпрямителей с фильтрами использован метод переменных состояния. При этом учтено, что осреднённая нагрузка выпрямителя, т.е. ИРПН, эквивалентна нелинейному резистору с потребляемой мощностью Р„ = const. Получены аналитические выражения для расчёта емкости конденсатора фильтра Сф, обеспечивающей на нём при нагрузках R„ = const и Рн = const минимально допустимое напряжение Uc Пш|. Разработан численный метод расчёта зависимостей напряжений и токов, определения Kn, coscpi, X и проведения параметрической оптимизации однофазного выпрямителя с фильтром, базирующийся на методе припасовывания, быстром преобразовании Фурье и методе Гаусса - Зайделя. Установлено, что коэффициент X выпрямителя с емкостным фильтром, нагруженного понижающим ИРПН, меньше, чем с эквивалентной по средней потребляемой мощности резистивной нагрузкой, и не соответствует техническим требованиям. Выявлены причины низкого коэффициента X выпрямителя с емкостным фильтром, позволившие определить направления коррекции кривой потребляемого им тока.

Предложенные способы коррекции коэффициента X нагруженного понижающим ИРПН однофазного выпрямителя основываются на использовании в ггём Г-образного LC-филмра с естественной или принудительной коммутацией ёмкостного накопителя. Такое построение силовой части двухканальной САУ частотой вращения ВД при питании её от сети переменного тока позволяет избежать двойного преобразования электроэнергии и связанных с ним потерь мощности, так как ИРПН выполняет в ней одновременно функции двух преобразователей, т.е. служит энергорегули-рующим элементом, уменьшающим потери мощности в коммутаторе ВД, и вместе с Г-образным LC-фильтром параметрическим или активным ККМ, повышающим коэффициент мощности этой системы до нормативных значений. ИВЭП с предложенной структурой может обеспечивать указанный технико-экономический эффект при питании от сети переменного тока ДП'Г, асинхронных и синхронных частотно-регулируемых электроприводов со звеном постоянного тока и других нагрузок, требующих регулирования и стабилизации напряжения постоянного тока.

Пятая глава посвящена разработке математической и схемотехнической моделей ВД с непрерывным токовым управлением, динамической модели его САУ частотой вращения и анализу её ошибки от возмущений, вносимых измерительными элементами и пульсациями электромагнитного момента ВД. ■'-.'.

Непрерывные САУ частотой вращения ВД с непрерывным токовым управлением (рис.2) строятся по принципу подчинённого регулирования, в соответствии с которым коммутатор, содержащий автономные регуляторы тока, образует подчинённый (внутренний) токовый контур по отношению к внешнему контуру регулирования частоты вращения. На их точность и диапазон изменения частоты вращения оказывают значительное влияние пульсации выходного напряжения БТГПТ, пульсации электромагнитного момента ВД и реактивные моменты, образующиеся из-за зубчатого строения статора ЭМ. Все они связаны с углом поворота ротора электродвигателя и представляют собой периодические возмущающие воздействия, т.е. помехи, которые прикладываются к САУ ВД н тем самым вызывают динамическую ошибку регулирования частоты вращения, а в отдельных случаях могут стать причиной её неустойчивой работы.

Разработана методика расчёта динамической ошибки САУ частотой вращения ВД от воздействий периодических возмущений, позволяющая определить зависимость предельно возможного диапазона регулирования частоты вращения ВД от заданной относительной ошибки САУ и параметров её динамических звеньев. Она основывается на использовании структурной схемы линейной динамической модели САУ частотой вращения ВД с приложенными к ней возмущающими воздействиями, представленными гармоническими функциями. В соответствии с принципом суперпозиции комплексные относительные ошибки регулирования частоты вращения ВД от каждого возмущающего воздействия определяются из выражения

хгйтЛ-З^МЫ. (7)

где Fj(ja>n) " комплексная амплитуда возмущающего воздействия; O|(jco„) -частотная передаточная функция замкнутой САУ по возмущающему воздействию; ш„ - угловая частота n-й гармонической составляющей возмущающего воздействия; п = 1,2,3, ... - порядковый номер гармонической составляющей возмущающего воздействия; f - индекс-или символ условного обозначения вида возмущающего воздействия.

Используя данную методику, определены предельно возможные диапазоны регулирования частоты вращения ВД двумя САУ с наиболее типичными структурами. Влияние возмущающих воздействий на ошибку регулирования каждой САУ исследовано при параметрах РЧВ, соответствующих настройке её на оптимум по модулю (ОМ) и на симметричный оптимум (СО).

В первой САУ частотой вращения ВД с ДПР на основе СКВТ возмущающим воздействием являются пульсации выходного напряжения ВТГ, сглаживаемые ФНЧ. Возможный диапазон регулирования частоты вращения ВД этой САУ при допустимой ошибке Х*тг1 < 1 % с ФНЧ составит d <а 0,4ТфЮ1н, а при использовании ВТГ без ФНЧ при тех же парамет-

pax РЧВ : d й О,15ТфС01я> где 'Гф - постоянная времени ФНЧ, coi„ - угловая частота первой гармонической составляющей, пульсаций выходного напряжения ВТГ при номинальной частоте вращения ВД. При Х*тг] < 5 % возможный диапазон регулирования САУ ВД возрастает до d « 0,8ТфСС>1И. Понижение частоты вращения ВД относительно номинальной более, чем в Тф«И1н раз, приводит к резкому возрастанию относительной ошибки Х*тг1.

Во второй САУ частотой вращения ВД с дискретным ДПР возмущающие воздействия создаются пульсациями его электромагнитного момента и выходного напряжения ПЧН импульсно-аналогового ДЧВ. Рассматривая отдельно составляющие ошибки этой САУ установлено, что при отсутствии пульсаций электромагнитного момента возможный диапазон регулирования частоты вращения ВД в САУ с ДЧВ в виде ПЧН меньше, чем при использовании ВТГ с ФНЧ. При допустимой ошибке á 1 % он составит d » 0,1 TIt4Hm .„, а при Х*чл ¿ 5 % будет равен d я 0,22Тпчноа1н, где Тпчн - постоянная времени ПЧН. Составляющая ошибки САУ частотой вращения ВД, вызываемая пульсациями его электромагнитного момента, пропорциональна моменту нагрузки, практически не зависит от значения Тп,ш и уменьшается с увеличением приведенного к ВД момента инерции.

Далее рассматривается математическая модель двухфазного ВД с синусоидальными: фазными токами, формируемыми прямым непрерывным способом, отображающая происходящие в нём электромеханические процессы во временной области. Она предназначена для анализа его работы как в квазиустановившихся, так и в переходных режимах, вызванных в САУ большими изменениями управляющего и возмущающего воздействий, приводящих к возникновению комбинированного режима работы силовых транзисторов коммутатора. Основой математической модели ВД являются полученные в гл. 1 уравнения н зависимости, представленные в виде, учитывающем повторяемость на межкоммутационном интервале происходящих в нём физических процессов при изменении угла поворота ротора. По этой модели синтезирована детализированная структурная схема ВД, ориентированная на использование в пакетах компьютерных программ блочного и ситуационного моделирования для анализа и синтеза электротехнических систем с ВД.

Схемотехническая модель ВД представляет собой устройство, состоящее из электронных схем, имитирующих функциональные узлы электродвигателя. Её отличительной особенностью является высокая степень идентичности форм ЭДС вращения и фазных токов вследствие применения для их задания функциональных" блоков с новыми схемотехническими решениями. Электромеханическая часть ВД синтезирована с использованием структурных методов аналогового моделирования. Схема модели коммутатора соответствует его реальной схеме и отражает происходящие в

нём физические процессы формирования фазных токов. Схемотехническая модель БД предназначена для исследования разнообразных режимов его работы, включая и аварийные, с использованием универсальных пакетов компьютерных программ схемотехнического проектирования электронных схем. При этом возможно моделирование ВД с аналоговыми и дискретными ДПР при опережении и запаздывании включения фазных обмоток.

В шестой главе рассматриваются особенности технической реализации, результаты экспериментальных исследований, подтверждающие основные теоретические положения и выводы предыдущих глав, технические возможности и практическое применение разработанных автором электротехнических систем с непрерывным токовым управлением вентильными двигателями. В их число входят САУ частотой вращения и фазовым положением ротора ВД, следящая САУ частотой вращения ВД, индивидуальный вентильный электропривод намоточного механизма мотального автомата и электромеханический регулятор натяжения основы ткацкого стайка с двухканальной системой управления ВД.

САУ частотой вращения и фазовым положением ротора ВД относится к высокоточным системам, регулирующим не только среднее значение частоты вращения электрод в игателя, но и текущее угловое положение его ротора. Его контроль осуществляется по фазовому сдвигу импульсов напряжения частотно-импульсного ДЧВ относительно опорных импульсов на интервале, равном их периоду. Основной областью применения данных САУ являются безредукторные электроприводы с непрерывным вращением рабочего органа механизма, находящегося непосредственно на валу электродвигателя, к которым относятся САУ электродвигателями аппаратов видеозаписи, всех видов накопителей компьютеров, рабочих органов машин для производства химических волокон и нитей и др.

Особенности структуры и анализа подобных электротехнических систем при использовании в них ВД с непрерывным токовым управлением рассмотрены на примере САУ блоком видеоголовок студийного видеомагнитофона с поперечно-строчным способом записи. Блок видеоголовок в ней вращает двухфазный ВД типа БС-5115Л с синусно-косинусным ДПР на основе элементов Холла и нереверсивным питанием секций фазных обмоток полусинусоидальными токами. Напряжение питания ВД не регулируется и равно номинальному. Частота вращения ВД измеряется дифференциальным ПЧН, а фазовое положение его ротора фазовым дискриминатором с блокирующим триггером.

САУ частотой вращения и фазовым положением ротора ВД имеет переменную структуру, изменяющуюся автоматически в зависимости от режима работы системы, и содержит три контура регулирования: тока, частоты вращения и фазового положения ротора электродвигателя. Основываясь на результатах экспериментальных исследований и анализе разра-

бетонной структурной схемы динамической модели этой САУ ВД, определены необходимые технические условия вхождения её в синхронный и синфазный режим. Показано, что при расчёте параметров регуляторов этой САУ ВД могут быть использованы принципы подчинённого регулирования. Используя математическую модель ВД из гл.5 для описания неизменяемой части его САУ, произведён синтез структуры и оптимизация параметров регулятора частоты вращения ВД, обеспечивающих его пуск с вхождением в синхронный режим за минимально возможное время.

Экспериментально подтверждены высокие динамические свойства, показатели качества и точность разработанной САУ частотой вращения и фазовым положением ротора ВД. При скачкообразных изменениях момента нагрузки от 0 до М„ом и обратно ВД не выходит из синхронного режима, а возникающий при этом переходный процесс проходит без перерегулирования за время не более 0,1 с. Ошибка стабилизации фазового положения ротора ВД в установившемся режиме составляет ± 1,0' или ± 0,2 мкс.

Следящая САУ частотой вращения ВД является внутренним контуром регулирования позиционных систем, предназначенных для использования в объектах различного назначения, включая промышленные роботьг, навигационные системы, автоматизированные столы для раскройки ткани и кожи и др. Электромеханическая частг. макетного образца этой следящей САУ выполнена отдельным модулем, состоящим из смонтированных в одном корпусе и скомпонованных на одном валу ЭМ двухфазного ВД типа ДБМ 120 и двух СКВТ типа ВТ 60-12-0,4-0,16-С28. Один из СКВТ используется в ДПР, а другой в БТГИТ с дифференцирующими трансформаторами. Следящая САУ имеет структуру базовой двухканальной САУ частотой вращения ВД (рис.2). Для управления ИРПН в ней применяется БУРН с алгоритмом работы, обеспечивающим: неизменное напряжение питание ВД на межкоммутационном интервале. Частота вращения ВД регулируется адаптивным фаззи-регулятсром.

Комплексные испытания этой следящей САУ частотой вращения проведены с тремя типоразмерами ВД серии ДБМ. При использовании в ней ВД типа ДБМ 120-1-0,4-2 диапазон регулирования его частоты вращения составляет 0,5 - 400 мини может быть увеличен ещё в 2 раза за счёт повышения верхнего предела. Точность регулирования частоты вращения ВД ±2% ± 0,3 минпри этом статическая ошибка от изменения момента нагрузки в пределах 0 < Мс < 0,8М„ом равна нулю.

Оценка быстродействия следящей САУ частотой вращения ВД проводилась двумя способами: по логарифмическим частотным характеристикам и переходным характеристикам. Установлено, что полоса пропускания данной САУ составляет Гп <ч 50 Гц. Переходные процессы при пуске ВД с разгоном до частоты вращения п = ±400 мини его активном останове но-

сят апериодический характер с перерегулированием менее 20%. Общее время пуска ВД равно 0,2 с, а его полный останов происходит за 0,1 с.

. Экспериментально подтверждена эффективность применения ИРПН для снижения энергопотребления ВД с непрерывным токовым управлением в следящей САУ. Показано, что кратности снижения потребляемой мощности и мощности потерь в коммутаторе при регулировании напряжения питания ВД соответствуют расчётным, полученным для ИРПН с вышеуказанным алгоритмом формирования его напряжения управления.

Рассмотрены особенности синтеза РЧВ следящей САУ, обеспечивающего устойчивую работу ВД при инфранизких частотах вращения. Основываясь на результатах анализа внутренних и внешних возмущающих воздействий следящей САУ частотой вращения ВД показано, что в указанной области частот вращения их влияние не может быть скомпенсировано при использовании в РЧВ традиционных законов регулирования. В условиях неполной предварительной информации о текущих параметрах возмущающих воздействий или при её полном отсутствии для обеспечения .устойчивой работы ВД при инфранизких частотах вращения целесообразно использовать фаззи-управление.

В разработанных фаззи-регуляторах (ФР) основной входной переменной является ошибка регулирования, отражающая влияние возмущающих воздействий на частоту вращения ВД. Наиболее простой из них представляет собой П-регулятор с двухступенчатым изменением коэффициента передачи Крчв по специальному алгоритму. Значительное уменьшение нижнего предела регулирования частоты вращения ВД в следящей САУ получено при использовании ФР с двумя каналами регулирования, один из которых является основным, а другой дополнительным. Основной канал ФР постоянно включен в контур регулирования, а дополнительный, обладающий высоким быстродействием, в соответствии с заданным алгоритмом подключается параллельно основному каналу при отработке возмущающих воздействий. Предложена и проверена экспериментально методика синтеза и расчёта параметров двухканального ФР. Показана возможность реализации и обоснована эффективность применения векторного фаззи-регулирования для демпфирования колебаний в САУ частотой вращения ВД, вызываемых в ней упругими деформациями и воздушным зазором кинематической передачи при работе в составе двухмассовой электромеханической системы (ДМЭС).

Разработке индивидуального вентильного электропривода намоточного механизма мотального автомата с конгактным (фрикционным) способом наматывания нитей предшествовал анализ технологического процесса перематывания основных нитей и механики намоточного механизма мотальной головки, позволивший сформулировать технические требования к электродвигателю мотальной головки и его САУ частотой вращения.

На мотальном автомате устанавливается до нескольких десятков автономно работающих мотальных головок. Мотальной головкой должен обеспечиваться разгон бобины с заданным ускорением, исключающим ее проскальзывание относительно мотального барабанчика, быстрое торможение мотального барабанчика и его реверсирование вместе с бобиной при ликвидации обрыва нити. Для реализации такого управления мотальной головкой САУ ей электродвигателем должна работать в следящем режиме и обеспечивать регулирование частоты вращения с точностью ±5% в диапазоне <1 & 25 - 50.

Из условия отсутствия проскальзывания бобины относительно мотального барабанчика при ей разгоне после ликвидации обрыва нити определена зависимость максимально допустимого ускорения вала электродвигателя 8Доп от радиуса бобины Показано, что главным инерционным элементом намоточного механизма является мотальный барабанчик, приведенный момент инерции которого на 1 - 2 порядка превышает момент инерции ротора электродвигателя. Изменение суммарного момента инерции мотального механизма к концу цикла намотки бобины не превышает 20 %. При разгоне бобины электродвигатель нагружается в основном динамическим моментом, составляющим 90-95 % всего момента нагрузки, и это должно быть учтено при выборе необходимой мощности электродвигателя мотальной головки и способа его регулирования.

В электроприводе мотальной головки рекомендовано применение ВД с непрерывным токовым управлением, при этом, учитывая относительно большую инерционность мотального барабанчика, предпочтение отдано электродвигателю с дискретным ДПР. Индивидуальный вентильный электропривод намоточного механизма мотального автомата выполнен по базовой структурной схеме двухканальпой САУ частотой вращения ВД, обеспечивающей не только соответствие техническим требованиям, но и пониженное энергопотребление во всех режимах работы ВД, а также активное регулируемое торможение электродвигателя вместе с мотальным барабанчиком до полного их останова.

Электромеханический регулятор натяжения основных нитей ткацкого станка представляет собой автоматизированную электротехническую систему с работающим в динамическом режиме и в сложных условиях эксплуатации электромеханическим преобразователем, чаще всего ДПТ. Основываясь на результатах аналитического обзора, а также учитывая современные тенденции совершенствования ткацкого станка, обосновано применение ВД с непрерывным токовым управлением в качестве электромеханического преобразователя основного регулятора.

Показано, что необходимый для поддержания заданного натяжения нитей основы электромагнитный момент и режим работьг ВД зависит от фазы зевообразования ткацкого станка. При неподвижном состоянии на-

воя, соответствующему фазам выстоя или заступа, ВД работает в тормозном режиме с Q = 0 и прямо пропорциональным радиусу навоя электромагнитным моментом М0. Для уменьшения деформации основных нитей при раскрытии и закрытии зева их необходимые отпуск и выборка удлинения в этих фазах обеспечиваются переводом ВД электромеханического регулятора соответственно в тормозной режим противовращения и двигательный режимы. Вследствие этого в указанных фазах зевообразования происходит изменение натяжения основных нитей, вызываемое знакопеременными динамическим моментом Мдаш и моментом трения М-гр.

В электромеханическом основном регуляторе реализован принцип косвенного регулирования натяжения нитей основы. Главной частью его САУ является двухканальная САУ ВД с разомкнутым контуром регулирования частоты вращения. По одному из её каналов осуществляется управление электромагнитным моментом ВД с синусно-косинусным ДПР, а по другому, как и в базовой САУ ВД, выходным напряжением ИРПН. Статический момент натяжения основных нитей М0 задаётся потенциометром, соединяющимся механически с основным щупом. Влияние динамического момента Мдщ и момента трения Мхр на натяжение основных нитей компенсируется коррекцией развиваемого ВД электромагнитного момента. Используемые для этого пропорциональные моментам МД[Ш, М,р составляющие напряжения управления ВД формируются специальными функциональными блоками САУ электромеханического основного регулятора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты решения проблемы создания автоматизированных электротехнических систем с непрерывным токовым управлением ВД по теоретическому, практическому и схемотехническому направлениям состоят в следующем:

1. Созданы основы аналитической теории ВД с непрерывным токовым управлением, базирующиеся на проведённых автором теоретическом анализе и экспериментальном исследовании физических процессов электромеханического преобразования энергии в подобных электродвигателях. Определены зависимости основных показателей ВД от параметров их функциональных узлов, частоты вращения, напряжения питания и коэффициента загрузки по току, обоснованы рациональные диапазоны их изменения.

2. Предложены теоретически обоснованные способы и реализующие их схемотехнические решения функциональных узлов ВД, позволяющие улучшить их энергетические показатели, повысить равномерность вращения и обеспечивающие защиту силовых транзисторов коммугатора от недопустимых режимов работы.

3. Обосновано применение в электротехнических системах с непрерывным токовым управлением ВД в качестве энергорегулиругощего элемента понижающего ИРПН с более инерционным по сравнению с обратным диодом силовым транзистором и развита его теория с учётом технических требований новой области использования. Разработаны методы расчёта составляющих мощности потерь, потребляемого тока и КПД ИРПН, основанные на использовании его схем замещения и временных диаграмм напряжений и токов. Предложены линейные динамические модели ИРПН с комбинированным управлением и нагрузкой в виде источника тока при непрерывном и прерывистом токах дросселя, учитывающие неидеалыюсть элементов силовой части и происходящие периодически её структурные и параметрические изменения. Исследованы коммутационные процессы в релейном ИРПН и определены зависимости длительностей интервала коммутации при непрерывном и прерывистом токах дросселя от параметров его силовых элементов и заданного выходного напряжения.

4. Из сравнительного анализа с использованием разработанных методов теории ВД и ИРПН показано, что применение импульсного способа формирования синусоидальных фазных токов ВД для повышения равномерности его электромагнитного момента по потерям мощности не имеет существенных преимуществ перед прямым непрерывным способом и приводит к возникновению высокошгтеясивных высокочастотных электромагнитных полей, затрудняющих совместимость информационных и силовых узлов ВД и оказывающих вредное воздействие на человеческий организм.

5. Предложены способы повышения и разработаны методы расчёта качественных показателей реализующих их усовершенствованных информационно-измерительных элементов ВД, повышающих точность и диапазон регулирования его частоты вращения в непрерывных электротехнических системах.

6. Предложена и обоснована обобщённая (базовая) двухканальная структурная схема САУ частотой вращения ВД с непрерывным токовым управлением. Синтезированы алгоритмы формирования напряжения управления её ИРПН и разработаны реализующие их устройства. Показано, что эффективность применения ИРПН для снижения энергопотребления ВД зависит от формы его выходного напряжения на межкоммутационном интервале.

7. Сформулированы технически и экономически обоснованные требования к коэффициенту мощности силовой части двухканальной САУ частотой вращения ВД при питании её от сети переменного тока. Предложены и обоснованы способы коррекции коэффициента мощности её и ИВЭП, содержащих ИРПН, в основе которых лежит использование в вы-

прямителе Г-образного LC-фильтра с естественной или принудительной коммутацией ёмкостного накопителя при питании от него ИРПН.

8. Разработана методика расчёта динамической ошибки и предельно допустимого диапазона регулирования частоты вращения ВД при воздействии на его САУ периодических возмущений, вызываемых пульсациями выходного напряжения БТГПТ и электромагнитного момента электродвигателя.

9. Разработаны математическая модель и детализированная структурная схема ВД при формировании синусоидальных фазных токов прямым непрерывным способом. Синтезирована схемотехническая модель ВД, предназначенная для использования в универсальных пакетах компьютерных программ схемотехнического проектирования электронных схем.

10. Достоверность теоретических положений и выводов диссертационной работы подтверждена результатами экспериментальных исследований и численного моделирования ряда разработанных и внедрённых в промышленность автоматизированных электротехнических систем с непрерывным токовым управлением ВД, при проектировании которых использовались предложенные структурные схемы, математические модели, методы анализа и расчёта основных параметров и характеристик ИРПН, ВД, его усовершенствованных информационно-измерительных элементов и всей САУ в целом.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Соловьёв В.А. Непрерывное токовое управление вентильными двигателями. - М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2004. - 264с.

2. Соловьёв В.А., Ланген А.М. Особенности разработки коммутатора бесконтактного двигателя постоянного тока с повышенной равномерностью вращения. - В кн.: Усовершенствование и автоматизация промышленных электроприводов и электроустановок. Межвузовский сборник научных трудов. Иваново, ИвГУ, 1977, с.123-127.

3. Соловьёв В.А., Ланген А.М. Приближённая оценка энергетических характеристик стабилизированного бесконтактного двигателя постоянного тока. - В кн.: Усовершенствование и автоматизация промышленных электроприводов и электроустановок. Межвузовский сборник научных трудов. Иваново, ИвГУ, 1978, с.94-98.

4. Соловьёв В.А., Ланген А.М. Система автоматического управления блоком видеоголовок студийных видеомагнитофонов с бесконтактным двигателем постоянного тока. - Изв. вузов. Электромеханика, 1981, № 9, с.1059-1061.

5. Соловьёв В.А. Оптимизация регулятора частоты вращения бесконтактного двигателя постоянного тока. - Деп. в Информэлектро 04.04.86, № 333 - ЭТ 86. - 13 с.

6. Соловьёв В.А., Каменева В.В. Энергетические характеристики вентильного электродвигателя с усилительным режимом работы силовых транзисторов коммутатора. - Деп. в Информэлектро 26.09.88, Ка 289 - ЭТ 88. -12 с.

7. Бычков В.В., Соловьёв В.А. Широкодиапазонный импульсный регулятор постоянного напряжения, - Деп. в Информэлектро 20.12.88, № 367 -ЭТ88.-7 с.

8. Соловьёв В.А., Бычков В.В. Вентильный электропривод с импульсным регулятором напряжения. - В кн.: Вентильные электромеханические системы с постоянными магнитами. Тезисы Всесоюзной научно-исследовательской конференции. М., МЭИ, 1989, с.11.

9. Соловьёв В.А. Энергетические характеристики вентильного электродвигателя с транзисторным коммутатором, работающем в режиме класса В. - В кн.: Вентильные электромеханические системы с постоянными магнитами. Тезисы Всесоюзной научно-исследовательской конференции. М., МЭИ, 1989, с.15.

10. Соловьёв В.А. Система управления вентильным электродвигателем с обратной связью по ЭДС вращения. - В кн.: Всесоюзный научно-технический семинар по электромеханотронике. Тезисы докладов. Л., ЛЭТИ, 1989, с.144-145.

11. Соловьёв В.А., Бычков В.В. Синтез алгоритма управления импульсного регулятора напряжения следящего вентильного электропривода. - В кн.: Всесоюзный научно-технический семинар по электромеханотронике. Тезисы докладов. Л., ЛЭТИ, 1989, с.183-185.

12. Соловьёв В.А. Синхронный генератор в системе управления вен-тиль-ным электродвигателем. - Изв. вузов. Электромеханика, 1989. № 12, с.100-104.

13. Соловьёв В.А., Каменева В.В., Фокина Г.А. Отсечка фазных токов в вентильном электродвигателе. - Деп. в Информэлектро 30.07.90, № 107-ЭТ90. - 13 с.

14. Каменева В.В., Соловьёв В.А., Фокина Г.А. Анализ энергетических характеристик вентильного электропривода швейной машины., - В кн.: Устройства и системы электрооборудования текстильных предприятий, методы расчёта и проектирования. Межвузовский сборник научных трудов. М., МТИ, 1990, с.50-54.

15. Бычков В.В., Герасимов Ю.С., Грищенко И.В., Соловьёв В.А. Математическое моделирование импульсного регулятора постоянного напряжения. - В кн.: Устройства и системы электрооборудования текстиль-

ных предприятий, методы расчета и проектирования. Межвузовский сборник научных трудов. М„ МТИ, 1990, с.34-37.

16. Соловьёв В.А. Вентильный электродвигатель с ограничением фазных токов. - В кн.: II Всесоюзная научно-техническая конференция по электромеханогронике. Материалы научно-технической конференции. 4.2. Л., ЛДНТП, 1991, с.205-207.

17. Соловьёв В.А. Датчик частоты вращения следящего электропривода с вентильным электродвигателем. - В кн.: П Всесоюзная научно-техническая конференция по электромеханогронике. Материалы научно-технической конференции. 4.2. Л., ЛДНТП, 1991, с.208-210.

18. Соловьёв В.А. Управляемый реверсивный вентильный электродвигатель с прямоугольной формой фазных токов. - В кн.: Интеллектуальные электродвигатели и экономия электроэнергии. Тезисы докладов X Всесоюзной научно-технической конференции. Владимир, ВНИИПТИЭМ. 1991, с.57.

19. Соловьёв В.А., Бычков В.В. Расчёт мощностей потерь в силовых элементах импульсного регулятора напряжения питания вентильного элек-тродви-гателя. - Электротехника, 1992, №4-5, с58-61.

20. Соловьёв В.А. Вентильный электропривод исполнительных механизмов автоматизированных систем текстильной промышленности. Межвузовский сборник научных трудов. М., МГТА, 1993, с.13-18.

21. Ланген А.М., Ланген С.А., Соловьёв В.А. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод двухмассовой системы. - Электричество, 1994, №4, с.35-41.

22. Соловьев В.А. Вентильный электродвигатель с обратной связью по токам фазных обмоток. - Электричество, 1995, № 1, с. 56 - 61.

23. Соловьёв В.А., Соловьёва В.В. Дискретный датчик положения ротора в непрерывной системе управления частотой вращения вентильного двигателя. - В кн.: I Международная (1П Всероссийская) конференция по элекгромеханотронике. Тезисы докладов. СПб., СПбГЭТУ, 1997, с. 133.

24. Соловьёв В.А. Универсальный транзисторный ключ. - В кн.: I Международная (III Всероссийская) конференция по электромеханотрони-ке. Тезисы докладов. СПб., СПбГЭТУ, 1997, с. 134.

25. Соловьёв В.А., Соловьёва В.В. Особенности формирования в вентильном электродвигателе прямоугольных фазных токов и оптимизация их длительности. - В кн.: Электротехнические комплексы автономных объектов. Тезисы докладов научно-технической конференции. М., МЭИ, 1997, с.95-96.

26. Ланген А.М., Ланген С.А., Соловьёв В.А. Особые режимы работы двухмассовой электромеханической системы. - Электричество, 1998, № 1, с.51-55.

27.Соловьёв В.А. Универсальная схема управления ключом на МДП-транзисторе. - В кн.: Устройства и системы энергетической электроники. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции УССЭ -98. М„ НТФ ЭНЭЛ, 1998, с.48.

28. Соловьёв В.А., Соловьёва В.В. Преобразователь частота-напряжение в непрерывной системе управления вентильным электродвигателем.

- Изв. вузов. Электромеханика, 1998, №4, с.7б-79.

29. Соловьёв В.А. Особенности защиты силовых транзисторов коммутатора вентильного двигателя с непрерывным управлением фазными токами. - В кн.: Устройства и системы энергетической электроники. Тезисы докладов второй Всероссийской научно-технической конференции УСЭЭ - 2000. М., НТФ ЭНЭЛ, 2000, с.53-54.

30. Соловьёв В.А. Анализ режимов работы вентильного электродвигателя в регуляторе натяжения основы ткацкого станка. - В кн.: Современные наукоёмкие технологии и перспективные материалы текстильной и лёгкой промышленности (Прогресс - 2000). Тезисы докладов международной научно-технической конференции. Иваново, ИГТА, 2000, с.309-310.

31. Соловьёв В.А. Вентильный тахогенератор с линейной выходной характеристикой. - Электротехника, 2000, № 9, с.60-62.

32. Соловьёв В.А. Вентильный электропривод для швейной машины.

- В кн.: Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях» (ЛЕН - 2000). Кострома, КГ'ГУ, 2000, с.224-226.

33. Соловьёв В.А., Виниченко С.Н. Обеспечение безопасных режимов работы транзисторов коммутатора вентильного двигателя в швейной машине. - В кн.: Сборник докладов международной научной конференции «Новое в технике и технологии текстильной и лёгкой промышленности». Витебск, ВГТУ, 2000, с.403-405.

34. Соловьёв В.А. Электромеханический регулятор натяжения основы с двухканальной системой управления двигателем постоянного тока. -Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 2000, № 4, с.103-106.

35. Соловьёв В.А. Анализ потерь мощности в вентильном двигателе при непрерывном и импульсном формировании синусоидальных фазных токов. - В кн.: Устройства и системы энергетической электроники. Тезисы докладов IV Всероссийской научно - технической конференции УСЭЭ-2002. М„ НТФ ЭНЭЛ, с.89-91.

36. Соловьёв В.А. Особенности динамических свойств импульсного регулятора постоянного напряжения с нагрузкой в виде вентильного двигателя с непрерывным токовым управлением. - В кн.:,Современные наукоёмкие технологии и перспективные материалы текстильной и лёгкой про-

мышленности (Прогресс - 2002). Сборник материалов международной научно-технической конференции. Иваново, ИГТА, 2002, с.338-339.

37. Соловьёв В.А., Соловьёва В.В. Исследование влияния помех на точность и диапазон регулирования частоты вращения вентильного электродвигателя намоточного механизма мотальной головки. - В кн.: Современные наукоёмкие технологии и перспективные материалы текстильной и лёгкой промышленности (Прогресс - 2002). Сборник материалов международной научно-технической конференции. Иваново, ИГТА, 2002, с.328-329.

38. Соловьёв В.А. Структурно-алгоритмический синтез корректора коэффициента мощности для регулируемых электроприводов технологического оборудования - В кн.: Сборник статей международной научной конференции «Текстиль, одежда, обувь: дизайн и производство». Витебск, ВТГУ, 2002, с.220-222.

39. Соловьёв В.А. Анализ способов повышения равномерности вращения вентильных двигателей с дискретными датчиками положения ротора. - В кн.: Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ -2003). М., МГТУ,"2003, с.218.

40. Соловьёв В.А., Соловьёва В.В. Структурный анализ регуляторов постоянного напряжения электроприводов, питаемых от сети переменного тока. - В кн.: Современные наукоёмкие технологии и перспективные материалы текстильной и лёгкой промышленности (Прогресс - 2004). Сборник материалов международной научно-технической конференции. 4.2. Иваново, ИГТА 2004, с. 140-141.

41. Соловьёв В.А. Влияние параметров релейного импульсного регулятора постоянного напряжения на период его коммутации. - В кн.: Современные наукоёмкие технологии и перспективные материалы текстильной и лёгкой промышленности (Прогресс - 2004). Сборник материалов международной научно-технической конференции. 4.2. Иваново, ИГТА, 2004, с.141-142.

42. Ас. Jfö 664265 (СССР). Вентильный электродвигатель/ В.А. Соловьёв, А.М. Ланген. - Опубл. в Б.И., 1979, № 9.

43. A.c. К» 917088 (СССР). Устройство для измерения соотношения частот вращения двух объектов/ В.А. Соловьёв. - Опубл. в Б.И., 1982, № 2.

44. A.c.' № 970634 (СССР). Фазовый дискриминатор/ В.А. Соловьёв, М.В. Баркалов, В.В. Бычков. - Опубл. в Б.И., 1982, № 40.

45. A.c. № 985891 (СССР). Вентильный электродвигатель/ А.М. Лан-ген, В.А. Соловьёв. - Опубл. в Б.И., 1982, № 48.

46. A.c. № 1217478 (СССР). Многофазный генератор сигналов ин-франизких частот/ В.А. Соловьёв, И.В. Сениковский, Г.С. Селезнёв, A.B. Чесноков. - Опубл. в Б.И., 1986, № 10.

47. A.c. № 1279040 (СССР). Реверсивный вентильный электропривод/ В.А. Соловьёв, А.М. Ланген, В.В. Волынкин. - Опубл. в Б.И., 1986, №47.

48. A.c. № 1310962 (СССР). Моментиый вентильный электропривод/ В .А. Соловьёв, А.М. Ланген, В.В. Волынкин. - Опубл. в Б.И., 1987, № 18.

49. A.c. № 1334355 (СССР). Фазовый дискриминатор/ В.А. Соловьёв, Г.С. Селезнёв. - Опубл. в Б.И., 1987, № 32.

50. A.c. № 1390729 (СССР). Моментный вентильный электродвигатель/ А.М. Ланген, В.А. Соловьёв. - Опубл. в Б.И., 1988, № 15.

51. A.c. № 1390764 (СССР). Вентильный электропривод/ В.А. Соловьёв, В.В. Бычков, В.В. Волынкин. - Опубл. в Б.И., 1988, К» 15.

52. A.c. № 1390765 (СССР). Вентильный электропривод/ А.М. Ланген, В.А. Соловьёв, В.В. Волынкин. - Опубл. в Б.И., 1988, № 15.

53. A.c. Кг 1403952 (СССР). Управляемый вентильный электродвигатель/ А.М. Ланген, В.А. Соловьёв. - Опубл. в Б.И., 1988, № 22.

54. 313. A.c. № 1422225 (СССР). Импульсный стабилизатор напряжения/ В.В. Бычков, В.А. Соловьёв. - Опубл. в Б.И., 1988, № 33.

55. 314. A.c. № 1429241 (СССР'). Коммутатор вентильного электродвигателя/ В.А. Соловьёв. - Опубл. в Б.И., 1988, № 37.

56. A.c. № 1582290 (СССР). Коммутатор вентильного электродвигателя/ В.А. Соловьёв. - Опубл. в Б.И., 1990, № 28.

57. A.c. № 1704239 (СССР). Вентильный электропривод/ В.А. Соловьёв. - Опубл. в Б.И., 1992. № 1.

58. A.c. J'Ja 1718360 (СССР). Реверсивный вентильный электропривод/ В.А. Соловьёв. - Опубл. в Б.И., 1992, № 9.

59. A.c. № 1797133 (СССР). Устройство для моделирования ш-фазного вентильного электродвигателя/ А.М. Ланген, В.А. Соловьёв. -Опубл. в Б.И., 1993, № 7.

60. Пат. № 2142193 (РФ). Реверсивный вентильный электропривод (варианты)/ В.В. Соловьёва, В.А. Соловьёв. - Опубл в Б.И., 1999, № 33.

Подписано в печать 20.09.06 Формат бумаги 60x84/16 Бумагам нож. Усл.печ.л. 2,25 Заказ 363 Тираж 100 МГТУ им. А.Н. Косыгина, 119071, Москва, ул. Малая Калужская, 1

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОСНОВЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ВЕНТИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С НЕПРЕРЫВНЫМ ТОКОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ.

1.1. Анализ способов формирования фазных токов в вентильных двигателях.

1.2. Энергетические характеристики вентильного двигателя с синусоидальными фазными токами.

1.3. Влияние насыщения силовых транзисторов коммутатора.

1.4. Влияние инерционности электронных узлов вентильного двигателя и анализ возможных способов её уменьшения.

1.5. Особенности формирования в вентильных двигателях . прямоугольных фазных токов.

1.6. Статические характеристики вентильных двигателей с прямоугольными фазными токами.

1.7. Повышение равномерности вращения вентильных двигателей с дискретными датчиками положения ротора.

1.8. Защита силовых транзисторов коммутатора и влияние её особенностей на характеристики вентильного двигателя.

1.9. Выводы по гл.1.

Глава 2. ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ КАК ЭНЕРГОРЕГУЛИРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ.

2.1. Статические характеристики и потери мощности в импульсном регуляторе постоянного напряжения в режиме непрерывного тока.

2.2. Влияние режима прерывистых токов на потери мощности в импульсном регуляторе постоянного напряжения.

2.3. Динамическая модель импульсного регулятора постоянного напряжения с широтно-импульсной модуляцией.

2.3.1. Динамические свойства силовой части импульсного регулятора постоянного напряжения вентильного двигателя.

2.3.2. Устойчивость и точность импульсного регулятора постоянного напряжения с широтно-импульсной модуляцией.

2.4. Анализ возможностей использования релейного импульсного регулятора постоянного напряжения в системах управления вентильными двигателями.

2.5. Сравнительный анализ мощностей потерь в силовых транзисторах коммутатора при импульсном и непрерывном формировании фазных токов вентильного двигателя.

2.6. Выводы по гл.2.

Глава 3. ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ НЕПРЕРЫВНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ.

3.1. Особенности измерения ЭДС вращения в вентильных двигателях и синхронных тахогенераторах.

3.2. Импульсно-аналоговые датчики частоты вращения.

3.3. Дифференцирующие трансформаторы в тахометрических устройствах электротехнических систем управления вентильными двигателями.

3.4. Фазовые дискриминаторы и датчики направления вращения систем управления вентильными двигателями.

3.5. Выводы по гл.З.

Глава 4. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С НЕПРЕРЫВНЫМ ТОКОВЫМ

УПРАВЛЕНИЕМ.

4.1. Структурно-алгоритмический синтез электротехнической системы с непрерывным токовым управлением вентильным двигателем.

4.1.1. Базовая структура электротехнической системы с непрерывным токовым управления вентильным двигателем.

4.1.2. Особенности синтеза алгоритмов управления импульсным регулятором постоянного напряжения.

4.2. Анализ эффективности регулирования энергопотребления вентильного двигателя с непрерывным токовым управлением.

4.3. Электропитание электротехнических систем управления вентильными двигателями от источников переменного тока.

4.3.1. Особенности потребления электроэнергии системами управления вентильными двигателями с регулируемым энергопотреблением от однофазного источника переменного тока.

4.3.2. Влияние типа фильтра выпрямителя, его параметров и нагрузки импульсного регулятора постоянного напряжения на коэффициент мощности системы управления вентильным двигателем.

4.3.3. Анализ эффективности коррекции коэффициента мощности выпрямителя при принудительной коммутации мкостного накопителя.

4.4. Выводы по гл.4.

Глава 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ С НЕПРЕРЫВНЫМ ТОКОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ВЕНТИЛЬНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ.

5.1. Динамическая модель системы управления частотой вращения вентильного двигателя при воздействии периодических возмущений.

5.2. Математическая модель и структурная схема вентильного двигателя.

5.3. Схемотехническая модель вентильного двигателя.

5.4. Выводы по гл.5.

Глава 6. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ, РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ С НЕПРЕРЫВНЫМ

ТОКОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ВЕНТИЛЬНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ.

6.1. Система автоматического управления частотой вращения и фазовым положением ротора вентильного двигателя.

6.2. Следящая электротехническая система с исполнительным вентильным двигателем.

6.2.1. Экспериментальное исследование следящей системы управления частотой вращения вентильного двигателя.

6.2.2. Особенности синтеза адаптивного фаззи-регулятора частоты вращения вентильного двигателя.

6.3. Индивидуальный вентильный электропривод намоточного механизма мотального автомата.

6.4. Электромеханический регулятор натяжения основы ткацкого станка с двухканальной системой управления вентильным двигателем.

6.5. Выводы по гл.6.

Актуальность темы. Научно-технический прогресс в промышленности и технике вызывает непрерывное расширение области применения систем автоматического управления (САУ) исполнительными электродвигателями и приводит к росту предъявляемых к ним требований. Габариты, масса, энергопотребление и особенно надёжность таких электротехнических систем определяются в основном типом используемых в них электродвигателей, которые в совокупности лучше [25,54,133,150,286] у вентильных двигателей (ВД) с постоянными магнитами.

ВД представляет собой электромеханическое устройство, состоящее из синхронной электрической машины (ЭМ), полупроводникового коммутатора (ПК) и датчика положения ротора (ДПР), по сигналам которого ПК переключает фазные обмотки ЭМ и формирует в них необходимые токи. Наличие позиционной обратной связи и отсутствие скользящих контактов позволяют сочетать в ВД хорошие пусковые и регулировочные свойства и высокие энергетические показатели коллекторных двигателей постоянного тока (ДПТ) с высокой надёжностью электродвигателей переменного тока. К этому следует добавить, что конструктивные особенности ВД позволяют использовать их функциональные узлы с дополнительно введёнными электронными компонентами как информационно-измерительные элементы САУ [30,31,37,57,80,134,152,163,265,296,310, 313,324,340,343,344]. В результате уменьшается масса и габариты электромеханической части ВД и во многих случаях могут быть получены необходимые показатели качества регулирования его частоты вращения.

Область применения электротехнических систем с ВД непрерывно расширяется и включает производственное оборудование, в том числе текстильной и лёгкой промышленности, робототехнику, навигационные приборы, антенные устройства, медицинскую технику, аппараты звуко- и видеозаписи, компьютеры, бытовую технику и т.п. [9,31,25,48,103,150,152,173,196,213,225,228,249,

265,277,331]. Такому распространению ВД в значительной мере способствовали работы Н.П. Адволоткина, А.А. Афанасьева, А.Ю. Афанасьева, А.К. Араке-ляна, Ю.М. Беленького, М.А. Боровикова, В.Н. Бродовского, Д.А. Бута, И.А. Вевюрко, AM. Вейнгера, С.Г. Воронина, А.А. Дубенского, Е.С. Иванова, Б.Н. Каржавова, Н.И. Лебедева, В.А. Лифанова, В.К. Лозенко, А.Г. Микерова, М.М. Минкина, А.С. Михалёва, И.Е. Овчинникова, В.В. Омельченко, Г.А. Пархоменко, Л.И. Столова, В.К. Цаценкина, М.Г. Чиликина, В.М. Шалагина и др. [9,13, 17,25,31,36,37,40,44,45,48,56,57,74,136,139,150,246,249,259,265]. Однако, несмотря на множество публикаций, посвященных теории, разработке, исследованию и применению ВД и их САУ, в этом направлении науки и техники существует ряд вопросов, актуальность эффективного решения которых в связи с расширяющейся областью применения электротехнических систем с этими электродвигателями не только не снижается, но ещё больше возрастает.

Основным недостатком ВД, затрудняющим использование его в САУ с широким диапазоном изменения частоты вращения, является неравномерность электромагнитного момента. Она обусловлена в основном меньшим по сравнению с коллекторными ДПТ числом секций якорной обмотки и дискретным характером их переключения [54,152,286]. На равномерность электромагнитного момента ВД оказывают также влияние реактивные моменты, возникающие в нём из-за зубчатого строения статора, асимметрии магнитной цепи, неравномерности рабочего воздушного зазора и ряд других факторов, которые являются общими для всех типов электрических машин и устраняемыми совершенствованием их конструкции и технологии изготовления [74,138,139,265]. Пульсации электромагнитного момента ВД являются для его САУ возмущающими воздействиями, препятствующими увеличению её точности и расширению диапазона регулирования частоты вращения. Периодичность, с которой эти пульсации возникают, связана с углом поворота ротора электродвигателя, и поэтому при понижении его частоты вращения они могут иметь частоту, лежащую в полосе пропускания САУ. Это вызывает в САУ ВД дополнительные периодические погрешности, а в отдельных случаях может быть причиной нарушения её устойчивой работы.

Наиболее эффективным и самым распространённым способом уменьшения пульсаций электромагнитного момента ВД является создание в его ЭМ равномерно вращающегося магнитного поля. Для этого якорная обмотка ВД выполняется двух- или трёхфазной с такими же, как у электродвигателей переменного тока соединением секций, и синусоидальной ЭДС вращения, а её питание осуществляется синусоидальными токами [17,18,36,134,249,265,324]. В таких ВД устанавливаются аналоговые ДПР, которые задают форму фазных токов и нередко служат для регулирования их амплитуды. При формировании синусоидальных фазных токов используются ДПР с элементами Холла, синус-но-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ), сельсины и др. [17,36, 134,152,265,324,341,344]. Справедливо будет заметить, что иногда достаточно высокая равномерность электромагнитного момента ВД может быть получена и при других формах фазных токов и ЭДС вращения, в том числе и с дискретными ДПР [44,48,100,146,175,265].

Фазные токи ВД могут формироваться импульсными и непрерывными способами. До относительно недавнего времени для этой цели использовались преимущественно импульсные способы. Это объяснялось сложившимся представлением, что при работе транзистора в ключевом режиме потери мощности в нём по сравнению с активным режимом сравнительно невелики. В действительности это не совсем так. При переходе транзистора из режима отсечки в режим насыщения и обратно он работает в активном режиме практически с номинальным, а при некоторых импульсных способах формирования фазных токов и режимах работы ВД, и с удвоенным напряжением питания на коллекторе. Возникающие при этом в транзисторе динамические потери мощности прямо пропорциональны частоте коммутаций. Поэтому стремление уменьшить пульсации фазных токов и, соответственно, электромагнитного момента ВД приводит к возрастанию этой составляющей и всей мощности потерь в силовых транзисторах коммутатора, и их, как и при непрерывном способе формирования фазных токов, устанавливают на теплоотводящие радиаторы, а для понижения частоты коммутаций последовательно с фазными обмотками включают дроссе-. ли [36,135,176].

Объективному принятию решения по выбору способа формирования фазных токов ВД способствовала бы сравнительная количественная оценка его энергопотребления и мощностей потерь в ПК и ЭМ в рассматриваемых вариантах, но публикации с такой информацией отсутствуют. Немногочисленные известные методики анализа указанных показателей при непрерывных способах формирования фазных токов ВД не отражают всех их особенностей и режимов работы электродвигателя. При этом надо иметь ввиду, что методы, направленные на повышение эффективности импульсного преобразования электроэнергии, постоянно развиваются, а элементная база и устройства, их реализующие, совершенствуются, в то время, как при непрерывном преобразовании электроэнергии в этих направлениях не происходит качественных изменений.

При рассмотрении этого вопроса необходимо обратить внимание также на то, что импульсное преобразование электроэнергии в регулируемых электроприводах, в том числе и в вентильных, увеличивает потери мощности в электрических сетях и сопровождается высоким уровнем излучаемых электромагнитных помех, которые не только затрудняют обеспечение требуемых показателей САУ ВД и расположенных рядом автоматических систем, снижают надёжность их работы [16,101,125,135,170,197], но в некоторых случаях являются причиной возникновения аварийных ситуаций, приводящих к выходу из строя электрооборудования и травматизму персонала [7,156]. Особо следует отметить вредное влияние этих помех на здоровье человека, которые даже при слабой интенсивности снижают его работоспособность, приводят к возникновению различных, в том числе и онкологических, заболеваний и тем самым создают проблему биоэлектромагнитной совместимости человека и используемых им технических устройств промышленного и бытового назначения [110,177,179].

Применение же непрерывного способа формирования фазных токов существенно облегчает электромагнитную совместимость силовых и информационных узлов ВД, снижает до минимально возможных потери мощности в меди электродвигателя, однако предполагает повышенные потери мощности в коммутаторе.

В этих условиях стала актуальной проблема создания управляемых электротехнических систем на основе ВД с непрерывным формированием фазных токов, обладающих пониженным энергопотреблением в широком диапазоне изменения частоты вращения и высокими показателями качества её регулирования. Актуальность данной проблемы дополнительно повышается ещё по следующим причинам.

Во-первых, в последнее время ВД начали широко использоваться в электроприводе массового промышленного оборудования. Наглядным примером является совершенствование электропривода швейной машины, качественный скачок в котором произошёл в конце 80-х годов, когда впервые в мире в Японии [277], а затем и в других странах [331] стали выпускаться промышленные швейные машины с управляемым вентильным электроприводом, позволившим после замены им асинхронного двигателя (АД) с фрикционной муфтой не только улучшить их качественные показатели и функциональные возможности, но и почти в 2 раза уменьшить энергопотребление.

Во-вторых, в связи с возросшими требованиями к точности и динамическим свойствам САУ исполнительными электродвигателями были созданы ВД серии ДБМ, которые в комплекте с разработанными для них и используемыми в качестве ДПР СКВТ серии ВТ ориентированы на эксплуатацию с непрерывным формированием синусоидальных фазных токов [17,18]. В разработку вопросов теории, расчёта и проектирования этих ВД и их САУ большой вклад внесли Ю.М. Беленький, А.Г. Микеров, М.М. Минкин, В.К. Цаценкин и др. [17,18,25,265].

Обзор публикаций [17,18,25,30-32,249,265,296,297,299,302,313,340-343, 345], отражающих основные результаты разработки и исследования ВД с непрерывным формированием фазных токов, позволяют констатировать, что из всего их многообразия основы теории созданы только для электродвигателей с синусоидальными фазными токами, формируемыми коммутатором с обратной связью по фазным напряжениям. Возможности формирования непрерывными способами в ВД фазных токов с другими формами не изучались.

Энергетические характеристики данных ВД исследовались в основном с позиций минимизации мощности потерь в фазных обмотках, а их полный анализ не проводился. В следствии этого эффективные методы снижения энергопотребления этих ВД не были предложены, а выделяемая в силовых транзисторах коммутатора мощность потерь рассматривается как должная и неотделимая негативная сторона непрерывных способов формирования фазных токов. Такой пассивный подход к указанной проблеме накладывает ограничение на максимальную мощность ВД, и поэтому при необходимости её увеличения рекомендуется применять коммутаторы с ключевым режимом работы силовых транзисторов [18,265], что, как отмечено выше, спорно и не всегда приемлемо. Отчасти принятие такого решения связано с недостаточно полным рассмотрением всех аспектов защиты силовых транзисторов коммутатора от недопустимых режимов работы. Оставлен также практически без внимания актуальный вопрос электропитания рассматриваемых ВД от сети переменного тока и повышения качества потребляемой от неё электроэнергии.

Автором предложено компромиссное решение обозначенной проблемы, заключающееся в рациональном сочетании в САУ ВД непрерывного и импульсного способов преобразования электрической энергии. Это достигается при введении в электротехническую систему, содержащую ВД с непрерывным формированием фазных токов, понижающего импульсного регулятора постоянного напряжения (ИРПН), выполняющего функцию энергорегулирующего элемента. Вопросы теории и практики использования ИРПН в источниках электропитания различных устройств нашли отражение в работах Г.А. Белова, Ю.И. Драбовича, Ю.И. Конева, О.А. Коссова, Н.Н; Лаптева, Малышкова Г.М., В.И. Мелешина, В.П. Миловзорова, Ж.А. Мкртчяна, В.С Моина, А.В. Пузакова, Э.М. Ромаша, В.В. Сазонова, Л.Е. Смольникова, Л.Б. Соболева, Ч.И. Хусаино-ва, В.А. Цишевского, П.Н. Шевченко, В.П. Шипилло, Н.Н. Юрченко и др. [19,54,60,92,97,113,124,126,130,131,134,141,142,162,180,185,190,191,263,266, 279]. Новая область применения предъявляет к ИРПН свои специфические требования, поэтому его теория нуждается в дополнительном развитии.

Нельзя также сказать, что реализованы все возможности по совершенствованию информационно-измерительных элементов на основе узлов ВД. Открытым остаётся и вопрос о предельно возможном диапазоне регулирования частоты вращения ВД непрерывными САУ.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы состоит в решении крупной научно-технической проблемы повышения эффективности преобразования электроэнергии и показателей качества управляемого механического движения электротехническими системами с непрерывным токовым управлением вентильными двигателями путём теоретического и практического обоснования новой концепции их построения, развития теории и схемотехники управляемых вентильных двигателей и импульсных регуляторов постоянного напряжения, усовершенствования информационно-измерительных и регулирующих узлов, разработки методов анализа их качественных показателей и всей системы в целом, что связано с масштабным использованием вентильных двигателей с непрерывным токовым управлением в технике и промышленности и имеет важное хозяйственное значение.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные зада- . чи.

1. Анализ физических процессов электромеханического преобразования энергии в ВД с непрерывным токовым управлением и разработка основ их теории.

2. Обоснование возможности применения ИРПН в качестве энергорегулирующего элемента электротехнических систем с непрерывным токовым t управлением ВД и развитие его теории с учётом технических требований новой области использования.

3. Сравнительный анализ мощности потерь и её составляющих при импульсном и непрерывном способах формирования фазных токов ВД.

4. Структурно-алгоритмический синтез электротехнической системы с непрерывным токовым управлением ВД, ориентированный на снижение его энергопотребления и коррекцию коэффициента мощности при питании от сети переменного тока.

5. Усовершенствование информационно-измерительных элементов ВД и ч разработка методов расчёта их качественных показателей.

6. Разработка математической и схемотехнической моделей ВД с непрерывным токовым управлением.

7. Разработка метода расчёта предельно возможного диапазона регулирования частоты вращения ВД непрерывной САУ при периодических возмущающих воздействиях, вызываемых пульсациями электромагнитного момента электродвигателя и выходного напряжения его тахометрического устройства.

8. Создание на основе разработанных теоретических положений и технических средств автоматизированных электротехнических систем с непрерывным токовым управлением ВД, имеющих широкий спектр областей применения, их экспериментальное исследование и численное моделирование.

Основанием для выполнения работ были тематический план межвузовской научной программы «Оптимум», Координационный план Академии наук СССР научно-исследовательских работ по комплексной программе «Электрофизика и электроэнергетика» (п. 1.9.2.3.5.) на 1986 - 1990 г.г., хозяйственные договоры с предприятиями на проведение научно-исследовательских работ.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы теории электрических цепей, теории электрических машин и аппаратов, теории полупроводниковых преобразователей электроэнергии, теории автоматического управления и теории оптимизации.

Достоверность основных теоретических положений проверялась численным моделированием на ПЭВМ и экспериментальным исследованием в лабораторных условиях макетных образцов разработанных электротехнических систем и их узлов.

Научная новизна.

1. Созданы основы аналитической теории ВД с непрерывным токовым управлением, включающие классификацию способов и технических средств непрерывного формирования фазных токов ВД, анализ физических процессов электромеханического преобразования энергии в подобных электродвигателях, математические выражения зависимостей основных показателей ВД от параметров их функциональных узлов, частоты вращения, напряжения питания и коэффициента загрузки по току и обоснование рациональных диапазонов их изменения.

2. Предложены и теоретически обоснованы способы активного ограничения коммутационных перенапряжений на силовых транзисторах коммутатора и защиты их от выделения недопустимой мощности потерь при формировании фазных токов ВД прямым непрерывным способом.

3. Обосновано применение в электротехнических системах с непрерывным токовым управлением ВД в качестве энергорегулирующего элемента понижающего ИРПН и с учётом технических требований новой области использования развита его теория, дополненная разработанными для режимов непрерывного и прерывистого тока дросселя методами расчёта составляющих мощности потерь, потребляемого тока, КПД ИРПН и его линейными динамическими моделями при комбинированном управлении и нагрузке в виде источника тока, учитывающими неидеальность элементов силовой части и происходящие периодически её структурные и параметрические изменения, методами расчёта длительностей интервала коммутации релейного ИРПН.

4. С использованием разработанных методов теории ВД и ИРПН доказано, что по потерям мощности применение импульсных способов формирования синусоидальных фазных токов ВД для повышения равномерности его электромагнитного момента не имеет существенных преимуществ перед прямым непрерывным способом их формирования.

5. Разработаны и обоснованы двухканальная структурная схема САУ частотой вращения ВД с непрерывным токовым управлением, алгоритмы формирования напряжения управления её ИРПН и методы коррекции коэффициента мощности при питании этой САУ от сети переменного тока.

6. Разработаны способы повышения и методы расчёта качественных показателей информационно-измерительных элементов ВД, направленные на повышение точности и диапазона регулирования его частоты вращения непрерывными САУ.

7. Разработаны математическая, структурно-топологическая и схемотехническая модели ВД с непрерывным токовым управлением, предназначенные для компьютерного моделирования.

8. Разработана методика расчёта динамической ошибки и предельно возможного диапазона регулирования частоты вращения ВД непрерывной САУ при воздействии периодических возмущений, вызываемых пульсациями его электромагнитного момента и выходного напряжения БТГПТ.

Основные положения, защищаемые автором.

1. Основы аналитической теории ВД с непрерывным токовым управлением, его математическая, структурно-топологическая и схемотехническая модели и способы активного ограничения коммутационных перенапряжений на силовых транзисторах коммутатора и защиты их от выделения недопустимой мощности потерь.

2. Методы расчёта составляющих мощности потерь и линейные динамические модели понижающего ИРПН при непрерывном и прерывистом токах дросселя, учитывающими неидеальность элементов его силовой части и происходящие периодически её структурные и параметрические изменения, методы расчёта длительностей интервала коммутации релейного ИРПН.

3. Двухканальная структурная схема САУ частотой вращения ВД с непрерывным токовым управлением и алгоритмы формирования напряжения управления её ИРПН. *

4. Методы коррекции коэффициента мощности двухканальной САУ ВД при питании её от сети переменного тока.

5. Способы повышения и методы расчёта качественных показателей информационно-измерительных элементов ВД.

6. Методика расчёта динамической ошибки и предельно возможного диапазона регулирования частоты вращения ВД при воздействии на его САУ периодических возмущений.

7. Структурные схемы, методики наладки и результаты исследований разработанных электротехнических систем с непрерывным токовым управлением ВД.

Практическая ценность работы.

1. Комплекс научных положений, математических моделей, технических решений, методов расчёта, выводов и рекомендаций, содержащийся в диссертационной работе, является основой инженерной методики по проектированию САУ ВД с непрерывным токовым управлением, обладающих высокими технико-экономическими показателями при низком уровне генерируемого электромагнитного излучения, и нашёл применение при разработке САУ ВД различного назначения.

2. Разработанные методы анализа мощностей статических и динамических потерь, линейные динамические модели ИРПН при непрерывном и прерывистом тока дросселя, а также рекомендации по выбору параметров его элементов составляют основу методики расчёта энергетических и динамических характеристик ИРПН.

3. Применение разработанных методов расчёта длительностей интервалов коммутации релейного ИРПН позволяет определить рациональные по критерию допустимых мощностей потерь в силовых элементах границы изменения его частоты коммутации, что открывает перспективу использования данных ИРПН, выпускаемых серийно в виде интегральных схем, в ИВЭП с переменной мощностью нагрузки.

4. Предложенные методы коррекции коэффициента мощности выпрямителя с ёмкостным фильтром, нагруженным понижающим ИРПН, обеспечивают повышение качества потребляемой от сети переменного тока энергии, тем самым повышая эффективность её преобразования.

5. Разработанные способы повышения качественных показателей информационно-измерительных элементов ВД позволяют без дополнительного увеличения массы и габаритов электромеханической части повысить точность и диапазон регулирования его частоты вращения непрерывными САУ.

6. Разработанная методика расчёта динамической ошибки и предельно возможного диапазона регулирования частоты вращения ВД непрерывной САУ при воздействии периодических возмущений позволяет на стадии проектирования выбрать тип ВД и параметры узлов его САУ, необходимые для обеспечения заданных технических показателей.

Реализация результатов работы. На основе теоретических положений, методик расчёта, схемотехнических решений и рекомендаций диссертационной работы автором созданы макетные образцы САУ частотой вращения и фазовым положением ротора ВД, внедрённые во ВНИИ телевидения и радиовещания при проведении НИОКР по разработке следящих систем с ВД для аппаратов видеозаписи и в опытном производстве указанного предприятия при изготовлении блоков видеоголовок для импортных видеомагнитофонов; создан макетный образец управляемого вентильного электропривода технологического оборудования, внедрённый в .ЦНПО «Комета»; разработана методика выполнения энергетического расчёта силовой части вентильного электропривода, внедрённая в ЦНПО «Комета» в практику проектирования новой техники; разработаны экспериментальные образцы индивидуального вентильного электропривода намоточного механизма мотального автомата и системы управления вентильным двигателем электромеханического регулятора натяжения основных нитей ткацкого станка.

Результаты диссертационной работы использовались также в учебном процессе и научно-исследовательской работе кафедр электротехнического профиля Московского государственного текстильного университета им. А.Н. Косыгина.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических семинарах «Электромеханические системы с постоянными магнитами» (Москва, 1983, 1984 г.г.; Златоуст, 1985 г.; Минск, 1985 г.), на краевой научно-технической конференции «Автоматизация электроприводов и оптимизация режимов энергопотребления» (Красноярск, 1988 г.), на научно-техническом семинаре «Высокоэффективные источники и системы вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА)» (Москва, 1989 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции «Вентильные электромеханические системы с постоянными магнитами» (Москва, 1989), на Всесоюзном научно-техническом семинаре по электромеханотронике (Ленинград, 1989 г.), на V Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы преобразовательной техники» (Киев, 1991 г.), на II Всесоюзной научно-технической конференции по электромеханотронике (Ленинград, 1991 г.), на X Всесоюзной научно-технической конференции «Интеллектуальные электродвигатели и экономия электроэнергии» (Владимир, 1991 г.), на межотраслевом семинаре «Электронные средства преобразования электрической энергии» (Москва, 1993 г.), на Всероссийской научно-технической конференции, посвящённой 75-летию МГТА «Энергоресурсосбережение и экология в текстильной промышленности» (Москва, 1994 г.), на I международной (III Всероссийской) конференции по электромеханотронике (Санкт-Петербург, 1997 г.), на научно-технической конференции «Электротехнические комплексы автономных объектов» (МоскваД997 г.), на Всероссийских научно-технических конференциях «Устройства и системы энергетической электроники» УСЭЭ-98, УСЭЭ-2000, УСЭЭ-2002 (Москва, 1998, 2000, 2002 г.г.), на международной научно-технической конференции «Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы» (Новочеркасск, 2000 г.), на международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях» JIEH-2000 (Кострома, 2000 г.), на международной научной конференции «Новое в технике и технологии текстильной и лёгкой промышленности» (Витебск, 2000 г.), на международной научной конференции «Текстиль, одежда, обувь: дизайн и производство» (Витебск, 2002 г.), на международных научно-технических конференциях «Современные наукоёмкие технологии и перспективные материалы текстильной и лёгкой промышленности» Прогресс-2000, Прогресс-2002, Прогресс-2004 (Иваново, 2000, 2002, 2004 г.г.), на Всероссийских научно-технических конференциях «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» ТЕКСТИЛЬ-98, ТЕКСТИЛЬ-2001, ТЕКСТИЛЬ-2002, ТЕКСТИЛЬ-2003, ТЕКСТИЛЬ-2004 (Москва, 1998, 2001, 2002, 2003, 2004 г.г.), а также неоднократно на научных конференциях профессорско-преподавательского состава МГТУ.

Публикации. Основные результаты работы отражены в 80 печатных работах, в том числе в монографии, 60 статьях и тезисах докладов, 19 авторских свидетельствах и патентах. Результаты, связанные с внедрением работы, изложены также в 10 зарегистрированных во ВНТИЦ научно-технических отчётах.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 345 наименований, и приложений на 29 страницах. Её основная часть изложена на 293 страницах, содержит 154 рисунка на 74 страницах, 5 таблиц. Общий объём диссертации 431 страница.

Основные результаты решения проблемы создания автоматизированных электротехнических систем с непрерывным токовым управлением ВД по теоретическому, практическому и схемотехническому направлениям состоят в следующем:

1. Созданы основы аналитической теории ВД с непрерывным токовым управлением, базирующиеся на проведённых автором теоретическом анализе и экспериментальном исследовании физических процессов электромеханического преобразования энергии в подобных электродвигателях. Определены зависимости основных показателей ВД от параметров их функциональных узлов, частоты вращения, напряжения питания и коэффициента загрузки по току, обоснованы рациональные диапазоны их изменения.

2. Предложены теоретически обоснованные способы и реализующие их схемотехнические решения функциональных узлов ВД, позволяющие улучшить их энергетические показатели, повысить равномерность вращения и обеспечивающие защиту силовых транзисторов коммутатора от недопустимых режимов работы.

3. Обосновано применение в электротехнических системах с непрерывным токовым управлением ВД в качестве энергорегулирующего элемента понижающего ИРПН с более инерционным по сравнению с обратным диодом силовым транзистором и развита его теория с учётом технических требований новой области использования. Разработаны методы расчёта составляющих мощности потерь, потребляемого тока и КПД ИРПН, основанные на использовании его схем замещения и временных диаграмм напряжений и токов. Предложены линейные динамические модели ИРПН с комбинированным управлением и нагрузкой в виде источника тока при непрерывном и прерывистом токах дросселя, учитывающие неидеальность элементов силовой части и происходящие периодически её структурные и параметрические изменения. Исследованы коммутационные процессы в релейном ИРПН и определены зависимости длительностей интервала коммутации при непрерывном и прерывистом токах дросселя от параметров его силовых элементов и заданного выходного напряжения.

4. Проведением сравнительного анализа с использованием разработанных методов теории ВД и ИРПН показано, что применение импульсного способа формирования синусоидальных фазных токов ВД для повышения равномерности его электромагнитного момента по потерям мощности не имеет существенных преимуществ перед прямым непрерывным способом и приводит к возникновению высокоинтенсивных высокочастотных электромагнитных полей, затрудняющих совместимость информационных и силовых узлов ВД и оказывающих вредное воздействие на человеческий организм.

5. Предложены способы повышения и разработаны методы расчёта качественных показателей реализующих их усовершенствованных информационно-измерительных элементов ВД, повышающих точность и диапазон регулирования его частоты вращения в непрерывных электротехнических системах.

6. Предложена и обоснована обобщённая (базовая) двухканальная структурная схема САУ частотой вращения ВД с непрерывным токовым управлением. Синтезированы алгоритмы формирования напряжения управления её ИРПН и разработаны реализующие их устройства. Показано, что эффективность применения ИРПН для снижения энергопотребления ВД зависит от формы его выходного напряжения на межкоммутационном интервале.

7. Сформулированы технически и экономически обоснованные требования к коэффициенту мощности силовой части двухканальной САУ частотой вращения ВД при питании её от сети переменного тока. Предложены и обоснованы способы коррекции коэффициента мощности её и ИВЭП, содержащих ИРПН, в основе которых лежит использование в выпрямителе Г-образного LC-фильтра с естественной или принудительной коммутацией ёмкостного накопителя при питании от него ИРПН.

8. Разработана методика расчёта динамической ошибки и предельно допустимого диапазона регулирования частоты вращения ВД при воздействии на его САУ периодических возмущений, вызываемых пульсациями выходного напряжения БТГПТ и электромагнитного момента электродвигателя.

9. Разработаны математическая модель и детализированная структурная схема ВД при формировании синусоидальных фазных токов прямым непрерывным способом. Синтезирована схемотехническая модель ВД, предназначенная для использования в универсальных пакетах компьютерных программ схемотехнического проектирования электронных схем.

10. Достоверность теоретических положений и выводов диссертационной работы подтверждена результатами экспериментальных исследований и численного моделирования ряда разработанных и внедрённых в промышленность автоматизированных электротехнических систем с непрерывным токовым управлением ВД, при проектировании которых использовались предложенные структурные схемы, математические модели, методы анализа и расчёта основных параметров и характеристик ИРПН, ВД, его усовершенствованных информационно-измерительных элементов и всей САУ в целом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Автоматизация производственных процессов текстильной промышленности. Кн. 2. Автоматизация механико-технологических процессов текстильного производства. Д.П. Петелин, Э.М. Ромаш, А.Б. Козлов и др. М.: Легпром-бытиздат, 1993. - 160 с.

2. Алексеев Н.К., Кулешов В.А. Датчик частоты вращения вентильного двигателя с ДПР. В кн.: Всесоюзный научно-технический семинар по электромеханотронике. Тезисы докладов. Л., ЛЭТИ, 1989, с.80-82.

3. Алексеенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника. М.: Радио и связь, 1982.-416 с.

4. Алексеенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых микросхем. М.: Радио и связь, 1985. - 256 с.

5. Аналоговые и цифровые интегральные схемы / С.В. Якубовский, Н.А. Барканов, Л.И. Ниссельсон и др.; Под ред. С.В. Якубовского. М.: Радио и связь, 1985.-432 с.

6. Асак X. Высшие гармоники и их вред в электрораспределительных сетях. Япония, Дэнни дзасси, 1992, т.69, № 10, с. 17-20.

7. Аравин М.Н. Анализ однотактного компенсационно-параметрического стабилизатора с разрывными токами дросселя. В кн.: Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. М., Радио и связь, 1986, вып. 17, с.80-88.

8. Аракелян А.К., Афанасьев А.А., Чиликин М.Г. Вентильный электропривод с синхронным двигателем и зависимым инвертором. М.: Энергия, 1977.-224 с.

9. Арменский Е.В., Фалк Г.Б. Электрические микромашины. М.: Высшая школа, 1985. - 335 с.

10. Артеменко М.Е. Анализ точности стабилизатора постоянного напряжения. В кн.: III Всесоюзная научно-техническая конференция «Проблемы преобразовательной техники». Тезисы докладов. Киев, Ин-т электродинамики АН УССР, 1983, 4.6, с.142-145.

11. Афанасьев А.Ю. Моментные вентильные электродвигатели с оптимальным управлением тока якоря. В кн.: Вентильные электромеханические системы с постоянными магнитами. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции. М., МЭИ, 1989, с.21.

12. Балагуров В.А., Гридин В.М., Лозенко В.К. Бесконтактные двигателипостоянного тока с постоянными магнитами. М.: Энергия, 1975 - 128 с.

13. Баранов Ю.Н. Измерительные приборы на транзисторах. М.: Энергия, 1973.-96 с.

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

15. Белей В.Ф. ЭМС систем электроснабжения в условиях роста высших гармоник. В кн.: Электротехнические комплексы автономных объектов. Тезисы докладов научно-технической конференции. М., МЭИ, 1997, с.81-82.

16. Беленький Ю.М., Зеленков Г.С., Микеров А.Г. Опыт разработки и применения бесконтактных моментных приводов. Л.: ЛДНТП, 1987. - 28 с.

17. Беленький Ю.М., Микеров А.Г. Выбор и программирование параметров бесконтактного моментного привода. Л.: ЛДНТП, 1990. - 24 с.

18. Белов Г.А., Кузьмин С.А. Условие устойчивости и коэффициент стабилизации импульсного стабилизатора с обратными связями по току и напряжению. В кн.: Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. М., Радио и связь, 1984, вып. 15, с.48-58.

19. Белопольский И.И., Каретникова Е.И., Пикалова Л.Г. Расчёт трансформаторов и дросселей малой мощности. М.: Энергия, 1973. - 400 с.

20. Бертинов А.И., Дубенский А.А. Бесконтактные двигатели со стабилизацией скорости и повышенной равномерностью вращения. В кн.: Двигатели постоянного тока с полупроводниковыми коммутаторами. Л., Наука, 1972, с.140-147.

21. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1975. - 768 с.

22. Бесекерский В.А. Цифровые автоматические системы. М.: Наука,1976.-576 с.

23. Бесколлекторный электродвигатель с интегрально-гибридным инвертором / Ю.Н. Розно, Е.В. Машуков, Б.А. Кульечев, О.С. Овсянников. В кн.: Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. М., Советское радио, 1977, вьш.9, с.7-18.

24. Бесконтактный моментный привод для замкнутых систем автоматического управления / Ю.М. Беленький, JI.M. Епифанова, Г.С. Зеленков и др. -Электротехника, 1986, №2, с. 11-14.

25. Бессонов JI.A. Нелинейные электрические цепи. М.: Высшая школа,1977.-33 с.

26. Бессонов JI.A. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. М.: Высшая школа, 1978. - 528 с.

27. Богомолов В.Н. Устройства с датчиками Холла и датчиками магнито-сопротивления. М.- JL: Госэнергоиздат, 1961. - 168 с.

28. Богомяков А.А., Круглов С.Н. Перспективы развития МОП биполярных транзисторов. - Электротехника, 1994, № 3, с. 12-15.

29. Борцов Ю.А., Поляхов Н.Д., Путов В.В. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением. Л.: Энергоатомиздат, 1984. -216 с.

30. Бочкарев О.Е. Особенности бесколлекторного двигателя, питаемого от источника тока. В кн.: Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. М., Советское радио, 1977, вып. 9, с. 200-208.

31. Бочкарев О.Е. Исследование свойств бесконтактных электродвигателей (БДПТ) при импульсном формировании несинусоидальных токов: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МАИ, 1978. - 22 с.

32. Бродовский Б.Н., Иванов Е.С. Приводы с частотно-токовым управлением. М.: Энергия, 1974. -168 с.

33. Бродовский В.Н., Каржавов Б.Н., Рыбкин Ю.П. Бесколлекторные та-хогенераторы постоянного тока. М.: Энергоиздат, 1982. -128 с.

34. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. М.: Наука, 1986. - 544 с.

35. Бунаков В.Л., Мелихов Н.Н., Морозов В.А. Усовершенствование схем ограничения и регулирования тока в электроприводах. Электричество, 1975, № 3, с.66-68.

36. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. М.: Высшая школа, 1985.-255с.

37. Бычков В.В., Соловьёв В.А. Широкодиапазонный импульсный регулятор постоянного напряжения. Деп. в Информэлектро 20.12.88, № 367 - ЭТ 88. - 7 с.

38. Вевюрко И.А. Некоторые особенности расчёта и проектирования бесщёточных микроэлектродвигателей постоянного тока. Электротехника, 1964, №4, с.8-12.

39. Вейнгер A.M. Регулируемый синхронный электропривод. М.: Энер-гоатомиздат, 1985. -224 с.

40. Владимирова Е.С. Синтез фаззи-регулятора для позиционных и следящих электроприводов. Электротехника, 2003, № 9, с.9-14.

41. Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем. М.: Радио и связь, 1988. - 560 с.

42. Вентильные электродвигатели малой мощности для промышленных роботов / В.Д. Косулин, Г.Б. Михайлов, В.В. Омельченко, В.В. Путников. Л.: Энергоатомидат, 1988. - 184 с.

43. Вересов Г.П., Смураков Ю.Л. Стабилизированные источники питания радиоаппаратуры. М.: Энергия, 1978. -192 с.

44. Викулин И.М., Стафеев В.И. Полупроводниковые датчики. М.: Советское радио, 1975. - 104 с.

45. Виниченко С.Н., Соловьёв В.А. Преобразователь двухфазного напряжения в многофазное. В кн.: Тезисы докладов Всероссийской студенческойнаучной конференции «Актуальные проблемы развития текстильной промышленности». М„ МГТУ, 1999,с.71-72.

46. Виноградов Ю.В. Основы электронной и полупроводниковой техники. М.: Энергия, 1968. - 624 с.

47. Войтик М.С. Определение максимального перерегулирования в низковольтном ключевом стабилизаторе при сбросе нагрузки. В кн.: Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. М., Советское радио, 1974, вып. 6, с.45-49.

48. Волков Н.И., Миловзоров В.П. Электромашинные устройства автоматики. М.: Высшая школа, 1986. - 335 с.

49. Волович Г.И. Оптимальное по быстродействию управление импульсным стабилизатором напряжения. Техническая электродинамика, 1986, № 1, с.54-59.

50. Воронин С.Г., Лифанов В.А., Шумихин Б.Г. Исследование пульсаций момента тихоходных бесконтактных двигателей постоянного тока с дискретным датчиком положения ротора. Электричество, 1977, № 11, с.54-58.

51. Воронов А.А., Титов В.К., Новогранов Б.К. Основы теории автоматического регулирования и управления. М.: Высшая школа, 1977. - 519 с.

52. Воронов А.А. Основы теории автоматического регулирования: Особые линейные и нелинейные системы. М.: Энергоиздат, 1981. - 304 с.

53. Высокочастотные транзисторные преобразователи/ Э.М. Ромаш, Ю.И. Драбович, Н.Н. Юрченко, П.Н. Шевченко. М.: Радио и связь, 1988. - 288 с.

54. Галкин В.И., Булычёв А.Л., Лямин П.М. Полупроводниковые приборы: Справочник. Минск: Беларусь, 1994. - 347 с.

55. Галкин В.Ф. Современное оборудование для перематывания основной пряжи. М.: МГТА, 1992. - 35 с.

56. Гейнц Э.Р., Кронеберг Ю.Н. Энергетические показатели бесщёточных двигателей постоянного тока при синусоидальной форме э.д.с. В кн.: Известия Томского политехнического института. Т. 212. Электрические машины. Томск, 1971, с.273-278.

57. Гёльднер К., Кубик С. Нелинейные системы управления. Пер. с нем. -М.: Мир, 1987. 368 с.

58. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0. СПб.: Корона принт, 2001. - 320 с.

59. Гращенков В.Т., Лебедев Н.И., Овчинников И.Е. Исследование неравномерности вращения бесконтактного двигателя постоянного тока. Электротехника, 1980, №2, с. 17-20.

60. Гридин В.М. Вентильный электродвигатель с несимметричной четы-рёхсекционной обмоткой. В кн.: Вентильные электромеханические системы с постоянными магнитами. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции. М., МЭИ, 1989, с.49.

61. Гутер Р.С., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. М.: Наука, 1970, 432 с.

62. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л.: Энергия, 1980. - 248 с.

63. Данилов Л.В., Матханов П.Н., Филипов Е.С. Теория нелинейных электрических цепей. Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 256 с.

64. Дегтярёв Ю.И. Методы оптимизации. М.: Советское радио, 1980.272 с.

65. Дубенский А.А. Бесконтактные двигатели постоянного тока. М.: Энергия, 1967.-144 с.

66. Дубенский А.А. Особенности регулирования и стабилизации скорости бесконтактных двигателей. В кн.: Двигатели постоянного тока с полупроводниковыми коммутаторами. Л., Наука, 1972, с.86-91.

67. Дьяконов В.П., Абраменкова И.В. MathCAD 7.0 в математике, физике и в Internet. М.: Нолидж, 1998. - 352 с.

68. Дьяконов В., Круглов В. Анализ, идентификация и моделирование систем. Специализированный справочник. СПб.: Питер, 2002. - 448 с.

69. Еременко В.Г., Спелицин А.Р. Исследование упрощенных алгоритмов работы корректора коэффициента мощности. В кн.: Электротехнические комплексы автономных объектов. Тезисы докладов научно-технической конференции. М., МЭИ, 1997, с.97-98.

70. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. М.: Высшая школа, 1982.-496 с.

71. Иванов А.А., Лозенко В.К. Датчики направления вращения вентильных электродвигателей. В кн.: Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. М., Радио и связь, 1985, вып. 16, с. 220-226.

72. Иванов В.А., Медведев B.C., Чемоданов Б.К., Ющенко А.С. Математические основы теории автоматического регулирования. М.: Высшая школа, 1971.-808 с.

73. Иванов В.В., Колпаков А.И. Применение IGBT. Электронные компоненты, 1996, № 1 (2), с. 12-15.

74. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные поля и процессы в электрических машинах и их физическое моделирование. М.: Энергия, 1969. -304 с.

75. Иванчук Б.И., Липман Р.А., Рувимов Б.Я. Тиристорные и магнитные стабилизаторы напряжения. М.: Энергия, 1968. -112 с.

76. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем. М.: Машиностроение, 1973. - 606 с.

77. Измерения в электронике / В.А. Кузнецов, В.А. Долгов, В.М. Конев-ских и др.; Под ред В.А. Кузнецова. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 512 с.

78. Изъюрова Г.И., Кауфман М.С. Приборы и устройства промышленной электроники. М.: Высшая школа, 1975. - 368 с.

79. Интеллектуальные компактные системы гарантированного электроснабжения / Ю.В. Изварин, Ф.И. Ковалёв. С.В. Смоляков, С.Н. Флоренцев. -Электротехника, 1994, №3, с. 15-19.

80. Исследование способов управления БДПТ с повышенной точностью. Заключительный отчёт./ Руководитель темы А.М. Ланген. № ГР 76005991; Инв. № Б 460069. - М.: МТИ, 1975. - 67 с.

81. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчёт. Под ред. С.Д. Додика и Е.И. Гальперина. М.: Советское радио, 1969.-448 с.

82. Источники вторичного электропитания / В.А. Головацкий, Г.И. Гуля-кович, Ю.И. Конев и др.; Под ред. Ю.И. Конева. М.: Радио и связь, 1990. -280 с.

83. Каганов И.Л. Промышленная электроника. М.: Высшая школа, 1968.- 569 с.

84. Кай A. IGBT или MOSFET? Практика выбора. Электронные компоненты, 2000, №2, с.75-81.

85. Кастров М.Ю., Лукин А.В., Малышков Г.М. Повышающий регулятор. Практическая силовая электроника, 2001, № 3,с.3-6.

86. Каржавов Б.Н. Функциональные квазисинусоидальные преобразователи. М.: НТЦ Информтехника, 2003. - 54 с.

87. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и её применение. М.: СОЛОН - Пресс, 2003. - 736 с.

88. Кенио Т., Нагамори С. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами. М.: Энергоатомиздат, 1989. 180 с.

89. Князев А.Д., Кечиев Л.Н., Петров Б.В. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учётом электромагнитной совместимости. М.: Радио и связь, 1989. - 224 с.

90. Кобзев А.А. Особенности устройств определения фазового сдвига в самонастраивающихся системах со стабилизацией ФЧХ. Изв. Вузов. Электромеханика, 1998, №4, с.41-45.

91. Конев Ю.И., Машуков Е.В., Розно Ю.Н. О возможности миниатюризации бесколлекторных электродвигателей. В кн.: Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. М., Советское радио, 1976, вып. 8, с. 3-12.

92. Конев Ю.И. Принципы миниатюризации бесколлекторных электродвигателей. В кн.: Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. М., Советское радио, 1977, вып.9, с.3-7.

93. Конев Ю.И., Розно Ю.Н., Бочкарёв О.Е. Свойства бесколлекторного двигателя при питании его от трёхфазного источника тока. В кн.: Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. М., Советское радио, 1977, вып.9, с.208-214.

94. Конев Ю.И. Компенсаторы мощности искажений. Электропитание. Научно-технический сборник. Вып. 1, 1993, с.60-70.

95. Конев Ю.И., Крючков В.В., Следков Ю.Г. О коррекции коэффициента мощности. В кн.: Устройства и системы энергетической электроники. Тезисы докладов III Всероссийской научно - технической конференции УСЭЭ-2001. М., НТФ ЭНЭЛ, с.26.

96. Конев Ю.И., Крючков В.В., Следков Ю.Г. Моделирование процессов коррекции коэффициента мощности. В кн.: Устройства и системы энергетической электроники. Тезисы докладов IV Всероссийской научно - технической конференции УСЭЭ-2002. М., НТФ ЭНЭЛ, с.19.

97. Копылов А.И. К вопросу об электромагнитной безопасности швейных машин. В кн.: Современные проблемы текстильной и лёгкой промышленности. Межвузовская науч.- техн. конф: Тезисы докладов. 4.2. М., РЗИТЛП, 2004, с.145.

98. Коржавин О.А. Оценка устойчивости ИВЭП переменной структуры. В кн.: V Всесоюзная научно-техническая конференция «Проблемы преобразовательной техники». Тезисы докладов. Киев, Ин-т электродинамики АН УССР, 1991, 4.III, с.50-52.

99. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1974. - 832 с.

100. Коссов О.А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. М.: Энергия, 1971. - 432 с.

101. Костенко М.П., Пиотровский JT.M. Электрические машины. В 2-х ч. 4.1. Машины постоянного тока. Трансформаторы. - JL: Энергия, 1972. - 544 с.

102. Крючков В.В. Источники питания с коррекцией коэффициента мощности. Электропитание. Научно-технический сборник. Вып. 1, 1993, с.71-75.

103. Куликов С.В., Чистяков Б.В. Дискретные преобразователи сигналов на транзисторах. М.: Энергия, 1972. - 288 с.

104. Кусин А.С., Кадачигов Н.П. Микросхема контролера коэффициента мощности. Электротехника, 1994, № 3, с. 11-12.

105. Ланген A.M., Соловьёв В.А. Выбор оптимальной структуры электропривода насосов и намоточных фрикционов прядильных машин синтетического волокна. В кн.: Сборник научно-исследовательских работ МТИ-ЛМТИ. Москва - Либерец, ЛМТИ, 1981, с.191-196.

106. Ланген А.М., Красник В.В. Электрооборудование предприятий текстильной и легкой промышленности. М.: Легпромбытиздат, 1991. - 320 с.

107. Ланген A.M., Ланген С.А., Соловьёв В.А. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод двухмассовой системы. Электричество, 1994, №4, с.35-41.

108. Ланген A.M., Ланген С.А., Соловьёв В.А. Особые режимы работы двухмассовой электромеханической системы. Электричество, 1998, № 1, с.51-55.

109. Лаптев Н.Н. Переходные и установившиеся процессы в импульсном регуляторе напряжения. Электричество, 1968, № 9, с.54-59.

110. Ловчиков А.И., Носкова Е.Е. Анализ и синтез широтно-импульсных систем. Электротехника, 1998, № 12, с.38-42.

111. Мелешин В.И. Переходные процессы в импульсных регуляторах и стабилизированных источниках питания. В кн.: Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. М., Радио и связь, 1982, вып. 13, с.34-43.

112. Мелешин В.И., Мосин В.В., Опадчий Ю.Ф. Формирование динамических свойств устройств вторичного электропитания с ШИМ-2. В кн.: Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. М., Радио и связь, 1985, вып. 16, с.5-44.

113. Мелешин В.И. Динамические свойства преобразователей с ШИМ-2.-В кн.: Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. М., Радио и связь, 1986, вып. 17, с.35-57.

114. Механическая технология текстильных материалов / А.Г. Севостья-нов, Н.А. Осьмин, В.П. Щербаков и др. М.: Легпромбытиздат, 1989. - 512 с.

115. Микродвигатели для систем автоматики/ Под ред. В.А. Лодочникова и Ф.М. Юферова. М.: Энергия, 1969. - 272 с.

116. Микросхемы для управления электродвигателями. Выпуск 2. М.: ДОДЭКА, 2000.-288 с.

117. Микроэлектронные электросистемы. Применения в радиоэлектронике./ Ю.И. Конев, Т.Н. Гулякович, К.П. Полянин и др.; Под ред. Ю.И. Конева. -М.: Радио и связь, 1987. 240 с.

118. Михалёв А.С., Миловзоров В.П. Следящие системы с бесконтактными двигателями постоянного тока. М.: Энергия, 1979. - 160 с.

119. Мишачев А.П. Анализ импульсных регуляторов напряжения. В кн.: Устройства и системы энергетической электроники. Тезисы докладов IV Всероссийской научно-технической конференции УСЭЭ-2002. М., НТФ ЭНЭЛ, 2002, с.4345.

120. Мкртчян Ж.А. Электропитание электронно-вычислительных машин. М.: Энергия, 1980.-208 с.

121. Моин B.C. Стабилизированные транзисторные преобразователи. -М.: Энергоатомиздат, 1986. 376 с.

122. Мотальный автомат ESPERO. Проспект фирмы "Savio". Симпозиум, Москва, 12-14 декабря 1989 г. М., 1989. - 24 с.

123. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования / А.С. Клюев, А.Т. Лебедев, С.А. Клюев, А.Г. Товарнов. М.: Энергоато-миз-дат, 1989. - 368 с. '

124. Нестеренко Б.К. Интегральные операционные усилители. М.: Энер-гоиздат, 1982. - 128 с.

125. Нестерин В.А., Никитин В.М. О выборе оптимальной формы кривой тока в вентильных двигателях. Электричество, 1974, №4, с.91.

126. Николаев С.Д., Юхин С.С. Электромеханические системы автоматического натяжения основы. М.: МГТА, 1992. - 27 с.

127. Никулин В.Б. Минимизация пульсаций вращающего момента вентильных двигателей. В кн.: Вентильные электромеханические системы с постоянными магнитами. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции. М., МЭИ, 1989, с.20.

128. Новоселов Ю.А. Компенсатор мощности искажений на основе стабилизатора понижающего типа. В кн.: Устройства и системы энергетической электроники. Тезисы докладов IV Всероссийской научно - технической конференции УСЭЭ-2002. М., НТФ ЭНЭЛ, с.56-68.

129. Овчинников И.Е., Лебедев Н.И. Бесконтактные двигателя постоянного тока автоматических устройств. М.-Л.: Наука, 1966. - 185 с.

130. Овчинников И.Е. Дискретно-фазовый способ управления двигателем постоянного тока. В кн.: Электродвигатели малой мощности. Л., Наука, 1971, с.123-138.

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

132. Петров Ю.П. Вариационные методы теории оптимального управления. Л.: Энергия, 1977. - 280 с.

133. Пивняк Г.Г., Свистельник О.А. Исследование воспламеняющей способности токов повышенной частоты в цепях с малой индуктивностью. Электричество, 1978, №7. с.72-74.

134. Плахтына Е.Г. Математическое моделирование электромашинно-вентильных систем. Львов: Вища школа. Изд-во при Львов, ун-те, 1986. -164 с.

135. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности: Справочник / А.А. Зайцев, А.И. Миркин, В.В. Мокряков и др.; Под ред. А.В. Голомедова. М.: Радио и связь, 1989. - 640 с.

136. Преобразователи частоты для асинхронных двигателей Altivar 58. -Каталог фирмы Schneider Electric, 2002. 95 с.

137. Прошков А.Ф., Яскин А.П. Динамика машин для производства химических нитей и волокон. М.: МГТУ, 2001. - 360 с.

138. Прянишников В.А. Электроника: Курс лекций. СПб: КОРОНА принт, 1998.-400 с.

139. Пузаков А.В. Основы теории и синтез алгоритмов управления следящими асинхронными транзисторными преобразователями: Дис. . д-ра техн. наук. Алчевск: ДГМИ, 1992. - 391 с.

140. Путников В.В., Рыбаков B.C., Слесарев А.В. Реверсивные бесконтактные тахогенераторы постоянного тока. М.: Информэлектро, 1970. - 32 с.

141. Путников В.В. Исследование реверсивных бесколлекторных тахоге-нераторов постоянного тока: : Автореф. дисс. . канд. техн. наук. JL, 1974. -32 с.

142. Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования Micro-CAP V. М.: Солон, 1997. - 373 с.

143. Разевиг В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0. М.: Солон, 1999. - 698 с.

144. Разработка высокоточных систем регулирования скорости бесконтактных двигателей постоянного тока. Заключительный отчёт./ Руководитель темы A.M. Ланген. № ГР 77017293; Инв. № Б 535335. - М.: МТИ, 1976. - 53 с.

145. Разработка синхронизированного бесконтактного двигателя постоянного тока. Заключительный отчёт./ Руководитель темы А.М. Ланген. № ГР 79004618; Йнв.№ Б 724274. М.: МТИ, 1978. - 61 с. - На тит. л. также: отв. исполнитель В.А. Соловьёв.

146. Разработка следящей системы электропривода с бесконтактным двигателем постоянного тока. Заключительный отчёт./ Руководитель темы А.М. Ланген. № ГР 80016703; Инв. № Б 834784. - М.: МТИ, 1979. - 95 с. - На тит. л. также: отв. исполнитель В.А. Соловьёв.

147. Разработка управляемого вентильного электропривода. Заключительный отчёт./ Руководитель темы А.М. Ланген. № ГР 01900037940; Инв. № 02920012387. - М.: МТИ, 1990. - 75 е.- На тит. л. также: отв. исполнитель В.А. Соловьёв.

148. Розно Ю.Н. Исследование свойств бесконтактного двигателя постоянного тока с инвертором в классе Д: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. М.: МАИ, 1975.- 18 с.

149. Розно Ю.Н., Соболев Л.Б. Исследование электрических процессов в бесколлекторных двигателях постоянного тока. В кн.: Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. М., Радио и связь, 1985, вып. 16, с.191-211.

150. Ройтгарц М.Б. Электромагнитная совместимость и виброактивность электрических машин. В кн.: I Международная (III Всероссийская) конференция по электромеханотронике. Тезисы докладов. СПб., СПбГЭТУ, 1997, с.62-63.

151. Романов А.В., Мишачев А.П., Бардин А.И. Способ широтно-импульсной модуляции для ИВЭП. В кн.: Высокоэффективные источники и системы вторичного электропитания РЭА. М., МДНТП, 1989, с.113-116.

152. Рудаков M.JI. Современные задачи электромагнитной экологии. -Петербургский журнал электроники, 2002, № 3, с.64-72.

153. Сазонов В.В. Компенсационно-параметрические импульсные стабилизаторы постоянного напряжения. М.: Энергоиздат, 1982. - 87 с.

154. Северне Р., Блум Г. Импульсные преобразователи для систем вторичного электропитания: Пер. с англ. под ред. JI.E. Смольникова. М.: Энерго-атомиздат, 1988. - 294 с.

155. Симон Л., Хюбнер М. Технология подготовки пряжи к ткачеству и трикотажному производству. Пер. с нем. М.: Легпромбытиздат, 1989. - 272 с.

156. Слежановский О.В., Бирюков А.В., Хуторецкий В.М. Устройства унифицированной блочной системы регулирования дискретного типа (УБСР-Д). М.: Энергия, 1975.-256 с.

157. Смольников Л.Е. Транзисторные преобразователи напряжения. М.: МЭИ, 1983.-224 с.

158. Соболев Л.Б. Динамический синтез управляемых преобразователей: Дис. д-ра техн. наук. М.: МАИ, 1992. - 320 с.

159. Соловьёв В.А., Ланген A.M. БДПТ с генераторами Холла в качестве чувствительных элементов датчика положения. В кн.: Материалы научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов. М.: МТИ, 1976, с. 156.

160. Соловьёв В.А., Ланген А.М. Система автоматического управления блоком видеоголовок студийных видеомагнитофонов с бесконтактным двигателем постоянного тока. Изв. вузов. Электромеханика, 1981, № 9, с.1059-1061.

161. Соловьёв В.А. Система автоматического управления бесконтактным двигателем постоянного тока: Дис. канд. техн. наук. М.: МТИ, 1983. - 246 с.

162. Соловьёв В.А. Оптимизация регулятора частоты вращения бесконтактного двигателя постоянного тока. Деп. в Информэлектро 04.04.86, № 333 -ЭТ 86.-13 с.

163. Соловьёв В.А., Каменева В.В. Энергетические характеристики вентильного электродвигателя с усилительным режимом работы силовых транзисторов коммутатора. Деп. в Информэлектро 26.09.88, № 289 - ЭТ 88. -12 с.

164. Соловьёв В.А., Бычков В.В. Вентильный электропривод с импульсным регулятором напряжения. В кн.: Вентильные электромеханические системы с постоянными магнитами. Тезисы Всесоюзной научно-исследовательской конференции. М., МЭИ, 1989, с.11.

165. Соловьёв В.А. Система управления вентильным электродвигателем с обратной связью по ЭДС вращения. В кн.: Всесоюзный научно-технический семинар по электромеханотронике. Тезисы докладов. JL, ЛЭТИ, 1989, с. 144145.

166. Соловьёв В.А., Бычков В.В. Синтез алгоритма управления импульсного регулятора напряжения следящего вентильного электропривода. В кн.: Всесоюзный научно-технический семинар по электромеханотронике. Тезисы докладов. Л., ЛЭТИ, 1989, с.183-185.

167. Соловьёв В.А. Синхронный генератор в системе управления вентильным электродвигателем. Изв. вузов. Электромеханика, 1989. № 12, с.100-104.

168. Соловьёв В.А., Бычков В.В., Косов В.А. Импульсный регулятор напряжения с защитой, В кн.: Лучшие работы студентов народному хозяйству. Межвузовский сборник научных трудов. М., МТИ,1990, с.70-71.

169. Соловьёв В.А., Каменева В.В., Фокина Г.А. Отсечка фазных токов в вентильном электродвигателе. Деп. в Информэлектро 30,07.90, № 107 - ЭТ 90. -13 с.

170. Соловьёв В.А. Вентильный электродвигатель с ограничением фазных токов. В кн.: II Всесоюзная научно-техническая конференция по электромеханотронике. Материалы научно-технической конференции. 4.2. JL, ЛДНТП, 1991, с.205-207.

171. Соловьёв В.А. Датчик частоты вращения следящего электропривода с вентильным электродвигателем. В кн.: II Всесоюзная научно-техническая конференция по электромеханотронике. Материалы научно-технической конференции. 4.2. Л., ЛДНТП, 1991, с.208-210.

172. Соловьёв В.А., Бычков В.В. Расчёт мощностей потерь в силовых элементах импульсного регулятора напряжения питания вентильного электро-дви-гателя. Электротехника, 1992, №4-5, с58-61.

173. Соловьёв В.А. Вентильный электропривод исполнительных механизмов автоматизированных систем текстильной промышленности. Межвузовский сборник научных трудов. М., МГТА, 1993, с. 13-18.

174. Соловьёв В.А. Реверсивный вентильный электродвигатель с прямоугольными фазными токами. В кн.: Электронные средства преобразования электрической энергии. М., НТЦ Информтехника, 1993, с.43.

175. Соловьев В.А. Вентильный электродвигатель с обратной связью по токам фазных обмоток. Электричество, 1995, № 1, с. 56-61.

176. Соловьёв В.А. Универсальный транзисторный ключ. В кн.: I Международная (III Всероссийская) конференция по электромеханотронике. Тезисы докладов. СПб., СПбГЭТУ, 1997, с.134.

177. Соловьёв В.А. Универсальная схема управления ключом на МДП-транзисторе. В кн.: Устройства и системы энергетической электроники. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции УСЭЭ - 98. М., НТФЭНЭЛ, 1998, с.48.

178. Соловьёв В.А., Соловьёва В.В. Преобразователь частота-напряжение в непрерывной системе управления вентильным электродвигателем. Изв. вузов. Электромеханика, 1998, №4, с.76-79.

179. Соловьёв В.А. Вентильный тахогенератор с линейной выходной характеристикой. Электротехника, 2000, № 9, с.60-62.

180. Соловьёв В.А. Вентильный электропривод для швейной машины. В кн.: Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях» (ЛЕН -2000). Кострома, КГТУ, 2000, с.224-226.

181. Соловьёв В.А. Вентильный тахогенератор для электропривода текстильного оборудования с широким диапазоном регулирования частоты вращения. В кн.: Тезисы докладов внутривузовской научной конференции. М., МГТУ, 2001, с.98.

182. Соловьёв В.А. Особенности защиты силовых транзисторов вентильного электродвигателя регулятора натяжения основы ткацкого станка. В кн.:

183. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ -2001). М, МГТУ, 2002, с.178.

184. Соловьёв В.А. Электромеханический регулятор натяжения основы с двухканальной системой управления двигателем постоянного тока. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 2000, №4, с. 103-106.

185. Соловьёва В.В. Индивидуальный электропривод мотальной головки. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 2000, № 5, с. 105-108.

186. Справочник по электрическим конденсаторам / М.Н. Дьяконов, В.И. Карабанов, В.И. Пресняков и др.; Под общ. ред. И.И. Четверткова и В.Ф. Смирнова. М.: Радио и связь, 1983. - 576 с.

187. Сравнение трёхфазных бесщёточных микроэлектроприводов с различными схемами коммутаторов / О.А. Дмитриев, В.В. Звездинский, В.В. Косо-лапов, Г.А. Пархоменко, В.М. Шалагин. В кн.: Электродвигатели малой мощности. Л., Наука, 1971, с. 151-156.

188. Стабилизация скорости вращения бесконтактных двигателей с высокой точностью / Садовников А.М., Ваков B.C., Федорин В.В., Терентьев С.Д., Трахтенберг P.M. В кн.: Двигатели постоянного тока с полупроводниковыми коммутаторами. Л., Наука, 1972, с.148-154.

189. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. М.: Энергия, 1973. - 608 с.

190. Столов Л.И., Афанасьев А.Ю. Моментные двигатели постоянного тока. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 224 с.

191. Стребков В.И. Импульсные частотно-фазовые дискриминаторы для систем синхронизации БДПТ. В кн.: Вторая Всесоюзная научно-техническая конференция по бесконтактным машинам постоянного тока. Тезисы докладов. М., МАИ, 1975, с.77-78.

192. Татур Т.А. Основы теории электрических цепей (справочное пособие). М.: Высшая школа, 1980. - 271 с.

193. Теория процессов, технология и оборудование подготовительных операций ткачества / С.Д. Николаев, Р.И. Сумарукова, С.С. Юхин и др. М.: Легпромбытиздат, 1993. -192 с.

194. Теоретические основы электротехники. Т.1. Основы теории линейных цепей. Под ред. П.А. Ионкина. М.: Высшая школа, 1976. - 544 с.

195. Техника магнитной записи / А.В. Гончаров, В.И. Лазарев, В.И. Пархоменко, А.Б Штейн; Под ред В.И. Пархоменко. М.: Энергия, 1978. - 400 с.

196. Толмасский И.С. Высокочастотные магнитные материалы. М.: Энергия, 1968.-72 с.

197. Толстов Г.П. Ряды Фурье. М.: Наука, 1980. - 384 с.

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

199. Уильяме Б. Силовая электроника: приборы, применение, управление. Справочное пособие : Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1993. - 240 с.

200. Управляемые бесконтактные двигатели постоянного тока / Н.П. Ад-волоткин, В.Т. Гращенков, Н.И. Лебедев и др. Л.: Энергоатомиздат, 1984.160 с.

201. Федчун Н.В. Особенности построения приводов промышленных роботов на базе двигателей с электромагнитной редукцией частоты вращения. В кн.: Всесоюзный научно-технический семинар по электромеханотронике. Тезисы докладов. Л., ЛЭТИ, 1989, с.131-134.

202. Флоренцев С.Н., Ковалёв Ф.И. Современная база силовой электроники. -Электротехника, 1996, №4, с.2-8.

203. Функциональные устройства на микросхемах/ В.З. Найдеров, А.И. Голованов, З.Ф. Юсупов и др. М.: Радио и связь, 1985. - 200 с.

204. Хусаинов Ч.И. Высокочастотные импульсные стабилизаторы постоянного напряжения. М.: Энергия, 1980. - 88 с.

205. Цаценкин В.К. Безредукторный автоматизированный электропривод с вентильными двигателями. М.: Издательство МЭИ, 1991. - 240 с.

206. Цыкин Г.С. Усилители электрических сигналов. М.: Энергия, 1969. - 384 с.

207. Цыпкин Я.З. Релейные системы автоматического регулирования. -М.: Наука, 1974. 575 с.

208. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем. М.: Наука, 1977.-560 с.

209. Цыпкин Я.З. Основы информационной теории идентификации. М.: Наука, 1984.- 320 с.

210. Черемалых А.В., Данилин А.В. Управление сложными электромеханическими системами с адаптивным фаззи-регулятором. Электротехника, 2004, №6, с.61-63.

211. Чиженко И.М., Руденко B.C., Сенько В.И. Основы преобразовательной техники. М.: Высшая школа, 1974. - 430 с.

212. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. М.: Энергоиздат, 1981. - 576 с.

213. Шахгильдян В.В., Ляховкин А.А. Системы фазовой автоподстройки частоты. М.: Связь, 1972. - 448 с.

214. Шерстюк В.А. Транзисторы для изделий силовой электроники. В кн.: Устройства и системы энергетической электроники. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции УСЭЭ - 98. М., НТФ ЭНЭЛ, 1998, с.65-68.

215. Шибата Н., Неки Ш., Дохи Т. Система Рапа Servo АС для промышленных швейных машин. - Национальная технология, 1987, № 5, с.574-583.

216. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. М.: Радио и связь, 1989.-352 с.

217. Шипилло В.П., Чикотилло И.И. Устойчивость замкнутой системы с широтно-импульсным преобразователем. Электричество, 1978, № 1, с.50-53.

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

219. Шмиц Н., Новотный Д. Введение в электромеханику. Пер. с англ. -М.: Энергия, 1969.-336 с.

220. Шуваев Ю.Н., Соловей Б.З. Компенсационно-параметрический импульсный стабилизатор напряжения. В кн.: Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И .Конева. Радио и связь, 1985, вып. 16, с. 51 - 55.

221. Щербак Я.В. Динамические характеристики ШИП с LC фильтром. -В.кн.: V Всесоюзная научно-техническая конференция «Проблемы преобразовательной техники», тезисы докладов. Киев, Ин-т электродинамики АН УССР, 1991, 4.V, с.154-155.

222. Электрические измерения неэлектрических величин/ Под ред. П.В. Новицкого. Л.: Энергия, 1975. - 576 с.

223. Электромагнитный привод робототехнических систем / А.А. Афонин, P.P. Билозор, В.В. Гребенников, Ю.И. Дыхненко, Л.П. Мельничук. Киев: Наукова думка, 1986. - 272 с.

224. Юферов Ф.М. Электрические машины автоматических устройств. -М.: Высшая школа, 1988. 479 с.

225. А.с. № 224653 (СССР). Электропривод постоянного тока/ Е.И. Усышкин, Е.Л. Ростовский. Опубл. в Б.И., 1968, №26.

226. А.с. № 464044 (СССР). Бесконтактный двигатель постоянного тока/ В.Е. Агеев, Л.Ф. Горбунов, B.C. Масленников, А.С. Михалёв Опубл. в Б.И., 1975, № 10.

227. А.с. № 525051 (СССР). Следящая система с нелинейной коррекцией /

228. A.Г. Микеров. Опубл. в Б.И., 1976, № 30.

229. А.с. № 664265 (СССР). Вентильный электродвигатель/ В.А. Соловьёв, А.М. Ланген. Опубл. в Б.И., 1979, № 9.

230. А.с. № 720680 (СССР). Фазовый дискриминатор/ Ю.К. Майоров,

231. B.В. Афанасьев. Опубл. в Б.И., 1980, №9.

232. А.с. № 917088 (СССР). Устройство для измерения соотношения частот вращения двух объектов/ В.А Соловьёв. Опубл. в Б.И., 1982, № 2.

233. А.с. № 970634 (СССР). Фазовый дискриминатор/ В.А. Соловьёв, М.В. Баркалов, В.В. Бычков. Опубл. в Б.И., 1982, №40.

234. А.с. № 985891 (СССР). Вентильный электродвигатель/ A.M. Ланген, В.А. Соловьёв. Опубл. в Б.И., 1982, № 48.

235. А.с. № 1035618 (СССР). Устройство для моделирования бесконтактного двигателя постоянного тока / В.Е. Агеев, Г.Ф. Федорова, B.C. Михайлов. -Опубл. в Б.И., 1983, №30.

236. А.с. № 1132329 (СССР). Реверсивный вентильный электродвигатель /Ю.П. Лукин, АГ. Микеров, Г.Е. Хоха. Опубл. в БИ, 1984, №48.

237. А.с. № 1153381 (СССР). Реверсивный вентильный электропривод / А.Г. Микеров, Г.Е. Хоха. Опубл. в БИ, 1985, № 16.

238. А.с. № 1166255 (СССР). Устройство для управления вентильным электродвигателем / А.А. Иванов, В.К. Лозенко, Л.М. Холмов. Опубл. в Б.И., 1985, №25.

239. А.с. № 1171916 (СССР). Моментный вентильный электродвигатель/

240. A.Ю. Афанасьев, Е.И. Дорохов, Н.А. Иванов, B.C. Ложеницин. Опубл. в Б.И., 1985, №29.

241. А.с. № 1217478 (СССР). Многофазный генератор сигналов инфра-низких частот/ В.А. Соловьёв, И.В. Сениковский, Г.С. Селезнёв, А.В. Чесноков. Опубл. в Б.И., 1986, №10.

242. А.с. № 1279040 (СССР). Реверсивный вентильный электропривод/

243. B.А. Соловьёв, А.М. Ланген, В.В. Волынкин. Опубл. в Б.И., 1986, №47.

244. А.с. № 1297186 (СССР). Реверсивный вентильный электродвигатель / Л.М. Епифанова, В.Н. Куликов, А.Г. Микеров, А.В. Яковлев. Опубл. в Б.И., 1987, №10.

245. А.с. № 1310962 (СССР). Моментный вентильный электропривод/ В.А. Соловьёв, А.М. Ланген, В.В. Волынкин. Опубл. в Б.И., 1987, № 18.

246. А.с. № 1312620 (СССР). Устройство для моделирования т-фазного вентильного двигателя постоянного тока / А.В. Тиманбв, Н.И. Дубских, В.Д. Константинов, В.А. Румянцев, Г.В. Помогаев. Опубл. В Б.И., 1987, № 19.

247. А.с. № 1334355 (СССР). Фазовый дискриминатор/ В.А. Соловьёв, Г.С. Селезнёв. Опубл. в Б.И., 1987, № 32.

248. А.с. № 1390729 (СССР). Моментный вентильный электродвигатель/

249. A.М. Ланген, В.А. Соловьёв. Опубл. в Б.И., 1988, № 15.

250. А.с. № 1390764 (СССР). Вентильный электропривод/ В.А. Соловьёв,

251. B.В. Бычков, В.В. Волынкин. Опубл. в Б.И., 1988, № 15.

252. А.с. № 1390765 (СССР). Вентильный электропривод/ A.M. Ланген, В.А. Соловьёв, В.В. Волынкин. Опубл. в Б.И., 1988, № 15.

253. А.с. № 1403952 (СССР). Управляемый вентильный электродвигатель/ А.М. Ланген, В.А. Соловьёв. Опубл. в Б.И., 1988, № 22.

254. А.с. № 1418879 (СССР). Вентильный электродвигатель/ Д.С. Астахов, С.А. Батоврин, JI.M. Епифанова, И.В. Житенская, АХ. Микеров, А.В. Яковлев. Опубл. в Б.И., 1988, №31.

255. А.с. № 1422225 (СССР). Импульсный стабилизатор напряжения/ В.В. Бычков, В.А. Соловьёв. Опубл. в Б.И., 1988, № 33.

256. А.с. № 1429241 (СССР). Коммутатор вентильного электродвигателя/ В.А. Соловьёв. Опубл. в Б.И., 1988, № 37.

257. А.с. № 1431015 (СССР). Реверсивный вентильный электродвигатель/ Е.М. Нашатыркин, М.А. Боровиков, В.И. Доманов. Опубл. в Б.И., 1988, №38.

258. А.с. № 1582290 (СССР). Коммутатор вентильного электродвигателя/ В.А. Соловьёв. Опубл. в Б.И., 1990, № 28.

259. А.с. № 1704239 (СССР). Вентильный электропривод/ В.А. Соловьёв. Опубл. в Б.И., 1992. №1.

260. А.с. № 1718360 (СССР). Реверсивный вентильный электропривод/ В.А. Соловьёв. Опубл. в Б.И., 1992, № 9.

261. А.с. № 1797133 (СССР). Устройство для моделирования ш-фазного вентильного электродвигателя/ А.М. Ланген, В.А. Соловьёв. Опубл. в Б.И., 1993, №7.

262. Пат. № 2142193 (РФ). Реверсивный вентильный электропривод (варианты)/ В.В. Соловьёва, В.А. Соловьёв. Опубл в Б.И., 1999, №33.

263. Analoge Schaltungen / Amthor W., Hohne M., Kurz G. u.a.; Herauas-gegeben von G. Kurz. Berlin: Militarverlag, 1985. - 319 S.

264. Brzoska F., Bartsch W. Mathematische Formelsammlung. Fach-buchverlag Leipzig, 1957. - S. 345.

265. Goodenough F. Motor-control semiconductors drive motor revolution. -Electronic Design, April 14,1988, P. 78-94.

266. Homburg D., Reiff E.C. Burstenlose Gleistromtachos sind auf dem Vor-marsch. Elektrotechnik (Schweiz), 1988, № 9, S.22-23.

267. Kester W., Erisman B. Switch regulators. Practical design techniques for power and thermal management. USA, Analog devices, Inc, 1998, S.3, P.3.1-3.71.

268. Kroger G. Kollektorlose Gleichstrommotoren. Archiv fur technischen Messen (ATM). April 1968, S.79-82.

269. Leistungselektronik. SEMIKRON INTERNATIONAL Katalog. -Nurnberg, 1996, Abs. A, S.179-192; Abs. B6, S.l-190.

270. Messdaten fur die Drehzahlregelung erfassen burstenlose Gleichstromta-chos. Industrie - Anzeiger, 1988, № 80, S.23.

271. Middlebrook R.D. Small-signal modeling of pulse-width modulated switched-mode power converters. Proc. IEEE, 1988, №4, P.343-354.

272. Mir S., Islam M.S., Sebastian T., Husain I. Fault-tolerant switched reluctance motor drive using adaptive fuzzy logic controller. IEEE Transactions on Industry Applications, 2003, vol.3, p.p.835-841.

273. Muhle B. Optoelektronischer Impulsgeber eine universelle Baueinheit zur Drehzahl-, Drehwinkel- und Drehrichtungserfassung. - ELEKTRIE, 1988, № 8, S.288-290.

274. Power Factor Correction Using TOPSwitch. Power Integrations, DN-7, 1995. - 12 p.

275. Rohr G. Moderne Gleichstromantriebe an Nahmaschienen. DNZ - Internationale,- 1988, № 10, S.40-42.

276. Schofeld R. Grundlagen der automatischen Steuerung. Berlin: Verlag Technik, 1987. - 204 S.

277. Thalheim K., Homburg D., Reiff E.-Ch. Analoge und digitale Dreh-zahlmessung: Tendenz bei Tachogeneratoren und Drehimpulsgeber. Antriebstech-nik, 1987, №9, S. 38-40.

278. Vogel J. Grundlagen der elektrischen Antriebtechnik mit Berechnungs-beispilen. Berlin: Verlag Technik, 1983. - 404 S.

279. Wilhelmy L., Doege D. Moderne Drehzahl-Istwertaufnemehmer fur die Antriebs- und Regelungstechnik. Technik Report, 1988, № 10, S.28-30.

280. Пат. № 1488726 (ФРГ). Drehzahleinrichtung fur einen Gleichstrommo-tor mit elektronischer Kommutierung / Krestler Erich, Rainer Erich.

281. Пат. № 2065936 (ФРГ). Kollektorloser Gleichstrommotor mit Dauer-magnetlaufer und Hallgeneratorsteuerung / Brunner Julius.

282. Пат. № 2309380 (ФРГ). Kommutatorloser Gleichstrommotor/ Wado Kinzo.

283. Пат. № 2311904 (ФРГ). Anordnung zur Drehzahlregelung eines mit einer elektronischen Kommutierungseinrichtung ausgestatten Gleichstrommotoren / Grunleitner Haus, Liska Manfred.

284. Пат. №2461391 (ФРГ). Drehzahlregelschaltung fur einen kollektorlosen Gleichstrommotor/ Tanikoshi, Kinji, Kawasaki, Kanagawa.

285. Пат. № 2727534 (ФРГ). Steuerschaltung fur einen elektronisch kommu-tierten Gleichstrommotor/ Sorensen, Robert, Lynge.

286. Пат. № 3044062 (ФРГ). Gleichstrommotor / Iamagami Tamotsu, Kawasaki Kanagawa.

287. Пат. № 3537403 (ФРГ). Kollektorloser Glechstrommotor mit oder fur einen Lufter / Muller Rolf.

288. Пат. № 3540396 (ФРГ). Verfahren und Schalungsordnung zur Erzeugung von Drehzahl-Informationen in einer Steurschaltung eines burstenlosen Gleichstrommotors zu seiner Regelung mittels einer digitalen Steureinrichtung / Morizot Gerard.

289. Пат. № 4403174 (США). Commutatorless DC motor drive device / Ki-yoshi Miyazaki, Jinichi Ito.