автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Энергосберегающий синхронный электропривод шахтной вентиляторной установки

На правах рукописи

□ОЗОБОЗО1

КУЗЬМИН Иван Константинович

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ СИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ШАХТНОЙ ВЕНТИЛЯТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Специальность 05 09 03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2007

003060301

Работа выполнена на кафедре «Автоматизированного электропривода» Московского энергетического института (Технического университета)

Защита диссертации состоится 29 июня 2007 года в аудитории М-611 в 14 час 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212 157 02 при Московском энергетическом институте (Техническом университете) по адресу 111250, г Москва, ул Красноказарменная, д 13

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по адресу 111250, г Москва, ул Красноказарменная, д 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ)

Автореферат разослан «2-Ьу> ИДЯ 2007 г

Ученый секретарь

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

ОСИПОВ Олег Иванович Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

ОНШЦЕНКО Георгий Борисович - кандидат технических наук ИВАНОВ Андрей Гелиевич

Ведущее предприятие

- ОАО «ЦНИИподземмаш»

диссертационного совета Д212 15' канд техн наук, доцент

Цырук С А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Основным потребителем электроэнергии в рудо-добывающих шахтах являются подъемные машины и вентиляторные установки Из 30 % расходуемой на вентиляцию шахты электроэнергии основная доля принадлежит главным вентиляторным установкам (ГВУ) или установкам главного проветривания Для крупных рудодобывающих шахт мощность электропривода ГВУ достигает диапазона 3 7 МВ г Вполне очевидно, что при подобных мощностях важную роль играют вопросы энергосбережения при работе ГВУ

Отличительной особенностью вентиляционной системы является постоянное изменение схемы шахтного проветривания с большой протяженностью и разветвленностью вентиляционной сети Ствол шахты представляет собой сложную аэродинамическую систему с постоянно изменяющимся аэродинамическим сопротивлением сети, которое определяет производительность и напор вентиляторной установки Вывод режимов вентиляции на максимальную производительность и давление происходит в течении десятка лет К тому же на параметры всей системы заметно влияет изменение естественной тяги от температуры воздуха на поверхности в течении суток, недель, месяцев и сезонов года

Сказанное предопределяет необходимость регулирования производительности вентиляторной установки при сохранении ее высоких энергетических показателей

С начала 80-х годов ведущими зарубежными фирмами освоено производство вентиляторов с регулированием угла поворота лопаток на ходу в рабочем режиме Показателем работы таких вентиляторов является семейство аэродинамических характеристик при различных углах поворота лопаток с совмещением на этих характеристиках эллипсообразных зон, соответствующих различным КПД вентилятора Диапазон регулирования производительности таких механизмов составляет 10 100% от номинальной Применение частотных методов регулирования скорости совместно с изменением угла поворота лопаток рабочего колеса осевого вентилятора, требует определения оптимальных, с позиции энергосбережения, соотношений скорости и углов поворота при различных аэродинамических сопротивлениях сети

В качестве регулируемого электропривода в установках подобных мощностей принято использовать синхронный электродвигатель с питанием по схеме вентильного двигателя (ВД) Одновременно питание по схеме ВД используется и для разгона синхронного двигателя с последующим включением его напрямую к сети Тогда один и тот же частотный преобразователь, при соответствующем выборе по мощности, может одновременно использоваться как пусковое устройство, так и для регулирования частоты вращения электропривода

Отсюда понятен интерес к анализу энергетических показателей регулирования производительности совместным изменением угла поворота лопаток рабочего колеса осевого вентилятора и изменением скорости регулируемого электропривода

Сложность процессов, происходящих в вентильном двигателе и переменная структура электромагнитной связи его обмоток статора и ротора затрудняют получение аналитических соотношений между переменными ВД А начичие бесконтактного коммутатора превращает ВД в сложную электромеханическую систему с двумя режимами работы коммутационным и некоммутационным Для каждого из режимов такие переменные как угол и ЭДС коммутации, углы управления тиристорными преобразователями имеют определяющие надежность работы ВД показатели, к тому же зависящие и от технологических режимов вентиляторной установки Их аналитические соотношения на этапе определения характеристик ВД во многом неоднозначны и требуют определения параметров для данного типа ВД с учетом принципов его регулирования Кроме того, синхронная машина по схеме ВД питается несинусоидальным током, что приводит к необходимости учета высших гармоник тока в обмотках машины при расчете тепловых потерь такого электропривода

Цель работы. Разработка и исследование синхронного электропривода шахтной вентиляторной установки с питанием по схеме ВД с повышенными энергетическими показателями при совместном регулировании производительности изменением углов поворота лопаток осевого вентилятора и частоты его вращения Указанная цель определила следующие основные задачи диссертационной работы

1 Анализ аэродинамических характеристик осевого вентилятора при регулировании его производительности изменением частоты вращения и угла поворота лопаток

2 Технико-экономическое обоснование применения синхронного вентильного электропривода шахтной вентиляторной установки

3 Разработку математической модели вентильного двигателя в режимах пуска и регулирования частоты вращения, т е в режимах иску сственной и естественной коммутации

4 Определение предельно-допустимых углов коммутации и перегрузочной способности вентильного синхронного двигателя при максимальных технологических режимах его работы

5 Апробацию математической модели ВД на экспериментальной установке

6 Анализ энергетических показателей ВД при регулировании производительности осевого вентилятора изменением частоты вращения и угла поворота лопаток осевого вентилятора

7 Определение зон и режимов работы вентиляторной установки, обеспечивающих ее максимальную энергетическую эффективность

Методика проведения исследований Использование уравнений Пар-ка-Горева для моделирования синхронной машины в коммутационном и некоммутационном режимах работы ВД Применение теоремы постоянства потокосцепления ротора синхронной машины в режиме двухфазного короткого замыкания для моделирования коммутационного режима вентильного двигателя Моделирование в математической среде Matlab (Simu-hnk) с использованием передаточных функций и векторно-матричного исчисления Переменные математической модели апробированы экспериментальными данными, полученными на лабораторном стенде вентильного двигателя Исследование энергетических показателей осевого вентилятора на основе аэродинамических соотношений Синтез системы управления на основе принципов подчиненного регулирования и аппроксимации передаточных функций Научная новизна.

1 На основании семейства аэродинамической характеристики осевого вентилятора главного проветривания шахты с изменяемым углом поворота лопаток рабочего колеса определены характеристики вентилятора для скоростей вращения в диапазоне 70 100% от номинальной Анализ аэродинамических характеристик показал, что при сочетании изменения угла поворота лопаток и регулировании скорости вентилятора может быть получен повышенный КПД вентиляторной установки

2 Определены зоны и режимы перехода регулирования производительности вентилятора главного проветривания шахты за счет изменения угла поворота лопаток к режиму регулирования изменением скорости вращения осевого вентилятора

3 Разработана математическая модель вентильного двигателя в режимах искусственной и естественной коммутации тиристоров, как в статических, так и в динамических режимах работы электропривода Особенностью модели является учет параметров демпферных обмоток синхронного двигателя, а также возможность анализа переменных электропривода в зависимости от углов управления тиристорным коммутатором, сетевым преобразователем и током возбуждения двигателя Модель позволяет оценивать переменные ВД во всех его режимах работы

4 На основании предложенной математической модели ВД определен допустимый угол коммутации гока тиристорного коммутатора (не выше 150°) и перегрузочная способность по моменту (до 1,627) вентильного синхронного двигателя при максимальных технологических режимах работы вентиляторной установки главного проветривания шахты

5 Определены зависимости полной, активной и реактивной мощностей, напряжения обмоток статора, угла коммутации, среднего электромагнитного момента, cosip от тока промежуточного звена, тока возбуждения, угла управления коммутатором, способствующие определению минимального и максимального токов возбуждения, максимального угла управления коммутатором, перегрузочной способности вентильного двигателя

6 Определены суммарные энергетические потери в синхронном вентильном двигателе во всем технологическом диапазоне работы вентилятора главного проветривания шахты

Практическая ценность и реализация работы. Инженерная методика расчета статических характеристик и параметров управления синхронным двигателем по схеме ВД позволяет решать основные проблемы проектирования и наладки подобных электроприводов Математическая модель вентильного двигателя обеспечивает его исследование по коммутационной способности и перегрузке для синхронных двигателей общепромышленного назначения, оснащенных демпферной обмоткой Дана оценка энергетических показателей регулирования производительности осевого вентилятора за счет изменения угла поворота лопаток вентилятора и скорости его вращения Определены участки вентиляторной характеристики осевого вентилятора, где энергетически целесообразно регулирование его производительности

Результаты работы явились основой для реализации синхронного вентильного электропривода вентиляторной установки главного проветривания ствола №7 рудника «Таймырский» ЗФ ОАО «ГМК «Норильский Никель»

К защите представляются следующие основные положения.

1 Область энергетической эффективности регулирования производительности осевого вентичятора шахтной вентиляторной установки за счет совместного регулирования угла поворота лопаток вентилятора и частоты его вращения

2 Модель вентильного двигателя в режимах искусственной и естественной коммутации тиристоров, как в статических, так и в динамических режимах работы электропривода Особенностью модели является учет демпферных обмоток синхронного двигателя, а также возможность анализа переменных электропривода в зависимости от углов управления тири-сторным коммутатором, сетевым преобразователем и током возбуждения двигателя Модель позволяет оценивать переменные ВД во всех его технологических режимах работы

3 Определены зоны и режимы перехода регулирования производительности вентилятора главного проветривания шахты за счет изменения угла поворота лопаток к режиму регулирования производительности изменением скорости вращения осевого вентилятора Для расчетного значения эквивалентного отверстия шахты А =2,853 м , доказана целесообразность постоянства номинальной скорости вращения лопаток при регулировании производительности в диапазоне 450 600 м3/с и регулировании производительности изменением частоты вращения вентилятора в диапазоне 340 450 м3/с При этом КПД электропривода вентилятора увеличивается до 11%

Апробация работы. Содержание работы доложено и обсуждено в МЭИ на 11 и 12-ой международных научно-технических конференциях

студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" в 2005, 2006 г

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 6 печатных трудах

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 92 наименований и приложения Ее содержание изложено на 155 страницах машинописного текста, включая 58 рисунков и 17 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность и необходимость исследования энергетических показателей вентиляторной установки с регулированием производительности как поворотом лопаток рабочего колеса осевого вентилятора, так и изменением частоты вращения вентилятора Рассмотрены проблемы, связанные с работой регулируемого электропривода на базе синхронного двигателя и тиристорного преобразователя с зависимым инвертором тока в режимах естественной и искусственной коммутации тока статора ВД Дан анализ технологических и энергетических режимов работы вентильного двигателя

В первой главе обосновывается необходимость регулирования производительности шахтных ГВУ Приводятся основные соотношения и критерии эффективности регулирования производительности осевого вентилятора Перечисляются основные способы регулирования производительности в современных ГВУ, оснащенных осевыми вентиляторами Дана кинематическая схема электропривода вентиляторов

Рассмотрены и проанализированы особенности регулирования производительности осевых вентиляторов и ограничения, связанные с нестабильным участком аэродинамической характеристики, свойственным этому типу вентиляторов Даны современные способы регулирования производительности у осевых вентиляторов и некоторые особенности их аэродинамической характеристики

Рассмотрен способ регулирования производительности изменением угла поворота лопаток осевого вентилятора Приведены аэродинамические HQ характеристики осевого вентилятора при различных углах поворота лопаток (рис 1) На этих характеристиках по аэродинамическим соотношениям построены поля работы осевого вентилятора при разных углах поворота лопаток Р/ в диапазоне регулирования скорости 70 100% от номинальной Верхняя пологая кривая каждого рабочего поля соответствует работе при номинальной скорости Пунктирные линии на HQ характеристике определяют область работы осевого вентилятора при разных КПД Характеристики сети Ai и А2 соответствуют разным ее аэродинамическим сопротивлениям На характеристике Ai находится точка работы ГВУ, соответствующая номинальным технологическим требованиям, а на характери-

стике А2 максимальным Характерно, что точка номинальной работы находится внутри зоны КПД=88%

О -1-.-г--,-—,-г----,---

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100

Производительность (), м3 /с

Рис. 1

Выделены преимущества, связанные с применением осевого вентилятора в ГВУ На основании требований к технологическим режимам работы и аэродинамической характеристике вентилятора ГВУ, определена его требуемая мощность Обоснован выбор типа электропривода осевого вентилятора

Вторая глава посвящена разработке математической модели ВД В ее основу положены уравнения Парка-Горева для напряжений и потокосцеп-лений синхронной машины с демпферными обмотками в с1ц координатах, вращающихся со скоростью ротора Модель позволяет по мгновенным значениям переменных определить энергетические потери, показатели работы и допустимые значения параметров ВД, обеспечивающие его надежную работу

Опредетены алгоритмы управляющих воздействий и алгоритмы распределения тока промежуточного звена по фазам статора синхронного двигателя в зависимости от углового положения ротора или фазы ЭДС обмоток статора в режимах естественной и искусственной коммутации

Анализ работы ВД определил наличие трех относительно независимых объектов и соответственно математических моделей, отображающих работу ВД

1 Преобразователь частоты со звеном постоянного тока, состоящий из двух тиристорных трехфазных мостовых преобразователей и сглаживающего дросселя

2 Синхронный двигатель в некоммутационном режиме с питанием обмоток статора от источника тока

3 Синхронный двигатель в режиме коммутации

Для некоммутационного режима, с учетом питания обмоток статора синхронного двигателя от источника тока и учете демпферных обмоток ротора в векторно-матричном виде получено соотношение, выражающее электромагнитные связи токов ротора и статора

Й7! =Х, ~П + Х3 12, где столбцы Г, =[г/.'>„'г>?Ь »2 = М.0]> ^ ^Л^иЬ

и матрицы

О О

Матрица сопротивлений роторных обмоток имеет вид

О

ч ** 0 ^ Ч, 0

хы Ху* 0 . м= 0

[0 0 Хуч) 0 X Ч "1

V

о

По этому соотношению определена структурная схема синхронной машины в некоммутационном режиме при питании от источника тока ("рис 2)

Г

1а, 1Ь, 1с

иС0]с

и,ц

м

¥

I ___

Щ

J V

¥,Ь<1,1уч

Рис

При построении математической модели вентильного двигателя в режиме коммутации использована теорема постоянства потокосцеплений роторных обмоток синхронной машины в сверхпереходном режиме, начальным периодом которого является режим коммутации ВД С учетом этой

теоремы получено уравнение напряжений на обмотках статора синхронного двигателя в режиме коммутации

»а = и ~ ® + ~ + е"а.

Л.

где еа, еч - сверхпереходные ЭДС

е'\ = -озК^уч = -«[(*, - дг",)/, + ]. е\ = ©(А^ + а:^) = - х\ ),„ + хы0г + »„)] По этим уравнениям в векторно-матричном виде определена структурная схема математической модели синхронной машины в режиме коммутации (рис 3)

Ч^Ч^.Ч^--1 |-------- "

" " 1------^ Р N

[ООО]

Н +

хЬ

_1_ Р

И,".," ь^л

1 / 41 ч

Рис 3

Где матрицы

м=

V 0 0 -о /* 0 0 0

0 *«< Х^ 0 0 0 0 0

0 0 0 0 > м= 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 , \ 0 0 0 0 0,

0 0 0 / г„ 0 0 0 о4

0 У*, 0 0 0 0 г, 0 0 0

0 0 0 0 0 ? н= 0 0 г 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 V 0

0 0 0 0 0,1 0 \ 0 0 0 г»)

1 * 0 Хыг х ¡и! 0 ^

1 о л. 71 0 0 2

и= 1 0 Х1 л А<! 0

г * 0 ><1 0

V 0 0 0 У

Через коэффициенты матриц [А], [£], [г], [В] реализовано вычисление токов статора синхронного двигателя Блок F обеспечивает выполнение теоремы постоянства потокосцеплений ротора В блоке N вычисляются токи обмоток ротора Матрица [Х,г] обеспечивает связь токов и потокосцеп-лений статора в режиме коммутации

В математических моделях на рис 2, 3 учитывается влияние изменения токов статора на токи в демпферных обмотках и обмотке возбуждения

Результатом разработки математических моделей явилось построение обобщенной математической модели, объединяющей модели синхронной машины в коммутационном и некоммутационном режимах, а также включающей в себя сетевой преобразователь, тиристорный коммутатор и сглаживающий дроссель в звене постоянного тока Блок-схема этой математической модели дана на рис 4 Здесь

БКТ - блок коммутации тока,

БКН - блок коммутации напряжения,

БК - блок формирования режимов,

БКП - блок координатных преобразований Ток промежуточного контура гг формируется на выходе инерционного звена с постоянной времени Тг, определяемой параметрами сглаживающего дросселя На вход этого звена подается разность напряжений сетевого преобразователя иЛп и тиристорного коммутатора Величина этих напряжений определяется значением углов включения сетевого преобразователя а„ и тиристорного коммутатора ат

По окончании некоммутационного режима расчетные переменные ВД передаются, как начальные условия, в модель коммутации Окончание коммутации регистрируется равенством нулю тока фазы вышедшей из коммутации Рассчитанные данные отправляются в качестве начальных условий в некоммутационную модель Таким образом, осуществляется циклический процесс расчета мгновенных значений переменных синхронного двигатечя

По полученным значениям переменных токов статорных и роторных обмоюк определена упрощенная модель определения потерь ВД, учитывающая потери

• в сопротивлениях обмоток статора при питании их трапецеидальным (несинусоидальным) током,

• в сопротивлениях демпферной обмотки и обмотке возбуждения,

• в сопротивлениях тиристоров машинного и сетевого преобразователя,

• в сглаживающих дросселях звена постоянного тока,

• в стали машины

Для матемагической модели вентильного двигателя произведен синтез системы автоматического регулирования скорости на основе принципов подчиненного регулирования

Питающая сеть переменного тока

«л I Сетевой

преобразователь

и

Яг(ТгР+1)\

(Хт

\Шт___

Тиристорный коммутатор 1 "

- БКТ --■

и,1я |

Модель двигателя в

1 V___]некоммутационном режиме {

I.

\jt-j

1г

'4

БКН

I

Модель двигателя в коммутационном режиме

Ч>", I"

Мс

ЗР

ЦЪоЬс

БК

Рис 4

В третьей главе по данным аэродинамической характеристики вентилятора (рис 1) и математической модели ВД (рис 4) определены энергетические показатели электропривода при раздельном и совместном регулировании производительности ГВУ изменением угла поворота лопаток и изменением частоты вращения

Зависимости суммарного КПД электропривода осевого вентилятора при регулировании производительности изменением частоты вращения в диапазоне 70 100% номинальной скорости вращения вентилятора и изменении угла поворота лопаток Р/От +6° до -18° даны на рис 5 Штрихпунк-тирной линией (3показана зависимость суммарного КПД электропривода при питании синхронного двигателя от сети и регулировании производительности изменением угла поворота лопаток Зависимость при регулировании производительности изменением угла поворота лопаток с вентильным двигателем на номинальной скорости вращения показана пунктирной линией р^-шг Сплошными линиями показаны зависимости суммарного КПД электропривода при регулировании производительности изменением скорости при разных углах поворота лопаток Эквивалентное отверстие шахты (А=2,853), принятое в расчетах, соответствует характеристике сети обеспечивающей работу вентилятора в точке с номинальными значениями

сз

кпд.

$г=- 6°

0 85

0 75

0 65

' / //

06 4— 250

300

350

450 500 550 600 650

Производительность м /с

производительности и давления при отсутствии статического давления со стороны шахты Линией Qfmм отмечена номинальная производительность ГВУ

На основании зависимостей на рис 5 определена целесообразность постоянства номинальной скорости вращения лопаток при регулировании производительности ГВУ изменением угла поворота лопаток в диапазоне 450 600 м3/с и регулировании производительности изменением частоты вращения вентилятора в диапазоне 340 450 м3/с с фиксированным углом поворота лопаток -12° При этом результирующий КПД электропривода вентилятора увеличивается до 11%

Определены зависимости полной, активной и реактивной мощностей, напряжения обмоток статора, угла коммутации, среднего электромагнитного момента, соБ(р от тока промежуточного звена, тока возбуждения, угла управления коммутатором, способствующие определению минимального и максимального токов возбуждения, максимального угла управления коммутатором, перегрузочной способности вентильного двигателя

Определен допустимый угол коммутации (не выше 150°) и перегрузочная способность по моменту (до 1,627) вентильного синхронного двигателя при максимальных технологических режимах работы вентиляторной установки главного проветривания шахты

В четвертой главе производится апробация математической модели ВД с данными, полученными на лабораторном стенде вентильного двигателя с цифровой системой регулирования и синхронным двигателем ДГС 91-4

По результатам эксперимента получены параметры машины необходимые для математического моделирования ВД

Результаты экспериментальных данных, полученные на стенде и математической модели ВД для различных скоростей и нагрузок представлены в таблице На рис 6 даны осциллограммы коммутации тока в обмотках статора синхронного двигателя с фазы а на фазу Ъ ВД при ю=273 рад/с, гг=18,2 А, г/=9,5 А полученные на математической модели а) и лабораторной установке б) Погрешность угла коммутации, рассчитанная для данного режима на математической модели ВД, относительно угла коммутации, определенного по мгновенным значениям токов на рис 6, б, не превышает 6,4 %

Смоделирован процесс разгона и торможения ВД в диапазоне от нулевой до номинальной скорости электропривода лабораторной установки, наброс и сброс нагрузки при работе ВД при номинальной скорости

На рис 7 в относительных единицах представлены осциллограммы разгона ВД от нулевой до номинальной скорости электропривода лабораторной установки а), математической модели б) На осциллограммах даны переменные тока промежуточного контура гг, тока возбуждения у, скорости п и задания на скорость п3 На осциллограммах присутствует участок раз-

гона ВД в режиме искусственной коммутации до скорости 0,12иИ0У и естественной коммутации при большей скорости При построении САР скорости ВД на математической модели учитывались все основные соотношения и зависимости цифровой САР скорости электропривода лабораторного стенда

Экспериментальные исследования режимов работы вентильного двигателя на лабораторной установке подтвердили достаточную сходимость практических и полученных на модели теоретических результатов

Переменные математической модели и стенда вентильного двигателя

Переменные ВД ю=314 рад/с, гг=7,3 А, со=273 рад/с, гг=18,2 А, ю=79,3 рад/с, гг=36,8 А,

стенд I модель стенд модель стенд модель

Ток возбуждения, А 8,4 А 10,5 9,5 А 11,3 10,4 А 12,6

Действующее фазное напряжение статора ВД, В 127 130 112 109 35,3 35,6

Угол коммутации ВД, град 1 9 2,3 4,7 4,4 11,5 9,5

/,А20

2 2002 2004 2006 2008 201 2012 2014 2016 2018 202 1, с

а)

И

^ 3,3 А/дет ■ 1

'] 1а 1Ь

а)

б) Рис 7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1 На основании семейства аэродинамической характеристики осевого вентилятора главного проветривания шахты с изменяемым углом поворота лопаток рабочего колеса определены характеристики вентилятора для скоростей вращения в диапазоне 70 100% от номинальной Анализ аэродинамических характеристик показал, что при сочетании изменения угла поворота лопаток и регулировании скорости вентилятора может быть получен повышенный КПД вентиляторной установки

2 Определены зоны и режимы перехода регулирования производительности вентилятора главного проветривания шахты за счет изменения угла поворота лопаток к режиму регулирования производительности изменением скорости вращения осевого вентилятора Доказана целесообразность постоянства номинальной скорости вращения лопаток при регулировании производительности изменением угла поворота лопаток в диапазоне 450 600 м3/с и регулировании производительности изменением частоты вращения вентилятора в диапазоне 340 450 м3/с с углом поворота лопаток -12° При этом КПД электропривода вентилятора увеличивается до 11%

3 Разработана модель вентильного двигателя в режимах искусственной и естественной коммутации тиристоров, как в статических, так и в динамических режимах работы электропривода Особенностью модепи является учет демпферных обмоток синхронного двигателя, а также возможность анализа переменных электропривода в зависимости от углов управления тиристорным коммутатором, сетевым преобразователем и током возбуждения двигателя Модель позволяет оценивать переменные ВД во всех его режимах работы

4 На основании предложенной математической модели ВД определен допустимый угол коммутации тока тиристорного коммутатора (не выше 150°) и перегрузочная способность по моменту (до 1,627) вентильного синхронного двигателя при максимальных технологических режимах работы вентиляторной установки главного проветривания шахты

5 Определены зависимости полной, активной и реактивной мощностей, напряжения обмоток статора, угла коммутации, среднего электромагнитного момента, coscp от тока промежуточного звена, тока возбуждения, угла управления коммутатором, способствующие определению минимального и максимального токов возбуждения, максимального угла управления коммутатором, перегрузочной способности вентильного двигателя

6 Определены суммарные энергетические потери в синхронном вентильном двигателе в диапазоне изменения его частоты вращения 70 100% от номинальной Установлено, что в этих режимах суммарный КПД ВД не выше 95%

7 Экспериментальные исследования режимов работы вентильного двигателя на лабораторной установке подтвердили достаточную сходимость практических и полученных на модели теоретических результатов

8 Результаты работы явились основой для реализации синхронного вентильного электропривода вентиляторной установки главного проветривания ствола №7 рудника «Таймырский» ЗФ ОАО «ГМК «Норильский Никель», что подтверждено актом о внедрении

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Дацковский Л X, Роговой В И, Кузьмин И К Электропривода переменного тока шахтных вентиляторных установок // Электротехнические системы и комплексы Межвуз сб науч тр Под ред С И Лукьянова -Магнитогорск МГТУ, 2005 -Вып И -С 57-66

2 Кузьмин И К Технологические требования к электроприводу установки главного проветривания рудника // 11-я Международная научн-техн. конф студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика", 1-2 марта 2005 г Тез докл, т 2 - М МЭИ, - 2005 -С 131

3 Кузьмин И К Математическая модель вентильного двигателя на базе автономного инвертора тока // Труды МЭИ - М Издательство МЭИ, 2005 -Вып 681 -С 18-27

4 Кузьмин И К Описание математической модели вентильного двигателя // Электротехнические системы и комплексы Межвуз сб науч тр Под ред С И Лукьянова - Магнитогорск МГТУ, 2006 - Вып 12 -С 171-180

5 Кузьмин И К Математическая модель вентильного синхронного эчектропривода//12-я Междунар науч-техн конф студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика", 2-3 марта 2006 г Тез докл , т 2 -М. МЭИ, 2006 -С 126-127

6 Осипов О И , Кузьмин И К Энергетические показатели синхронного вентильного электропривода осевых вентиляторов проветривания горных шахт //Электричество -2007 -№3 -С 59-61

Подписано в печать (&0£ С-^Зак. №Ь Тир. /СО п.л.

Полиграфический центр МЭИ (ТУ)

Красноказарменная ул., д. 13

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШАХТНОЙ ВЕНТИЛЯТОРНОЙ УСТАНОВКИ.

РЕГУЛИРОВАНИЕ ЕЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ.

1.1. Технологическая схема и особенности регулирования производительности шахтной вентиляторной установки.

1.2. Аэродинамические характеристики вентиляторов.

1.3. Регулирование производительности осевого вентилятора.

1.4. Обоснование и выбор электропривода вентиляторной установки.

Выводы.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПО СХЕМЕ ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ.

2.1. Электромагнитный момент вентильного двигателя.

2.2. Вентильный двигатель в некоммутационном режиме.

2.3. Вентильный двигатель в коммутационном режиме.

2.4. Обобщенная векторно-матричная структурная схема вентильного двигателя.

2.5. Перегрузочная способность вентильного двигателя.

2.6. Структура управления вентильного двигателя.

Выводы.

ГЛАВА 3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ШАХТНОЙ ВЕНТИЛЯТОРНОЙ УСТАНОВКИ.

3.1. Энергетические потери синхронного вентильного электропривода.

3.2. Коэффициент полезного действия электропривода шахтной вентиляторной установки.

3.3. Энергетические показатели синхронного вентильного электропривода при различных режимах его работы.

3.4. Производительность и энергетическая эффективность вентильного электропривода шахтной вентиляторной установки.

Выводы.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

РЕЖИМОВ РАБОТЫ СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

ПО СХЕМЕ ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ.

4.1. Лабораторная установка для исследования режимов работы синхронного электропривода по схеме вентильного двигателя.

4.2. Статические и динамические режимы работы синхронного вентильного электропривода.

4.3. Коммутационные режимы работы синхронного вентильного электропривода.

Выводы.

Основным потребителем электроэнергии в рудодобывающих шахтах являются подъемные машины и вентиляторная установка. Из 30 % электроэнергии, расходуемой на вентиляцию шахты, основная доля принадлежит главным вентиляторным установкам (ГВУ) или установкам главного проветривания [1,2]. Для крупных рудодобывающих шахт мощность электропривода ГВУ достигает диапазона 3. .7 МВт. Вполне очевидно, что при подобных мощностях важную роль играют вопросы энергосбережения.

Ствол шахты представляет собой сложную аэродинамическую систему с постоянно изменяющимся аэродинамическим сопротивлением сети, которое определяет производительность и напор вентиляторной установки [3,4, 5].

Отличительной особенностью вентиляционной системы является постоянное изменение схемы шахтного проветривания с большой протяженностью и разветвленностью вентиляционной сети. Вывод режимов вентиляции на максимальную производительность и давление происходит в течение десятка лет. К тому же на параметры всей системы заметно влияет изменение естественной тяги от температуры воздуха на поверхности рудника в течение суток, недель, месяцев и сезонов года.

Сказанное предопределяет необходимость регулирования производительности вентиляторной установки при сохранении ее высоких энергетических показателей.

Существует два основных направления в регулировании производительности вентиляторов. Первое из них связано с изменением аэродинамической характеристики вентилятора или сети. Второе - с изменением частоты вращения вентилятора изменением частоты вращения его электропривода.

Соотношения, полученные на основе аэродинамических законов [3, 6, 7], показывают, что даже небольшое изменение производительности дросселированием или изменением угла поворота лопаток направляющего аппарата, т.е. изменением аэродинамической характеристики сети, в кубической зависимости влияет на потребляемую мощность, в то время, как изменение скорости, пропорционально изменению производительности. Таким образом, регулирование скорости дает большую экономию электроэнергии по сравнению с дроссельным регулированием.

Иначе обстоит дело с регулированием производительности изменением аэродинамической характеристики турбомеханизма. В частности, изменением поворота лопаток рабочего колеса осевого вентилятора. В этом случае, изменяя характеристику турбомеханизма, удается в широких пределах регулировать производительность вентилятора в зоне его высокого КПД [8].

Несмотря на то, что этот метод уже давно используется в отечественной и зарубежной практике, изменение угла поворота лопаток осуществляется вручную при остановленном вентиляторе и занимает существенное время [6, 9, 10].

С начала 80-х годов ведущими зарубежными фирмами освоено производство вентиляторов с регулированием угла поворота лопаток на ходу, в рабочем режиме. Теория регулирования производительности осевых вентиляторов изменением угла поворота лопаток на ходу представлена в отечественных работах [11, 12, 13]. Показателем работы таких вентиляторов является семейство аэродинамических характеристик при различных углах поворота лопаток с совмещением на этих характеристиках эллипсообраз-ных зон соответствующих различным КПД. Диапазон регулирования производительности таких механизмов составляет 10. 100% от номинальной, а максимальный КПД по информационным данным фирмы Flakt&Woods превышает 93%. Электроприводом в таких установках, как правило, является синхронный двигатель, питающийся непосредственно от сети.

Для улучшения эксплуатационных характеристик мощных синхронных электроприводов применяются пусковые устройства разных типов. Технико-экономический анализ показывает, что наиболее привлекательным пусковым устройством для синхронного двигателя мощностью более

5 МВт и напряжением 6 кВ является пусковое устройство по схеме вентильного двигателя [14]. Особенность такого пускового устройства состоит в возможности полноценного регулирования скорости электропривода, без каких либо изменений в силовой схеме.

Отсюда понятен интерес к анализу энергетических показателей регулирования производительности совместным изменением угла поворота лопаток рабочего колеса осевого вентилятора и изменением скорости его электропривода.

Сложность процессов, происходящих в вентильном двигателе и переменная структура электромагнитной связи обмоток статора и ротора, затрудняют получение точных аналитических соотношений между переменными ВД. Наличие бесконтактного коммутатора превращает ВД в сложную электромеханическую систему, работающую в двух режимах работы: коммутационном и некоммутационном. Кроме того, синхронная машина в схеме ВД питается несинусоидальным током, что приводит к необходимости учета высших гармоник тока в обмотках машины при расчете потерь в подобном электроприводе.

В большинстве аналитических соотношений, описывающих работу ВД, используются такие переменные, как угол коммутации, угол опережения открытия тиристоров трехфазного мостового выпрямителя, ЭДС коммутации [15, 16, 17, 18, 19], которые на этапе определения характеристик ВД еще не известны и могут иметь ограничения, связанные с технологическими требованиями. Следует так же отметить, что в отличии от коллекторных двигателей постоянного тока, синхронных и асинхронных двигателей, ВД всегда должен работать вместе с системой регулирования, главным образом, во избежание опрокидывания тиристорного коммутатора. Поэтому статические характеристики ВД, подобные характеристикам других типов машин, оказываются для анализа его работы мало приемлемыми.

В наиболее распространенной теории вентильного электропривода [15, 16, 17] действие сложных форм токов и напряжений статора заменяется действием первых гармоник, а соотношения переменных ВД в коммутационном режиме рассматривается отдельно. Практическое использование таких аналитических решений (частотный анализ, построение функций чувствительности, синтез систем управления, математический анализ непрерывных функций) оказывается слишком сложным и излишним при проектировании вентильных электроприводов и анализа их энергетических показателей. Поэтому возникает необходимость в создании математической модели, которая наибольшим образом приближалась бы к физической картине процессов происходящих в ВД и требовала бы доступные на этапе проектирования технические данные.

При выборе синхронного двигателя с питанием по схеме «вентильного двигателя» для частотного плавного пуска или для электропривода, работающего в режиме регулирования скорости, особое внимание необходимо уделять параметрам демпферной обмотки (активным и реактивным сопротивлениям). Активные сопротивления определяют величину тепловых потерь роторной обмотки двигателя, а реактивные сопротивления влияют на устойчивость коммутационного процесса, формируя значения сверхпереходного сопротивления статора по продольной и поперечной осям [15, 16].

При большой величине активных сопротивлений возможен перегрев обмотки ротора, что часто вызывает разрушение изоляции ротора с последующим выходом из строя всего двигателя. А отсутствие датчиков температуры в обмотках ротора не позволяет диагностировать такой перегрев.

Величина реактивных сопротивлений демпферной обмотки ротора определяет время процесса коммутации токов и напряжений тиристорного коммутатора, которое является принципиальным для вентильного двигателя. Время коммутации зависит от значения ЭДС коммутации, создаваемой вращающимся результирующим магнитным потоком в обмотках статора, которая осуществляет коммутацию титисторов тиристорного коммутатора. При достаточной ЭДС статора процесс коммутации проходит быстро и завершается раньше момента изменения полярности напряжения на выходящем из работы тиристоре. В противном случае происходит параллельное включение двух тиристоров одной группы с последующим развитием аварийной ситуации [18, 20, 21, 22, 23]. Для создания достаточной величины ЭДС коммутации необходимы малые величины сверхпереходных сопротивлений по продольной и поперечной осям.

Целью работы является разработка и исследование синхронного электропривода шахтной вентиляторной установки с питанием по схеме ВД с повышенными энергетическими показателями при совместном регулировании производительности изменением углов поворота лопаток осевого вентилятора и частоты его вращения. Указанная цель определила следующие основные задачи диссертационной работы:

• Анализ аэродинамических характеристик осевого вентилятора при регулировании его производительности изменением частоты вращения и угла поворота лопаток.

• Технико-экономическое обоснование применения синхронного вентильного электропривода шахтной вентиляторной установки.

• Разработку математической модели вентильного двигателя в режимах пуска и регулирования частоты вращения, т.е. в режимах искусственной и естественной коммутации и на ее основе определение энергетических потерь в ВД.

• Определение предельно-допустимых углов коммутации и перегрузочной способности вентильного синхронного двигателя при максимальных технологических режимах его работы. На основе расчетных переменных математической модели определение потерь ВД и их сравнение с потерями при питании синхронного двигателя от сети 6 кВ.

• Определение передаточных функций ВД и синтез его САР скорости на основе принципов подчиненного регулирования.

• Апробацию математической модели ВД на экспериментальной установке.

• Анализ энергетических показателей ВД при регулировании производительности осевого вентилятора изменением частоты вращения и угла поворота лопаток осевого вентилятора.

• Определение зон и режимов работы вентиляторной установки, обеспечивающих ее максимальную производительность и энергетическую эффективность.

Методика проведения исследований. Использование уравнений Пар-ка-Горева для моделирования синхронной машины в коммутационном и некоммутационном режимах работы ВД. Применение теоремы постоянства потокосцепления ротора синхронной машины в режиме двухфазного короткого замыкания для моделирования коммутационного режима вентильного двигателя. Моделирование в математической среде МаЙаЬ (БтиИпк) с использованием передаточных функций и векторно-матричного исчисления. Переменные математической модели апробированы экспериментальными данными, полученными на лабораторном стенде вентильного двигателя. Исследование энергетических показателей осевого вентилятора на основе аэродинамических соотношений. Синтез системы управления на основе принципов подчиненного регулирования и аппроксимации передаточных функций.

Научная новизна.

1. На основании семейства аэродинамической характеристики осевого вентилятора главного проветривания шахты с изменяемым углом поворота лопаток рабочего колеса определены характеристики вентилятора для скоростей вращения в диапазоне 70. 100% от номинальной. Анализ аэродинамических характеристик показал, что при сочетании изменения угла поворота лопаток и регулировании скорости вентилятора может быть получен повышенный КПД вентиляторной установки.

2. Определены зоны и режимы перехода регулирования производительности вентилятора главного проветривания шахты за счет изменения угла поворота лопаток к режиму регулирования изменением скорости вращения осевого вентилятора.

3. Разработана математическая модель вентильного двигателя в режимах искусственной и естественной коммутации тиристоров, как в статических, так и в динамических режимах работы электропривода. Отличием данной модели от существующих является: учет дискретности состояний ВД (коммутационный и некоммутационный режимы), учет параметров демпферных обмоток синхронного двигателя, возможность анализа переменных электропривода в зависимости от углов управления тиристорным коммутатором, сетевым преобразователем и выпрямителем обмотки возбуждения двигателя. Модель позволяет оценивать переменные ВД во всех его энергетических и технологических режимах работы.

4. По данным математической модели ВД определен допустимый угол коммутации (не выше 150°) и перегрузочная способность по моменту (до 1,627) вентильного синхронного двигателя при максимальных технологических режимах работы вентиляторной установки главного проветривания шахты.

5. Определены зависимости полной, активной и реактивной мощностей, напряжения обмоток статора, угла коммутации, среднего электромагнитного момента, cos(p от тока промежуточного звена, тока возбуждения, угла управления коммутатором, способствующие определению минимального и максимального токов возбуждения, максимального угла управления коммутатором, перегрузочной способности вентильного двигателя.

6. Определены суммарные энергетические потери в синхронном вентильном двигателе во всем технологическом диапазоне работы вентилятора главного проветривания шахты.

Практическая ценность и реализация работы. Инженерная методика расчета статических характеристик и параметров управления синхронным двигателем по схеме ВД позволяет решать основные проблемы проектирования и наладки подобных электроприводов. Математическая модель вентильного двигателя обеспечивает его исследование по коммутационной способности и перегрузке для синхронных двигателей общепромышленного назначения, оснащенных демпферной обмоткой. Дана оценка энергетических показателей регулирования производительности осевого вентилятора за счет изменения угла поворота лопаток вентилятора и скорости его вращения. Определены участки вентиляторной характеристики осевого вентилятора, где энергетически целесообразно регулирование его производительности.

Результаты работы явились основой для реализации синхронного вентильного электропривода вентиляторной установки главного проветривания ствола №7 рудника «Таймырский» ОАО ГМК «Норильский Никель», что подтверждается актом о внедрении результатов диссертационной работы (П. 12).

К защите представляются следующие основные положения.

1. Область энергетической эффективности регулирования производительности осевого вентилятора шахтной вентиляторной установки за счет совместного регулирования угла поворота лопаток вентилятора и частоты его вращения.

2. Модель вентильного двигателя в режимах искусственной и естественной коммутации тиристоров, как в статических, так и в динамических режимах работы электропривода. Особенностью модели является учет демпферных обмоток синхронного двигателя, а также возможность анализа переменных электропривода в зависимости от углов управления тири-сторным коммутатором, сетевым преобразователем и током возбуждения двигателя. Модель позволяет оценивать переменные ВД во всех его технологических режимах работы.

3. Определены зоны и режимы перехода регулирования производительности вентилятора главного проветривания шахты за счет изменения угла поворота лопаток к режиму регулирования производительности изменением скорости вращения осевого вентилятора. Для расчетного значения эквивалентного отверстия шахты Л=2,853 м , доказана целесообразность постоянства номинальной скорости вращения лопаток при регулировании производительности в диапазоне 450.600 м3/с и регулировании производительности изменением частоты вращения вентилятора в диапазоне 340.450 м /с. При этом КПД вентилятора увеличивается на 11%.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 11 и 12-ой международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика", МЭИ, 2005, 2006 г.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в шести печатных трудах.

8. Результаты работы явились основой для реализации синхронного вентильного электропривода вентиляторной установки главного проветривания ствола №7 рудника «Таймырский» ОАО ГМК «Норильский Никель», что подтверждается актом о внедрении результатов диссертационной работы (П. 12).

134

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основании семейства аэродинамической характеристики осевого вентилятора главного проветривания шахты с изменяемым углом поворота лопаток рабочего колеса определены характеристики вентилятора для скоростей вращения в диапазоне 70.100% от номинальной. Анализ аэродинамических характеристик показал, что при сочетании изменения угла поворота лопаток и регулировании скорости вентилятора может быть получен повышенный КПД вентиляторной установки.

2. Определены зоны и режимы перехода регулирования производительности вентилятора главного проветривания шахты за счет изменения угла поворота лопаток к режиму регулирования производительности изменением скорости вращения осевого вентилятора. Доказана целесообразность постоянства номинальной скорости вращения вентилятора при регулировании производительности изменением угла поворота лопаток в диапазоне 450.600 м3/с и регулировании производительности изменением частоты вращения вентилятора в диапазоне 340.450 м /с с углом поворота лопаток -12°. При этом КПД вентиляторной установки увеличивается на 11%.

3. В математической среде Matlab (Simulink) разработана модель вентильного двигателя в режимах искусственной и естественной коммутации тиристоров, как в статических, так и в динамических режимах работы электропривода. Особенностью модели является учет параметров демпферных обмоток синхронного двигателя, а также возможность анализа переменных электропривода в зависимости от углов управления тиристорным коммутатором, сетевым преобразователем и током возбуждения двигателя. Модель позволяет оценивать переменные ВД во всех его технологических и энергетических режимах работы.

4. Определен допустимый угол коммутации (не выше 150°) и перегрузочная способность по моменту (до 1,627) вентильного синхронного двигателя при максимальных технологических режимах работы вентиляторной установки главного проветривания шахты.

5. Определены зависимости полной, активной и реактивной мощностей, напряжения обмоток статора, угла коммутации, среднего электромагнитного момента, собф от тока промежуточного звена, тока возбуждения, угла управления коммутатором, способствующие определению минимального и максимального токов возбуждения, максимального угла управления коммутатором, перегрузочной способности вентильного двигателя.

6. Определены суммарные энергетические потери в синхронном вентильном двигателе при эквивалентном отверстии шахты А/=2,853 м2 и А2=3,059 м2в диапазоне изменения его частоты вращения 70. 100% от номинальной. Установлено что в этих режимах суммарный КПД ВД ниже КПД синхронного двигателя при питании его от сети на 1,5. .2,5%.

7. Экспериментальные исследования режимов работы вентильного двигателя на лабораторной установке подтвердили достаточную сходимость практических и полученных на модели теоретических результатов. Полученная погрешность угла коммутации ут на холостом ходу составляет 15%, а при номинальной нагрузке лабораторной машины составляет 6,4%. Установлено, что угол коммутации имеет переменную величину в зависимости от соотношения частоты сети и частоты вращения двигателя.

1. Бабак Г.А., Богаров К.П., Волохов А.Т. и др. Шахтные вентиляторные установки главного проветривания. Справочник., - М.: Недра, 1982. -296 с.

2. Захарова А.Г., Разгильдеев Г.И. Структура энергопотребления и ресурсы энергосбережения на шахтах Кузбасса // Уголь. 2000. - №7. - С. 48 -50.

3. Онищенко Г.Б., Юньков М. Г. Электропривод турбомеханизмов. М.: Энергия, 1972. -240 с.

4. Тимухин С.А. Обоснование и обеспечение рациональных режимов эксплуатации шахтных главных вентиляторных установок: Дис. доктора техн. наук: 05.05.06. Екатеринбург, 1988. - 246 с.

5. Бабак Г.А., Левин Е.М., Пак В.В. Элементы шахтных вентиляционных установок главного проветривания. -М.: Недра, 1972. 264 с.

6. Галимзянов Ф.Г. Вентиляторы. Атлас конструкций. М.: Машиностроение, 1968. -168 с.

7. Гусев В.М. Теплоснабжение и вентиляция. Л.: Стройиздат, 1973. - 232 с.

8. Петров H.H. Автоматизация проветривания шахт и разработка системы регулирования шахтных вентиляторов // ФТПРПИ. 1987. - №4. -С. 79-88.

9. Брусиловский И.В. Аэродинамические схемы и характеристики осевых вентиляторов ЦАГИ. Справочное пособие. М.: Недра, 1978. - 198 с.

10. Брусиловский И.В. Аэродинамика осевых вентиляторов. М.: Машиностроение, 1984. - 240 с.

11. Попов H.A. Разработка реверсивных осевых вентиляторов главного проветривания шахт: Дис. доктора техн. наук: 05.05.06. Новосибирск, 2001. -278 с.

12. Зедгенизов Д.В. Разработка системы автоматического регулирования главным вентилятором при автоматическом проветривании шахт: Дис. канд. техн. наук: 05.13.06. Новосибирск, 2001. - 187 с.

13. Красюк А.М. Исследование и разработка секционных осевых вентиляторов с поворотными на ходу лопатками рабочего колеса: Дис. канд. техн. наук. Новосибирск, 1986. - 181 с.

14. Дацковский JI.X., Роговой В.И., Кузьмин И.К. Электропривода переменного тока шахтных вентиляторных установок. // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. Под ред. С. И. Лукьянова. -Магнитогорск: МГТУ, 2005. Вып. 11. - С. 57 - 66.

15. Овчинников И. Е. Теория вентильных электрических двигателей. Л.: Наука, 1985,- 164 с.

16. Аракелян А.К., Афанасьев A.A. Вентильные электрические машины и регулируемый электропривод: В 2 кн. Кн. 1: Вентильные электрические машины. -М.: Энергоатомиздат, 1997. 509 с.

17. Аракелян А.К., Афанасьев A.A. Вентильные электрические машины и регулируемый электропривод: В 2 кн. Кн. 2: Регулируемый электропривод с вентильным двигателем. М.: Энергоатомиздат, 1997. - 498 с.

18. Толстов Ю.Г. Автономные инверторы тока. -М.: Энергия, 1978. 208 с.

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

20. Биргевич Е.И., Боровой А. И. Полупроводниковые выпрямители. М.: Энергия, 1967.-480 с.

21. Наталкин А. В. Мощные высоковольтные частотно-регулируемые преобразователи на базе инверторов тока: Дис. доктора техн. наук: 05.09.12. -Москва, 1988. 421 с.

22. Овчинников И.Е. Коммутационная устойчивость, электромагнитный момент и главные размеры вентильного двигателя. В кн.: Вентильные двигатели. - Л.: ВНИИэлектромаш, - 1981, - С. 3 - 21.

23. Ситник Н.Х. Силовая полупроводниковая техника. М.: Энергия, 1968. -320 с.

24. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом

25. ПБ03-533-03). Серия 3. Выпуск 33 / Колл. Авт. М.: Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2004. -200 с.

26. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. М.: Недра, 1996. - 447 с.

27. Упоров С.А. Оптимизация режимов эксплуатации вентиляторов главного проветривания метрополитенов: Дис. канд. техн. наук: 05.05.06. Екатеринбург, 2004. - 244 с.

28. Алыменко Д.Н. Работа вентиляторной установки комбинированного типа в рудничной вентиляционной сети: Дис. канд. техн. наук: 05.26.01. Пермь, 1999. - 159 с.

29. ГОСТ 11004-84 Вентиляторы шахтные главного проветривания. Технические условия М.: Издательство стандартов, 1984. - 31 с.

30. Вентиляторы главного и местного проветривания. / Отраслевой каталог 20-90-05. -М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1990. 62 с.

31. Пискунов Н. С. Дифференциальное и интегральное исчисления. М.: Физматгиз, 1963. - 856 с.

32. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. М.: Наука, 1965. -780 с.

33. Виницкий Ю.Д., Гельфанд Я.С., Сытин А.П. Тиристорные пусковые устройства в электроэнергетике. М.: Энергоатомиздат, 1993. - 256 с.

34. Афанасьев A.A., Удиков М.Н. Частотный пуск синхронной машины // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1984. - №6. - С. 24 - 30.

35. Устройство безударного пуска высоковольтных двигателей. // Новости электротехники. 2002. - №4. - С. 42 - 43.

36. Лебедев Н.И. Электрические и конструктивные схемы мощных вентильных двигателей // В кн.: Вентильные электродвигатели. Л.: ВНИИ Элек-томаш, 1981. - С. 95 - 109.

37. Управляемые бесконтактные двигатели постоянного тока / Н.П. Адво-лоткин, В.Т. Гращенков, Н.И. Лебедев и др. Л.: Энергоатомиздат, 1984. - 160 с.

38. Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока. Л.: Энергия. Ленингр. отд-ие, 1980, - 256 с.

39. Осин И.Л., Шакарян Ю.Г. Электрические машины: Синхронные машины: Учеб. Пособие для вузов по спец. «Электромеханика»/Под ред. Копыло-ва. М.: Высш. шк„ 1990. - 304 с.

40. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1964.-751 с.

41. Нежданов И.В. Инверторы на тиристорах М.: Энергия, 1965. -112 с.

42. Электрические машины в тяговом автономном электроприводе. / Ю.М. Андреев, К.Г.Исаакян, А.Д. Машихин и др. М.: Энергия, 1979. - 240 с.

43. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф., Ларионов А.Н. Электрические машины с постоянными магнитами. М.: Энергия, 1964. - 480 с.

44. Специальные электрические машины / А.И. Бертинов, Д.А. Бут, С.Р. Ми-зюрин и др. М.: Энергоиздат, 1982. - 552 с.

45. Кочетков В. Д. и др. Системы регулирования электроприводов переменного тока с микропроцессорным управлением // Электротехн. пром. Сер. 08. Электропривод: Обзор, информ. 1989. - Вып. 26. - С. 1 - 80.

46. Брускин Д.Э. Генераторы, возбуждаемые переменным током. М.: Высш. школа, 1974. - 128 с.

47. Загорский А.Е., Золотов М.Б. Автономный электропривод повышенной частоты. -М.: Энергия, 1972. 184 с.

48. Радин В.И., Загорский А.Е., Шакарян Ю.Г. Управляемые электрические генераторы при постоянной частоте. М.: Энергия, 1978. - 152 с.

49. Вольдек А.И., Электрические машины. Л.: Энергия, 1978. - 832 с.

50. Терехов В.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов: Учебник для студ. высш. учеб. заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 304 с.

51. Макаров И.В. Сидельников Б.В. Моделирование режимов работы вентильных двигателей. // Электричество. 1979. - №8. - С. 58 - 60.

52. Воскресенский Р.В. Коммутация при пуске вентильного двигателя постоянного тока // Электромагнитные процессы в энергетических установках.- Л.: Л ПИ. 1971. - С. 93 - 99.

53. Ильин В.И., Гинзбург С.М., Севастьянова В.И. О пуске синхронной машины в режиме вентильного двигателя // Электричество. 1982. - №2.- С. 55-59.

54. Ильин В.И., Гинзбург С.М. Определение начального положения ротора синхронной машины // Электротехника. 1983. - №3. - С. 35-43.

55. Лупкин В.М. Аналитическое решение линейных дифференциальных уравнений вентильного двигателя // Электричество. 1981. - №6. -С. 31-36.

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

57. Аракелян А.К., Афанасьев A.A., Ларионов В.Н. Регулируемый электропривод переменного тока с синхронным двигателем и зависимым преобразователем частоты на тиристорах // Этектротехника. 1972. -№6.

58. Л^Э^де-ЖШ., Михнечич Г.В., Тафт В.А. Введение в динамику синхронных машин и машинно-полупроводниковых систем. М.: Наука, 1973.- 338 с.

59. Вейнгер A.M. Регулируемый синхронный электропривод. М.: Энерго-атомиздат, 1985. - 224 с.

60. Ковач К.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока. М.: Госэнергоиздат, 1963. 744 с.

61. Барашин A.B., Голубев Ф.Н., Кепперман В.Г. Примеры расчета автоматизированного электропривода. Л.: Энергия, 1971.-120 с.

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

63. Сендюреев В.М. Анализ несимметричного режима синхронной машины в системе координат d, q, 0. // Электричество. 1975. - №12. - С. 62 - 63.

64. Лупкин В.М. Решение линейных дифференциальных уравнений двухфазного короткого замыкания синхронной машины. // Электричество. 1980.- №2. С. 22-31.

65. Жемчугов Г.А., Погосов A.A. Полная система дифференциальных уравнений вентильного двигателя постоянного тока. // Электричество. 1977.- №5. С. 55-58.

66. Паластин Л.М. Физические особенности индуктивных сопротивлений добавочного рассеяния явнополюсных синхронных машин. // Электричество. 1975. - №3. - С. 14 - 20.

67. Кузьмин. И.К. Математическая модель вентильного двигателя на базе автономного инвертора тока // Труды МЭИ. М.: Издательство МЭИ, 2005. -Вып. 681.-С. 18-27.

68. Кузьмин И.К. Описание математической модели вентильного двигателя // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. Под ред. С. И. Лукьянова. Магнитогорск: МГТУ, 2006. - Вып. 12. -С. 171-180.

69. Потемкин В. Г. Система инженерных и научных расчетов MATLAB 5.x: -В 2-х т. Том 1. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999 - 304 с.

70. Потемкин В. Г. Система инженерных и научных расчетов MATLAB 5.x: -В 2-х т. Том 2. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999 - 366 с.

71. Костенко М.П., Пиотровский JI.M. Электрические машины. В 2 ч. Ч. 2.- М.: Энергия, 1965. 704 с.

72. Динамика вентильного электропривода постоянного тока / Под ред. А.Д. Поздеева. -М.: Энегия, 1975. 224 с.

73. Бессекерский В.А., Попов Е.П. Теория автоматического регулирования. -М.: Наука, 1975.-768 с.

74. Фибштейн В.Г. Расчет систем подчиненного регулирования постоянного тока. -М.: Энергия, 1972. 136 с.

75. Шрейнер Р.Т. Системы подчиненного регулирования электроприводов. 41. Электроприводы постоянного тока с подчиненным регулированием координат. Екатеринбург: Урал, 1997. - 279 с.

76. Андреев В.П., Сабин Ю.А. Основы электропривода-М.: Госэнергоиздат, 1956.-449 с.

77. Фрер Ф. Орттенбургер Ф. Введение в электронную технику регулирования. Пер. с нем. -М.: Энерния, 1973. 192 с.

78. Воронов A.A. Основы теории автоматического управления. М.: Энергия, 1965. - 396 с.

79. Слежановский О.В., Дацковский, JI.X., Кузнецов И.С. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 256 с.

80. Ключев В.И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат, 2001.- 704 с.

81. Влияние ЭДС на динамику систем регулирования скорости синхронного двигателя / A.B. Вейнгер, A.C. Гусев, И.М. Серый, A.A. Янко-Триницкий //Изв. вузов. Электромеханика. 1972. -№10. - С. 1075 - 1084.

82. Лебедев Е.Д., Неймарк В.Е., Пистрак М.Я. Управление вентильными приводами постоянного тока. М.: Энергия, 1970. - 200 с.

83. Булгаков А.А. Новая теория управляемых выпрямителей. М.: Наука, 1970. - 320 с.

84. Кузьмин И.К., Осипов О.И. Энергетические показатели синхронного вентильного электропривода осевых вентиляторов проветривания горных шахт. // Электричество. 2007. - №3. - С. 59 - 61.

85. Афанасьев А.А., Никифоров В.Е., Чихняев В.А. Определение параметров синхронной машины: методические указания к лабораторным работам / Чуваш, ун-т. Чебоксары, 1990. - 20 с.

86. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. В 2 ч. 4.1. -М.: Энергия, 1965. 520 с.

87. Талов И.И. Параметры и характеристики явнополюспых синхронных машин. М.: Энергия, 1978. - 264 с.

88. Current-mode control for sensorless BOCM drive with intelligent commutation tuning. // IEEE Trans. Power Electron. 2002. - №5. - C. 747 - 756.

89. Large variable-speed drives using synchronous motors and frequency converters. // Alsthom review. 1986. - №6. - C. 57 - 66.

90. Verfaren zur Steurung eines electronisch kommutatoren Motors. Заявка 10150448 Германия МПК7 НЩЗ 6/00.

91. Kimbark E. W. Power system stability, v. Ill Synchronous machines.- London: John Wiley and Sons New York, 1956. -392 c.

92. Harmonic losses in LCI-fed sincronous motors. // IEEE Trans. Ind. Appl.- 2002. №4. - C. 948-954.