автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Формирование пусковых характеристик электромеханических комплексов с синхронными двигателями

На правах рукописи

УСТИНОВ Денис Анатольевич

ФОРМИРОВАНИЕ ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ С СИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы

и системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2003

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор

Е.НЛбрамович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

В.Н.Кордаков,

кандидат технических наук

А.Б.Купцов

Ведущее предприятие - ОАО ЦКБ ЮМ.

Защита диссертации состоится 3 июля 2003 г. в 15 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.07 в Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д. 2, ауд. № 1303.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 2 июня 2003 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета д.т.н., доцент

С.Л.ИВАНОВ

"Т^ТТ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Большую долю среди стационарных установок горных и нефтегазовых предприятий составляют электромеханические комплексы с синхронными двигателями: вентиляторы главного проветривания, шаровые мельницы, компрессоры, насосы и т.д. Мощность приводов одной установки может достигать нескольких тысяч киловатт. Например, установленная мощность синхронных приводов кустовых насосных станций и компрессорных установок может превышать 5000 кВт. Полная мощность, потребляемая при пуске синхронным двигателем (СД), может превышать номинальную мощность трансформатора питающей подстанции в 1.25 и более раз. В зависимости от условий эксплуатации стационарных установок к их пусковым характеристикам предъявляются жесткие требования как со стороны рабочего механизма, так и со стороны системы электроснабжения и приводного двигателя. К таким требованиям относятся:

• потеря напряжения в системе электроснабжения, ускорение при разгоне механизма, нагрев обмоток двигателя в процессе пуска не должны превышать допустимых значений;

• обеспечение самозапуска для механизмов, сохранение в работе которых после кратковременных перерывов питания или потери напряжения, обусловленных отключением коротких замыканий (к.з.), действием автоматического повторного включения (АПВ) или автоматического ввода резерва (АВР), необходимо по технологическим условиям и допустимо по условиям техники безопасности;

• стоимость пускового оборудования должна быть минимально возможной.

Выбор способа пуска может быть осуществлён на основе сопоставительного анализа параметров электромеханического комплекса (рабочая машина, приводной двигатель, система электроснабжения) в соответствии с указанными выше требованиями.

Знание величин тока, потребляемого СД в процессе пуска, потери напряжения в питающей сети, длительности разгона до

РОС. национальная 3 Библиотека

С. Пете рву • ОЭ

Ш!Ь

подсинхронной скорости и изменения токов в демпферной обмотке и в обмотке возбуждения важно для оценки возможности прямого пуска, выбора схемы коммутации обмотки возбуждения, а также для определения условий осуществления самозапуска после возмущений как со стороны приводимого в движение механизма, так и со стороны системы электроснабжения. Для улучшения процесса пуска и самозапуска может оказаться достаточным усовершенствования системы возбуждения СД.

Научные положения по усовершенствованию систем возбз'ждения и регулирования СД сформулированы в работах Глебова И.А., Логинова С И., Абрамовича Б.Н., Круглого A.A., Соколова Н.И. и др. Однако, к настоящему времени не решен комплекс вопросов, обеспечивающих увеличение входного момента и повышение динамической устойчивости СД путем управления знакопеременным напряжением возбуждения. Поэтом}' представляется актуальным исследование влияния параметров электромеханического комплекса с СД на входной момент, а также создание комплекса технических средств, в котором обеспечивается повышение входного момента и динамической устойчивости СД при возмущениях как со стороны приводимого в движение механизма, так и со стороны системы электроснабжения.

Цель работы: установление закономерностей формирования пусковых характеристик электромеханических комплексов с СД для повышения входного момента от амплитуды и фазы выходного напряжения преобразователя с двухсторонней проводимостью (ПДП) относительно ЭДС, индуктированной электромагнитным полем статора, что позволит повысить динамическую устойчивость электромеханических систем.

Идея работы: максимальный момент электромеханического комплекса с СД в области малых скольжений может быть достигнут путем управления выходным напряжением ПДП, при котором обеспечивается режим, эквивалентный введению в цепь обмотки возбуждения регулируемого активно-емкостного сопротивления.

Задачи исследования:

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• разработать математическую модель электромеханического комплекса с СД, позволяющую выявить влияние знакопеременного напряжения возбуждения на входной момент и динамическую устойчивость исследуемой машины;

• выявить закономерности изменения входного момента в зависимости от амплитуды и фазы выходного напряжения ПДП;

• установить закон управления выходным напряжением ПДП в цепи обмотки возбуждения, при которых входной момент и динамическая устойчивость СД будут максимальными;

• установить зависимость потерь напряжения в питающей сети от длительности к.з. для СД при различных значениях механической постоянной времени вращающихся масс электромеханического комплекса стационарной установки;

• разработать алгоритм пуска мощных синхронных двигателей с ПДП в цепи обмотки возбуждения;

• разработать комплекс технических средств, в котором реализуется алгоритм, обеспечивающий повышение входного момента и динамической устойчивости СД при возмущениях как со стороны приводимого в движение механизма, так и со стороны системы электроснабжения.

Защищаемые научные положения:

1. Максимальная величина входного момента, развиваемого синхронным двигателем, может быть достигнута путем воздействия знакопеременного напряжения возбуждения на составляющую тока в обмотке возбуждения, совпадающую по фазе с наведенной в ней электромагнитным полем статора ЭДС;

2. Управление выходным напряжением ПДП в функции угла нагрузки и параметров электромеханического комплекса обеспечивает повышение входного момента и динамической устойчивости СД при возмущениях как со стороны приводимого в движение механизма, так и со стороны системы электроснабжения.

Методы исследований: в работе использованы методы теории электрических цепей, электрических машин, электроснабжения, численные методы решения уравнений в

интегрально-дифференциальной форме, методы моделирования с помощью ЭВМ.

Научная новизна работы:

• получен закон управления выходным напряжением ПДП в цепи обмотки возбуждения, при котором могут быть осуществлены пуск и ресинхронизация СД при пониженном напряжении в питающей сети;

• выявлены зависимости изменения момента СД в области малых скольжений от амплитуды первой гармонической составляющей выходного напряжения ПДП и ее фазы относительно ЭДС, индуктированной электромагнитным полем статора;

• установлено, что для максимального увеличения входного момента СД необходимо управлять выходным напряжением ПДП в функции угла нагрузки с учетом параметров электромеханического комплекса;

• получены зависимости потери напряжения в питающей сети от длительности к.з. для СД при различных значениях механической постоянной времени вращающихся масс, позволяющие определить максимальную величину потери напряжения питания, при которой угол нагрузки СД не превышает критического значения.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается использованием известных положений теории электрических цепей, электрических машин, электропривода, численных методов решения уравнений в интегрально-дифференциальной форме, методов моделирования с помощью ЭВМ, а также достаточной сходимостью теоретических и экспериментальных исследований (расхождение не более 10%).

Практическая значимость работы заключается в следующем:

• разработан алгоритм пуска и ресинхронизации электромеханических комплексов с СД и ПДП в цепи обмотки возбуждения;

• разработана специализированная программа на базе системы проведения математических расчетов МаЙЬАВ, пакет БшшЬтк

для исследования пусковых режимов электромеханических комплексов с СД и ПДП, позволяющая оценить влияние параметров системы возбуждения с ПДП на величину вход ного момента; • предложен комплекс технических средств, реализующих алгоритм, при котором входной момент СД будет максимальным и будет обеспечиваться динамическая устойчивость СД при возмущениях как со стороны приводимого в движение механизма, так и со стороны системы электроснабжения.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты диссертации используются при ведении научно-технических работ в ООО «Миконт» по созданию комплекса технических средств, в котором обеспечивается повышение входного момента и динамической устойчивости СД путем управления знакопеременным напряжением возбуждения. Экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы составит 250 тыс. руб.

Апробация. Основные положения и результаты работы докладывались и получили положительную оценку на конференциях молодых ученых «Полезные ископаемые России и их освоение» в 1999, 2000, 2001 и 2002 гг. в СПГГИ (ТУ); пятой международной конференции «Новые идеи в науках о земле», 2001 г., Москва; пятой, шестой и седьмой Санкт-Петербургских ассамблеях молодых ученых и специалистов, Политехнических симпозиумах «Молодые ученые промышленности Северо-западного региона», 2000, 2002 и 2003 гг., Санкт-Петербург; научно-технической конференции «Человек Севера в XXI веке», Воркута, 2001 г.; Всероссийском совещании энергетиков нефтяной и газовой отраслей «Разработка, внедрение и опыт применения нового электрооборудования для нефтегазовых предприятий», 2002 г, Санкт-Петербург; научно-техническом совете ОАО «Газпром» (секция «Энергетика газовой промышленности» по теме «Системы автоматизированного управления промышленными объектами энергетического хозяйства ОАО «Газпром»), 2002 г, Санкт-Петербург; на научных семинарах кафедры «Электротехники и электромеханики» СПГГИ (ТУ).

Личный вклад автора. Поставлены задачи исследований, разработана методология их решения, получен закон управления выходным напряжением ПДП в цепи обмотки возбуждения, выявлены закономерности изменения входного момента в зависимости от амплитуды и фазы выходного напряжения ПДП, разработан алгоритм пуска и ресинхронизации электромеханических комплексов с СД и ПДП, разработан комплекс технических средств, в котором реализуется алгоритм, обеспечивающий повышение входного момента и динамической устойчивости СД.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 статьях и 7 тезисах докладов на научных конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, изложенных на 130 страницах. Содержит 68 рисунков, 11 таблиц, список литературы из 105 наименований, 2 приложения.

Во введении дается общая характеристика работы, обосновывается ее актуальность.

В первой главе приведены результаты анализа различных способов пуска и самозапуска СД стационарных установок горных предприятий и предприятий нефтедобычи. Показано, что улучшение асинхронной моментной характеристики СД может быть достигнуто путем управления знакопеременным напряжением возбуждения СД. При этом повышаются устойчивость и входной момент СД. На основании анализа публикаций и материалов по теме диссертации сформулированы цели и задачи исследования.

Во второй главе приведены результаты разработки математической модели электромеханического комплекса с СД в системе проведения математических расчетов MatLAB, пакет SimuLink, позволяющей оценить влияние знакопеременного напряжения возбуждения на входной момент и динамическую устойчивость СД. Модель обеспечивает возможность осуществить проверку влияния демпферной обмотки и обмотки возбуждения на переходный процесс при различном задании входных параметров СД и питающей сети. Модель базируется на совокупности дифференциальных уравнений синхронной машины, системы

возбуждения и управления, реализующих возможную вариацию воздействий на электромеханический комплекс как со стороны приводимого в движение механизма, так и со стороны системы электроснабжения.

В третьей главе приведены результаты моделирования режимов в электротехническом комплексе с СД при управлении знакопеременным напряжением возбуждения. Показано, что основными факторами, влияющими на асинхронную моментную характеристику СД в области малых скольжений являются амплитуда и фаза первой гармонической составляющей меандра напряжения возбуждения относительно ЭДС, индуктированной электромагнитным полем статора в обмотке возбуждения. Установлено, что максимальное значение входного момента СД может быть достигнуто при управлении знакопеременным напряжением возбуждения в функции угла нагрузки с учетом параметров электромеханического комплекса.

В четвертой главе получены зависимости допустимой потери напряжения в питающей сети от длительности к.з. для электромеханических комплексов с синхронными двигателями с различными значениями переходной постоянной времени Т^ и механической постоянной времени вращающихся масс, коэффициенте загрузки и форсировке напряжения возбуждения. Показано, что управление знакопеременным напряжением возбуждения в функции угла нагрузки с учетом параметров электромеханического комплекса, при возникновении к.з. в питающей сети, повышает динамическую устойчивость СД и приводит к успешной синхронизации при потере напряжения в системе электроснабжения до 20%.

В пятой главе даны результаты разработки комплекса технических средств, обеспечивающего повышение входного момента и динамической устойчивости СД при возмущениях как со стороны приводимого в движение механизма, так и со стороны системы электроснабжения. Показано, что задача улучшения асинхронных моментных характеристик СД может быть решена при использовании системы возбуждения с ПДП.

Заключение отражает обобщенные выводы по результатам исследований в соответствии с целью и решенными задачами.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЯХ

1. Максимальная величина входного момента, развиваемого синхронным двигателем, может быть достигнута путем воздействия знакопеременного напряжения возбуждения на составляющую тока в обмотке возбуждения, совпадающую по фазе с наведенной в ней электромагнитным полем статора ЭДС.

Специфика цели работы, заключающаяся в повышении входного момента и динамической устойчивости СД, а также сложность использования готовых моделей СД для достижения поставленной цели, привела к необходимости создания математической модели электромеханического комплекса с СД и системой возбуждения, содержащей ПДП, позволяющей оценить влияние знакопеременного напряжения возбуждения на входной момент и динамическую устойчивость при возмущениях как со стороны приводимого в движение механизма, так и со стороны системы электроснабжения. В работе создана математическая модель комплекса «СД - возбудитель - автоматический регулятор возбуждения (АРВ)» с использованием пакета программ Ма&АВ, ЗшшЬшк. Блок-схема электромеханического комплекса «СД -возбудитель - АРВ», построенная на основании уравнений Парка-Горева при общепринятых допущениях, приведена на рис. 1.

Рис. 1. Блок-схема электромеханического комплекса «СД - возбудитель - АРВ».

Проведение математических расчетов в шкете 8|ти1лпк позволяет производить поэтапно ввод элементов системы и осуществлять проверку полученных промежуточных результатов.

Блок-схема электромеханического комплекса «С Д -возбудитель - АРВ» включает в себя следующие компоненты:

• в блоке 1 осуществлено моделирование поведения питающей сети в нормальных и аварийных режимах работы системы электроснабжения;

• в блоке 2 дано решение системы уравнений СМ Парка-Горева в пакете БтшЫпк в режиме реального времени. При этом учитывались насыщенные параметры СД с учетом естественной характеристики намагничивания;

• в блоке 3 произведено определение угла нагрузки (©) по параметрам модели электромеханического комплекса.

• в блоке 5 осуществлено моделирование работы полупроводниковых систем возбуждения при различных режимах работы электромеханического комплекса;

• блок 6 позволяет осуществить моделирование поведения нагрузки;

• в блоке 7 формируются управляющие импульсы для системы возбуждения в аварийных режимах работы электромеханического комплекса.

Адекватность модели проверена путем сопоставления результатов моделирования и экспериментов, приведенных в работах Абрамовича Б.Н., Соколова Н.И.

Показано, что основными факторами, влияющими на асинхронную моментную характеристику СД в области малых скольжений являются амплитуда и фаза первой гармонической составляющей меандра напряжения возбуждения относительно ЭДС, индуктированной электромагнитным полем статора. Установлено, что для максимального увеличения входного момента СД необходимо управлять меандром знакопеременного напряжения возбуждения (1Л) в функции угла нагрузки с учетом электромеханической постоянной времени СД Т^. Определены углы нагрузки, управление относительно которых знаком меандра позволяет максимально увеличить входной момент СД.

При управлении меандром знакопеременного напряжения возбуждения система уравнений Парка-Горева примет вид:

= 2п ■ ¥ ■ (им • яп©- г • +Тч • ®)

<Мп

dt

= 2я•F• (им

■cos©-r-ir

4'd"®)

dt dt

dm ^diq-^q'diMc dt =

d© dt

*J

27t-F-(ra-4

где k

T - потокосцепление, o.e.; r-

[l, при 0 e [- <pr; л - cpf J, • 1, при© e [-<pf; 7t-<pf}*

активное сопротивление, o.e.; i-ток, o.e.; UM - напряжение на зажимах машины, o.e.; Мс - механический момент на валу СД, o.e.; Tj - механическая постоянная времени вращающихся масс, с; t -время переходного процесса, с: © - угол нагрузки СД рад; ср - угол между первой производной меандра знакопеременного напряжения возбуждения и ЭДС, наведенной электромагнитным полем статора в обмотке возбуждения СД рад; F - частота сети питания. Гц.

Индексы указывают: d - величина относится к продольной оси; q - к поперечной оси; f -величина относится к обмотке возбуждения двигателя; к - к демпферной обмотке.

В результате компьютерного моделирования получены осциллограммы изменения тока возбуждения и меандра Uf в различные моменты времени при регулировании напряжения возбуждения в функции угла нагрузки с учетом

электромеханической постоянной времени СД Т^ (рис. 2). При моделировании использованы следующие параметры СД: ха = 1,2; х, = 0,694; Хаа=1,05; Ха«, = 0,545; хг= 1,199; хы = 1,142; хк<1 = 0,614; г = 0,0286; 0,0058; гы = 0,049; гц = 0,042. В качестве системы возбуждения использована система с ПДП.

На рис. 2. использованы обозначения: И - инверторный режим работы ЦД Л, В - выпрямительный режим работы ПДП. Напряжение иг показано в долях от номинального напряжения возбуждения.

15 16 17 18 19 20 21 22 23 Тс

Рис. 4. Осциллограммы изменения тока возбуждения и выходного напряжения ПДП иг в различные моменты времени.

Показано, что при регулировании выходного напряжения ПДП в функции угла нагрузки с учетом электромеханической постоянной времени СД Тц входной момент СД достигает максимального значения. На рис. 3 показаны зависимости

электромагнитного момента СД от скольжения при различной форсировке напряжения возбуждения для СД с указанными выше параметрами.

На этом рисунке М[ - асинхронная моментная характеристика СД без учета составляющей асинхронного момента, создаваемого обмоткой возбуждения, М2- значение электромагнитного момента СД при управлении знакопеременным напряжением в функции угла нагрузки.

Рис. 3. Зависимости электромагнитного момента СД от скольжения при различной форсировке выходного напряжения ПДП.

На основе моделирования показано, что смещение меандра знакопеременного иг от функции угла нагрузки с учетом электромеханической постоянной времени СД на угол а приводит к уменьшению входного момента СД. Для повышения входного момента СД в данном случае необходимо увеличить и(-пропорционально модулю угла а.

На основании полученных результатов показано, что при воздействии знакопеременного напряжения возбуждения на составляющую тока в обмотке возбуждения, совпадающую по фазе с наведенной в ней электромагнитным полем статора ЭДС величина

входного момента, развиваемого СД в области малых скольжений, может быть увеличена на 20 -г 30%.

2. Управление выходным напряжением ПДП в функции угла нагрузки и параметров электромеханического комплекса обеспечивает повышение входного момента и динамической устойчивости СД при возмущениях как со стороны приводимого в движение механизма, так и со стороны системы электроснабжения.

Произведен анализ работы различных систем возбуждения, применяемых в стационарных установках горной и нефтяной промышленности. Показано, что задача улучшения асинхронных моментных характеристик привода может быть решена при использовании системы возбуждения с ПДП, собранным, например, на симметричных з'правляемых вентилях или встречно-параллельно включенных тиристорах.

На рис. 4 показана схема возбуждения с ПДП,

по 3-х. фазной мостовой схеме. 15

преобразователь выполнен по 3-х фазной мостовой схеме. На этой схеме СИФУ - система импульсно-фазового управления, ДТ -датчик тока.

Разработан алгоритм управления выходным напряжением ЦДЛ при пуске и самозапуске электромеханического комплекса с

Рис. 5. Алгоритм управления выходным напряжением ПДП при пуске и самозапуске электромеханического комплекса с СД и системой возбуждения содержащей ПДП.

СД и системой возбуждения, содержащей ПДП (рис. 5), при котором обеспечивается максимальное повышение входного момента СД.

Алгоритм включает:

• ввод параметров сети и СД: и„ 1Ь - напряжение и ток сети: Щ 1*; Б - скольжение СД; ©; ф|. Если скольжение двигателя Б больше заданного значения скольжения 8Ь при достижении которого осуществляем подачу возбуждения, разгон двигателя осуществляется с помощью пускового устройства. В качестве пускового устройства может быть использованы, например, реактор, автотрансформатор, иные ограничители пускового тока и т.д. При этом ПДП работает в инверторном режиме для обеих полуволн наведенного тока;

• при достижении скольжением заданного значения 81 осуществляем регулирование полярности выходного напряжения ПДП в функции угла нагрузки и переходной постоянной времени СДТи';

• при достижении синхронной скорости переводим ПДП в выпрямительный режим, полярность напряжения возбуждения соответствует полярности при последнем переключении ПДП и отключаем пусковое устройство.

В процессе пуска электромеханического комплекса с СД производится непрерывный контроль над изменением параметров сети и двигателя.

Показаны способы реализации технического устройства, обеспечивающего повышение входного момента и динамической устойчивости СД при возмущениях как со стороны приводимого в движение механизма, так и со стороны системы электроснабжения путем управления выходным напряжением ПДП в функции угла нагрузки и переходной постоянной времени СД Т].

Функциональная схема технического устройства состоит из измерительного блока I, блока 2 вычисления угла нагрузки, устройства формирования сигнала управления 3, ПДП 4, СД 5 (рис. 6).

С выходов измерительного блока 1 на блок 2 вычисления угла нагрузки (©) поступают значения напряжения и тока статора

синхронной машины. Также на блок 2 поступают значения выходного напряжения ТТДП (Щ и тока возбуждения СД (1г).

ЛВС

возбуждения, выполненная на основе блока вычисления угла нагрузки (©).

На выходе блока 2 формируется сигнал пропорциональный углу нагрузки (©). Этот сигнал поступает на вход устройства формирования сигнала управления 3, которое выдает серии импульсов для управления преобразователем с двухсторонней проводимостью 4. Устройство управления ПДП в цепи обмотки возбуждения может быть выполнено также и на основе датчика положения ротора.

На рис. 7 показана осциллограмма пуска синхронного двигателя СДН-15-49-6 с системой возбуждения, содержащей ПДП.

На рис. 7 обозначены игобр - обратное напряжение на вентилях; 1а, - токи фаз а и Ъ во вторичной обмотке трансформатора, питающего систему возбуждения Если за время перерыва электроснабжения при к.з. угол нагрузки © СД не превысит критического значения, произойдет самозапуск двигателя без потери синхронизма.

После восстановления напряжения возможен массовый самозапуск большого числа СД, например, насосных установок. При этом происходит потеря напряжения в питающей сети.

На основе моделирования получены зависимости потери напряжения в питающей сети от длительности к.з. и механической постоянной времени вращающихся масс комплекса. Из анализа

Рис. 7. Осциллограмма пуска синхронного двигателя СДН-15-49-6 (момент подачи возбуждения и вхождения двигателя в синхронизм).

полученных зависимостей можно определить максимальную величину потери напряжения питания, при которой СД не выпадает из синхронизма. При переходе СД в асинхронный режим и превышении текущим скольжением заданного значения начинает осуществляться регулирование знака иг в функции угла нагрузки с учетом электромеханической постоянной времени СД Т(|, благодаря чему увеличивается входной момент. Показано, что такое управление знакопеременным напряжением возбуждения при возникновении к.з. в питающей сети, повышает динамическую устойчивость СД и приводит к успешной синхронизации при потере напряжения в системе электроснабжения до 20%.

Таким образом, показана возможность практической реализации комплекса технических средств, в котором обеспечивается повышение входного момента и динамической устойчивости СД при возмущениях как со стороны приводимого в движение механизма, так и со стороны системы электроснабжения путем управления выходным напряжением ПДП в функции угла нагрузки с учетом параметров электромеханического комплекса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе содержится научно обоснованное техническое решение актуальной задачи по повышению эффективности электромеханических комплексов с синхронными двигателями и улучшению их моментных характеристик, имеющей существенное значение для повышения динамической устойчивости электромеханических систем.

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработана специализированная программа на базе системы проведения математических расчетов \fatLAB, пакет БтиЬшк для исследования пусковых режимов электромеханических комплексов с СД и ПДП, позволяющая оценить влияние параметров системы возбуждения с ПДП на величину входного момента. Модель позволяет проверить и исследовать различные режимы СД: синхронный и асинхронный режимы, проверить влияние демпферной обмотки и обмотки возбуждения на переходный процесс при различном задании входных параметров как самого СД так и питающей сети и т.д.

2. Выявлены факторы, влияющие на асинхронную моментную характеристику СД в области малых скольжений, и определена степень их влияния на увеличение входного момента и динамической устойчивости.

3. Установлено, что для максимального увеличения входного момента СД необходимо управлять выходным напряжением ПДП в функции угла нагрузки с учетом параметров электромеханического комплекса. Выявлены зависимости изменения момента СД в области малых скольжений от амплитуды первой гармонической составляющей выходного напряжения ЦДЛ и ее фазы относительно ЭДС, индуктированной электромагнитным полем статора. Показано, что смещение меандра знакопеременного 11г от функции угла нагрузки с учетом электромеханической постоянной времени СД Т^ на угол а приводит к уменьшению входного момента СД. Для повышения входного момента СД в данном случае необходимо увеличить иг пропорционально модулю угла а.

4. Разработан алгоритм управления выходным напряжением ПДП при пуске и самозапуске электромеханического комплекса с СД и системой возбуждения, содержащей ПДП, при котором обеспечивается максимальное повышение входного момента СД. Управление выходным напряжением ПДП по полученному алгоритму позволяет повысить входной момент СД в области малых скольжений на 20 -г- 30%.

5. Получены зависимости потерь напряжения в питающей сети от длительности к.з. для СД с различными значениями переходной постоянной времени ТЛ', при различных значениях механической постоянной времени вращающихся масс, коэффициенте загрузки и форсировке напряжения возбуждения. Из анализа полученных зависимостей можно определить максимальную величину потери напряжения питания, при которой СД не выпадает из синхронизма.

6. Выполнен анализ систем возбуждения, используемых на предприятиях горной промышленности и нефтегазового комплекса. Показано, что задача улучшения асинхронных моментных характеристик СД может быть решена при использовании системы возбуждения с двухсторонним преобразователем. Предложен комплекс технических средств для реализации алгоритма, при котором входной момент СД будет максимальным и будет обеспечиваться динамическая устойчивость СД при возмущениях как со стороны приводимого в движение механизма, так и со стороны системы электроснабжения. Показано, что использование СД с системой возбуждения с ПДП и управление выходным напряжением ПДП согласно полученному алгоритму при возникновении к.з. в питающей сети, приводит к успешной синхронизации при потере напряжения в системе электроснабжения на 20%.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Устинов Д. А. Реализация заданных характеристик электромеханических комплексов горнодобывающей

промышленности с использованием силовой электроники. Сборник

трудов молодых ученых. Выпуск 5. СПб.: СПГГИ (ГУ), 1999. с. 117119.

2. Устинов Д. А. Состояние и перспективы развития преобразователей частоты. «Машиностроение и автоматизация производства». Межвузовский сборник выпуск 18.: СПб. 1999. с. 152-159.

3. Устинов Д. А. Исследование устойчивости работы асинхронного двигателя при возмущениях входного напряжения. «Машиностроение и автоматизация производства». Межвузовский сборник выпуск 18.: СПб. 1999. с. 121-125.

4. Устинов ДА., Татаренков Е.В. Исследование пусковых режимов системы «Синхронный двигатель - полупроводниковый преобразователь» для стационарных установок горных предприятий. Пятая Санкт-Петербургская ассамблея молодых ученых и специалистов.: СПб. 2000. с. 61.

5. Устинов Д. А. Управление пуском главных приводов горных машин. «Новые идеи в науках о земле». V Международная конференция. Тез. док. том 3.: М. 2001. с. 122.

6. Устинов Д. А. Пусковые характеристики электроприводов стационарных установок горных предприятий. Сборник трудов молодых ученых. Выпуск 7 СПб.: СПГГИ (ТУ), 2001. с. 152-154.

7. Устинов ДА, Татаренков Е.В. Система возбуждения с двусторонним преобразователем. - «Народное хозяйство республики Коми», т. 10, 2001, № 1-2, с. 65-68.

8. Устинов ДА., Хачатурян В. А. Исследование регулируемого синхронного электропривода шаровых мельниц обогатительной фабрики «Горно-металлургической компании «Норильский никель». Шестая Санкт-Петербургская ассамблея молодых ученых и специалистов. Материалы конференции «Технические науки -промышленности региона».: СПб. 2002. с. 28.

9. Устинов ДА., Татаренков Е.В. Исследование плавного пуска синхронных электроприводов стационарных установок «Горнометаллургической компании «Норильский никель». Шестая Санкт-Петербургская ассамблея молодых ученых и специалистов. Материалы конференции «Технические науки - промышленности региона».: СПб. 2002. с. 28.

10. Устинов Д.А., Татаренков K.B. Управление синхронными приводами стационарных установок в процессе пуска. Записки Горного института.; СПб. 2002, т. 150, часть 1, с. 103-106.

11. Круглый A.A., Устинов Д.А. Пути совершенствования систем возбуждения синхронных двигателей нефтегазового комплекса. Разработка, внедрение и опыт применения нового электрооборудования для нефтегазовых предприятий. Материалы Всероссийского совещания энергетиков нефтяной и газовой отраслей. СПб.: Нестор. 2002, с. 47.

12. Устинов Д.А. Математическое моделирование синхронных машин стационарных з'становок. Седьмая Санкт-Петербургская ассамблея молодых ученых и специалистов. Материалы конференции «Технические науки - промышленности СевероЗападного региона».: СПб. 2002. с. 31.

13. Устинов Д.А. Управление возбуждением синхронных двигателей стационарных установок горных предприятий в процессе пуска. Политехнический симпозиум «Молодые ученые промышленности Северо-Западного региона».: СПб. 2003, с. 44-45.

14. Абрамович Б.Н., Круглый A.A., Устинов ДА. Системы возбуждения и управление синхронным потоком двигателей. Материалы научно-технического совета ОАО «Газпром» секции «Энергетика газовой промышленности» по теме «Системы автоматизированного управления промышленными объектами энергетического хозяйства ОАО «Газпром». - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2003, с. 67-73.

РИЦ СПГТИ. 27.05.2003. 3.260. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

»10414

i

г

Введение.

Глава 1. Ограничения, накладываемые на системы электроприводов стационарных установок.

1.1. Режим изменения нагрузки вентиляторной установки.

1.2. Режим пуска вентиляторной установки.

1.3. Обеспечение самозапуска синхронных двигателей.

1.4. Цель и задачи диссертационной работы.

Глава 2. Математическое моделирование синхронной машины.

2.1. Набор и проверка уравнений.

2.2. Определение угла нагрузки.

2.3. Определение угла между напряжением и током.

2.4. Учет насыщения.

Выводы к главе 2.

Глава 3. Исследование повышения входного момента СМ при управлении режимом выходного напряжения ПДП.

3.1. Определение углов регулирования.

3.2. Исследование повышения входного момента СД.

Выводы к главе 3.

Глава 4. Повышение динамической устойчивости СД при внезапных перерывах питающего напряжения.

Выводы к главе 4.

Глава 5. Система возбуждения с двухсторонним преобразователем.

5.1. Анализ систем возбуждения.

5.2. Преобразователь с двухсторонней проводимостью в цепи обмотки возбуждения.

Выводы к главе 5.

Развитие горной промышленности неразрывно связано с концентрацией работ по добыче и переработке полезных ископаемых, техническим перевооружением на основе комплексной механизации и автоматизации производственных процессов. Современный этап развития горной промышленности с точки зрения энергопотребления характеризуется непрерывным увеличением электрических нагрузок как подземных, так и всего предприятия в целом. Это объясняется увеличением производственных мощностей шахт, рудников, карьеров, горнообогатительных фабрик и комбинатов; внедрением новых энергоемких процессов по добыче и переработке полезных ископаемых; увеличением глубины шахт и рудников.

Суммарная установленная мощность потребителей электроэнергии на угольных шахтах производительностью 1,2ч-2,4 млн. тонн в год при глубине 500-И200м. составляет 14-^40 МВА. При этом нагрузка подземной сети находится в пределах 5,6-И 6 МВА, общая мощность высоковольтных двигателей - 4,5-^23,5 МВт, в том числе мощность двигателей для приводов механизмов, не требующих непрерывного регулирования скорости при работе (привода переменного тока) - 2,5ч-16,5 МВт. С ростом глубины шахт при неизменной производительности в первую очередь возрастают мощности вентиляторных, подъемных, водоотливных и компрессорных установок. Мощности приводов вентиляторов главного проветривания достигают 3-^4 МВт. На горнообогатительных фабриках и комбинатах привода переменного тока средней и большой мощности (свыше 100 кВт) являются основными потребителями электроэнергии. Поэтому работы по совершенствованию систем приводов переменного тока средней и большой мощности для предприятий горной промышленности являются актуальными.

Силовой электропривод является главным средством автоматизации рабочих машин и важнейшим элементом системы электроснабжения [83, 84, 86,

87]. Поэтому проектирование его необходимо производить с учетом требований рабочего механизма, узла нагрузки и всего промышленного предприятия. Условия работы приводов переменного тока средней и большой мощности в горной промышленности характеризуются наличием протяженных сетей, большим разнообразием нагрузочных диаграмм, мест установки и окружающих сред. Поэтому формирование заданных пусковых характеристик является одной из важнейших задач в электротехнических системах предприятий горной промышленности.

В настоящее время в приводах переменного тока применяются как асинхронные, так и синхронные двигатели (СД), причем синхронные двигатели используются на поверхности шахт и рудников, в карьерах, на обогатительных фабриках и комбинатах. В подземных условиях основным приводным двигателем является асинхронный. Применение асинхронных двигателей, независимо от характера нагрузки, приводит к снижению естественного коэффициента мощности, повышенным колебаниям напряжения на зажимах потребителей, увеличению потерь энергии и зависимости производительности механизма от уровня питающего напряжения, а при резкопеременной нагрузке - к завышению установленной мощности и усугублению перечисленных недостатков. [17, 37, 40, 61, 69, 80, 81].

Исследования, проведенные И.А. Сыромятниковым, J1.B. Литваком и др., показали целесообразность применения синхронных двигателей в приводах переменного тока средней и большой мощности независимо от характера нагрузки [19, 53, 76, 77, 78]. Поэтому развитие приводов переменного тока мощностью свыше 100 кВт. должно быть направлено по пути совершенствования схем синхронного привода.

В работе приведен анализ различных способов пуска синхронных двигателей стационарных установок: пуск с ограничением пускового тока, частотный пуск и способы повышения входного момента. Показано, что в большинстве случаев для улучшения моментной характеристики и успешной синхронизации с питающей сетью достаточно применение знакопеременного возбуждения для увеличения входного момента. В работе показано, что регулирование величины эквивалентного активного пускового сопротивления в зависимости от скольжения (S) позволяет существенно улучшить асинхронную моментную характеристику двигателя при S <0.1. Разработан алгоритм управления выходным напряжением преобразователя с двухсторонней проводимостью при пуске, ресинхронизации и синхронном режиме электромеханического комплекса с СД. Приведены углы нагрузки, регулирование относительно которых выходным напряжением преобразователя с двухсторонней проводимостью ведет к максимальному увеличению входного момента СД.

Необходимо отметить, что повышение входного момента может быть успешно использовано не только для турбомеханизмов с вентиляторным моментом на валу, но и для стационарных установок с постоянным моментом сопротивления. В связи с тем, что наиболее тяжелые условия пуска имеют место у вентиляторов главного проветривания, поэтому в диссертационной работе подробно описаны условия работы этих стационарных установок. Также подробно изучены условия самозапуска механизмов с относительно небольшой инерционной постоянной времени Tj = 3-И0 с.

Использование полученного в диссертации алгоритма повышения входного момента СД позволяет эффективно осуществлять пуск с ограничением пускового тока, например, осуществлять пуск при пониженном напряжении питающей сети или с использованием реактора.

Получены зависимости снижения напряжения от длительности короткого замыкания в питающей сети при различных значениях момента инерции механизма, позволяющие выявить границы статической устойчивости СД при разных значениях коэффициента загрузки. Показано, что использование разработанного алгоритма управления выходным напряжением преобразователя с двухсторонней проводимостью позволяет осуществлять ресинхронизацию СД без дополнительной разгрузки механизма (при допустимости осуществления самозапуска по условиям технологического процесса) [63].

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработана специализированная программа на базе системы проведения математических расчетов MatLAB, пакет SimuLink для исследования пусковых режимов электромеханических комплексов с СД и ПДП, позволяющая оценить влияние параметров системы возбуждения с ПДП на величину входного момента. Модель позволяет проверить и исследовать различные режимы СД: синхронный и асинхронный режимы, проверить влияние демпферной обмотки и обмотки возбуждения на переходный процесс при различном задании входных параметров как самого СД, так и питающей сети и т.д.

2. Выявлены факторы, влияющие на асинхронную моментную характеристику СД в области малых скольжений, и определена степень их влияния на увеличение входного момента и динамической устойчивости.

3. Установлено, что для максимального увеличения входного момента СД необходимо управлять выходным напряжением ПДП в функции угла нагрузки с учетом параметров электромеханического комплекса. Выявлены зависимости изменения момента СД в области малых скольжений от амплитуды первой гармонической составляющей выходного напряжения ПДП и ее фазы относительно ЭДС, индуктированной электромагнитным полем статора. Показано, что смещение меандра знакопеременного Uf от функции угла нагрузки с учетом электромеханической постоянной времени СД Td на угол а приводит к уменьшению входного момента СД. Для повышения входного момента СД в данном случае необходимо увеличить Uf пропорционально модулю угла ос.

4. Разработан алгоритм управления выходным напряжением ПДП при пуске и самозапуске электромеханического комплекса с СД и системой возбуждения, содержащей ПДП, при котором обеспечивается максимальное повышение входного момента СД. Управление выходным напряжением ПДП по полученному алгоритму позволяет повысить входной момент СД в области малых скольжений на 20 -s- 30%.

5. Получены зависимости потерь напряжения в питающей сети от длительности к.з. для СД с различными значениями переходной постоянной времени т;, при различных значениях механической постоянной времени вращающихся масс, коэффициенте загрузки и форсировке напряжения возбуждения. Из анализа полученных зависимостей можно определить максимальную величину потери напряжения питания, при которой СД не выпадает из синхронизма.

6. Выполнен анализ систем возбуждения, используемых на предприятиях горной промышленности и нефтегазового комплекса. Показано, что задача улучшения асинхронных моментных характеристик СД может быть решена при использовании системы возбуждения с двухсторонним преобразователем. Предложен комплекс технических средств для реализации алгоритма, при котором входной момент СД будет максимальным и будет обеспечиваться динамическая устойчивость СД при возмущениях как со стороны приводимого в движение механизма, так и со стороны системы электроснабжения. Показано, что использование СД с системой возбуждения с ПДП и управление выходным напряжением ПДП согласно полученному алгоритму при возникновении к.з. в питающей сети, приводит к успешной синхронизации при потере напряжения в системе электроснабжения на 20%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе содержится научно обоснованное техническое решение актуальной задачи по повышению эффективности электромеханических комплексов с синхронными двигателями и улучшению их моментных характеристик, имеющей существенное значение для повышения динамической устойчивости электромеханических систем.

1. Абрамович Б.Н., Амбросов И.К. и др. Возбудительное устройство на встречно-параллельных тиристорах. Проект технический OTJI.082.035., Фонды ЦПКТБ КЭМ, 1969.

2. Абрамович Б.Н., Амбросов И.К. и др. Система управления синхронным двигателем с полупроводниковым возбудителем. Тезисы докладов итоговой конференции ЦПКТБ КЭМ, 1969.

3. Абрамович Б.Н., Амдур М.С. и др. Опыт наладки, внедрения и перспективы развития систем возбуждения синхронных машин. Тезисы докладов итоговой конференции ЦПКТБ КЭМ, 1969.

4. Абрамович Б.Н., Амдур М.С. и др. Серия бесщеточных систем возбуждения для крупных синхронных двигателей скоростью вращения 500 -г- 1000 об/мин. Проект эскизный ОТЛ.080.006. Фонды ЦПКТБ КЭМ, 1968.

5. Абрамович Б.Н., Амдур М.С. и др. Состояние и развитие бесщеточных систем возбуждения синхронных машин. Тез. док. итоговой конференции ЦПКТБ КЭМ, 1969.

6. Абрамович Б.Н., Бирюков Б.А. Асинхронный возбудитель бесщеточного синхронного двигателя. Новые исследования в горной электромеханике. Научные труды, вып. 2, ЛГИ, 1971.

7. Абрамович Б.Н., Бирюков Б.А., Вадатурский В.М., Глебов И.А. Двухсторонний преобразователь в цепи обмотки возбуждения синхронногок электродвигателя. Преобразовательная техника, вып. 1, 1970.

8. Абрамович Б.Н., Бирюков Б.А., Вадатурский В.М., Глебов И.А. Система возбуждения с двухсторонним преобразователем для синхронной машины. Тезисы докладов итоговой конференции ЦПКТБ КЭМ, 1969.

9. Абрамович Б.Н., Бирюков Б.А., Вадатурский В.М., Лагутин В.И. Некоторые вопросы работы двухстороннего преобразователя в цепи обмоткивозбуждения синхронной машины. Материалы к XXVI научно-технической конференции БПИ, Минск, 1970.

10. Абрамович Б.Н., Бирюков Б.А., Вадатурский В.М., Лагутин В.И., Глебов И.А. Система возбуждения синхронных машин с использованием преобразователем с двухсторонней проводимостью. Электричество, № 11, 1970.

11. Абрамович Б.Н., Бирюков Ю.А. и др. Исследование асинхронного возбудителя, регулируемого на стороне переменного тока с помощью управляемых полупроводниковых вентилей. Отчет технический OTJI. 126.059, -Фонды ЦПКТБ КЭМ, 1969.

12. Абрамович Б.Н., Бирюков Ю.А. и др. Исследование и разработка макета статической системы возбуждения на симисторах. Отчет технический ОТЛ. 126.040,-Фонды ЦПКТБ КЭМ, 1968.

13. Абрамович Б.Н., Бирюков Ю.А. и др. Исследование систем возбуждения бесщеточных синхронных двигателей. Отчет технический ОТЛ. 126.067, — Фонды ЦПКТБ КЭМ, 1970.

14. Абрамович Б.Н., Бирюков Ю.А. и др. Синхронные возбудители, Методика расчета. Отчет технический ОТЛ.082.003, Фонды ЦПКТБ КЭМ, 1969.

15. Абрамович Б.Н., Бирюков Ю.А., Вадатурский В.М., Фадеев А.В. О применении синхронных двигателей в горной промышленности. Л.: ЛГИ, Научные труды, вып. 2, 1971. г 18. Астафьев С.А. и др. Электротехника. Л.-И.: Гонти 1939, 311 с.

16. Безверхий С.А. О применении синхронного привода для горнорудных механизмов. Горный журнал, 1970, №5;

17. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. Наука.:М., 1967, 608 е., илл.

18. Вадатурский В.М. и др. Серия комплектных возбудительных устройств для синхронных двигателей 14^20 габаритов. Проект технический OTJ1 082.016. Фонды ЦПКТБ КЭМ, 1966.

19. Вадатурский В.М. и др. Серия тиристорных возбудительных устройств для синхронных двигателей 14-^20 габаритов. Инструктивные указания по проектированию электротехнических промышленных установок, №9, 1968.

20. Важнов А.И. Основы теории переходных процессов синхронной машины. М.:ГЭИ, 1960,312.

21. Важнов А.И. Электрические машины. JL: Энергия 1968, 768 е., илл.

22. Важнов А.И., Гордач И.Д. Методы расчета синхронных явнополюсных машин с учетом насыщения. Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1971, № 3.

23. Веников В.А. Электромеханические переходные процессы в электрических системах. -М.: ГЭИ, 1958.

24. Веников В.А., Жуков J1.A. Переходные процессы в электрических системах. М.: ГЭИ, 1953.

25. Гамазин С.И., Серебров В.Н., Голоднов Ю.М. и др. Исследование динамических характеристик группового синхронного выбега. -Электричество, 1977, № 2, с. 28 32.

26. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MatLab 6.0. СПб.: Корона-Принт, 2001, 320 с.

27. Глебов И.А., В.М. Вадатурский., Б.Н. Абрамович, Б.А. Бирюков. Устройство для возбуждения синхронных машин. Авторское свидетельство №247383, Бюллетень изобретений №22, 1969.

28. Глебов И.А., Логинов С.И. и др. Основные направления работ в области систем возбуждения синхронных двигателей. Электричество, №11, 1965.

29. Голодное Ю.М. Повышение надежности электроснабжения предприятий химической промышленности / Общеотраслевые вопросы развития химической промышленности.-М.: НИИТЭХИМ, 1979, вып. 1 (151), 35 с.

30. Голоднов Ю.М. Самозапуск электродвигателей. М.: Энергоатомизтат, 1985, 136 с.

31. Голоднов Ю.М., Хоренян А.Х. Самозапуск электродвигателей. М.: Энергия, 1974, 144 с.

32. Горев А.А. Переходные процессы синхронных машин. Л.: Наука, 1985.

33. Городский Д.А. Влияние насыщения на статическую устойчивость. В кн. Лебедев С.А., Жданов П.С., Городский Д.А., Кантор P.M. Устойчивость электрических систем. - М.: ГЭИ, 1940.

34. Грейсух М.В. Об электроприводе конусных дробилок вторичного дробления. Электричество, 1968, №3;

35. Данилевич Я.Б., Домбровский В.В., Казовский Б.Я. Параметры электрических машин переменного тока. М.: Наука, 1965.

36. Дартау В.А., Алексеев В.В. Средства автоматики электроприводов с блочным векторным управлением. Л.: РТП ЛГИ, 1986.

37. Духонин В.М. К вопросу применения синхронных приводов конусных дробилок мелкого и среднего дробления. Труды Северокавказского горнометаллургического института. Электротехника, 1968, №3;

38. Казовский Е.Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока. М.-Л.: Издательство Академии наук СССР, 1962, 624 с.

39. Казовский Е.Я., Данилевич Я.Б., Рубисов Г.В. Анормальные режимы работы крупных синхронных машин. М.: Наука, 1969, 429 с.

40. Ковалев Ф.И., Мосткова Г.П. Полупроводниковые выпрямители. М.: Энергия, 1978, 448 е., ил.

41. Кожемяко В.Ф. Опыт ремонта якорей возбудителей. Сб. материалов научно-технической конференции «Ремонт электрических машин». ГЭИ, 1959.

42. Копылов И.П. Математическое моделирование машин. М.: Высш. шк., 1994,318 с., ил.

43. Костенко М.П. Электродинамическое моделирование энергетических систем. M.-J1., 1959.

44. Круглый А.А. Способ регулирования возбуждения синхронной машины. А.с. №235155. Бюллетень изобретений и товарных знаков, №5, 1969.

45. Лазарев Ю.Ф. MatLAB 5.x. К.: Изд. гр. BHV, 2000, 384 с.

46. Лайбль Т. Теория синхронной машины при переходных процессах. М.: ГЭИ, 1957, 168 с.

47. Лебедев С.А. Исследование искусственной устойчивости. В кн. Лебедев С.А., Жданов П.С., Городский Д.А., Кантор P.M. Устойчивость электрических систем. - М.: ГЭИ, 1940.

48. Линдорф Л.С. Повышение надежности работы синхронных двигателей. Информационные материалы ВНИИЭ, № 50. М.: Госэнергоиздат, 1960, 120 с.

49. Литвак Л.В. Повышение коэффициента мощности на промышленных предприятиях. М.: ГЭИ, 1957.;

50. Лищенко А.И. Синхронные двигатели с автоматическим регулированием возбуждения. К:. Техника, 1969.

51. Логинов С.И., Михайлов В.В. Всесоюзное совещание по автоматическому регулированию и системам возбуждения синхронных двигателей. Электричество, №7, 1964.

52. Лукас В.А. Основы теории автоматического управления. М.: Недра, 1977, 376.

53. Малеко В.А., Халилулина И.А. Минимально допустимая величина перерыва электроснабжения. Инструктивные указания по проектированию промышленных электротехнических установок, 1975, №2 с. 3 - 6;

54. Миллер Г.Р. Автоматизация в системах электроснабжения промышленных предприятий. М.: ГЭИ, 1961.

55. Москвитин И.А., Ковальков Г.А., Лутидзе Ш.И. Бесщеточное возбуждение синхронных машин. ВНИИЭМ, 1964.; Петелин Д.П. Автоматическое управление синхронными приводами. М.:Энергия, 1968.

56. Павлюк К., Беднарек С. Пуск и асинхронные режимы синхронных двигателей. М.: Энергия, 1971, 272 е., ил.

57. Плесков В.И., Магазинник Г.Г. О применении синхронного привода для прокатных станов. Электричество, № 10, 1960.

58. Поляк Н.А. Учет насыщения синхронных машин с явновыраженными полюсами при расчетах динамической устойчивости. Электричество, 1954, № 10.

59. Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 1986, 648 е., ил.

60. Преображенский В.И. Полупроводниковые выпрямители. М.: Энергоатомиздат, 1986, 136 е., ил.

61. Радионов И.А. Сравнение методов определения насыщенных параметров синхронных явнополюсных машин. Труды УПИ, 1967, 157 с.

62. Расчетные параметры синхронных двигателей серии СДН и СДНЗ напряжением 6 кВ и серии СДН напряжением 10 кВ (дополнение к каталогам на синхронные машины 14-20 габаритов), ЦНТИ, 1968.

63. Сивокобыленко В.Ф., Краснокутская Г.В. Способ пуска и ресинхронизации синхронной машины. Патент РФ №2064219. Бюллетень изобретений № 20, с. 270, 1996.

64. Сивокобыленко В.Ф., Краснокутская Г.В. Способ пуска и самозапуска синхронного электродвигателя. Патент РФ № 2014720. Бюллетень изобретений № 11, с. 155-156, 1994.

65. Синхронные двигатели. Под. ред. Сыромятникова И.А. М.: ГЭИ, 1959.

66. Сипайлов Г.А., Кононенко Е.В., Харьков К.А. Электрические машины. -М.: ВШ, 1987, 287 е., ил.

67. Сипайлов Г.A., Jlooc А.В. Математическое моделирование электрических машин. М.: ВШ, 1980, 176 е., ил.

68. Слежановский О.В., Дацковский Л.Х., Кузнецов И.С., Лебедев Е.Д., Тарасенко Л.М. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями. М.: Энергоатомиздат, 1983,256 с., ил.

69. Соколов М.М., Терехов В.М. Приближенные расчеты переходных процессов в автоматизированном электроприводе. М.: Энергия, 1967, 135. с.

70. Соколов Н.И., Сумцов И.А., Кременецкий A.M. Ресинхронизация синхронных двигателей многократной форсировкой возбуждения. Электричество. №5, с. 43-48, 1975.

71. Старостин В.И., Котов А.Н., Голов В.В. и др. Исследование самозапуска синхронных приводов поршневых компрессоров. Промышленная энергетика, 1978, № 5, с. 36-38.

72. Сыромятников И.А. Выбор энергетических параметров электрооборудования и электропривода с учетом энергосистемы. / Электричество, №10, 1959.;

73. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей. -М.: Энергоатомиздат, 1984, 240 е., ил.

74. Сыромятников И.А. Сравнение эффективности применения асинхронных и синхронных электродвигателей для механизмов с ударной нагрузкой. -Электричество, 1964, №3.

75. Трошин В.А. О выборе оптимального режима возбуждения синхронных двигателей. Изв. ВУЗов, Электромеханика, №5, 1965.

76. Тюханов Ю.М. О сравнении синхронных и асинхронных двигателей. -Электричество, №11, 1965.

77. Устинов Д.А. Исследование устойчивости работы асинхронного двигателя при возмущениях входного напряжения. «Машиностроение и автоматизация производства». Межвузовский сборник выпуск 18.: СПб. 1999. с. 121-125.

78. Устинов Д.А. Пусковые характеристики электроприводов стационарных установок горных предприятий. Сборник трудов молодых ученых СПГГИ (ТУ). Выпуск 7. 2001. с. 152-154.

79. Устинов Д.А. Реализация заданных характеристик электромеханических комплексов горнодобывающей промышленности с использованием силовой электроники. Сборник трудов молодых ученых СПГГИ (ТУ). Выпуск 5. 1999. с. 117-119.

80. Устинов Д.А. Состояние и перспективы развития преобразователей частоты. Машиностроение и автоматизация производства. Межвузовский сборник выпуск 18.: СПб. 1999. с. 152-159.

81. Устинов Д.А. Управление возбуждением синхронных двигателей стационарных установок горных предприятий в процессе пуска. Политехнический симпозиум «Молодые ученые промышленности СевероЗападного региона».: СПб. 2003, с. 44 - 45.

82. Устинов Д.А. Управление пуском главных приводов горных машин. -«Новые идеи в науках о земле». V Международная конференция. Тез. док. том 3.:М. 2001. с. 122.

83. Устинов Д.А., Татаренков Е.В. Система возбуждения с двусторонним преобразователем. Народное хозяйство республики Коми. 2001, т. 10, № 1-2, с. 65-68.

84. Устинов Д.А., Татаренков Е.В. Управление синхронными приводами стационарных установок в процессе пуска. Записки Горного института.; СПб. 2002, т. 150, часть 1, с. 103-106.

85. Федоров В.В., Мадунцев А.С., Леонов Р.Е. Система автоматического регулирования возбуждения синхронного двигателя привода крупных конусных дробилок. Электротехника, №6, 1970.

86. Храмов Н.Я., Лескив И.П., Ружевич Я.Д. и др. Поведение электродвигателей циркуляционных насосов с тяжелыми условиями пуска. -Электрические станции, 1978, № 4, с. 42-45.

87. Храмов Н.Я., Солонарь Е.А., Ружевич М.Д. О самозапуске двигателей с. н. блоков 300 МВт. Электрические станции, 1977, № 3, с. 23 - 25.

88. Череватов В.Н. Прибор М I для исследования пусковых характеристик двигателей. Описание техническое. ОТЛ. 140.008. Фонды ЦПКТБ КЭМ, 1967.

89. Шипилло В.П. Автоматизированный вентильный привод. — М.: Энергия, 1969.

90. Шипило В.М., Сирица В.В., Булатов О.Г. Электромагнитные процессы в быстродействующем реверсивном преобразователе. -М.: Госэнергоиздат, 1963.

91. ЮховВ.В. Автоматизация регулирования возбуждения мощных синхронных двигателей. Электричество, №11, 1966.

92. Concordia Charles. Synchronous Machines. Theory and Perfomance, John Wiley and Sons, New York, 1951.

93. Laible Th. Moderne Methoden zur Behandlung nichtstationafer Vorgange in elektrischen Maschinen, Bull. Schweiz. elektrotechn. Ver., 41, 1950, s. 525.

94. Nurnberg W. Die Priifung elektrischer Maschinen, Berlin, 1940.

95. Provaznik F. Sinchronni stoje. Technicko-Vedecke Vydavatelstvi, Praha, 1952.

96. Skierski J., Wawszczac A. Wybieg grupowy silnikow potreb wlasnych bloku energetycznego w czasie dzialania SZR. Energetyka, 1976, № 4, p. 114-117.

97. Некоторые параметры синхронных машин

98. Наименование Условное обозначение Эквивалентная схема Расчетная формула

99. Переходное индуктивное сопротивление по оси «d», о.е. х; Xd ~ Xad J *ad J Xf о-•-1 X2 X' xd ad d d xf

100. Переходное индуктивное сопротивление демпферной обмотки по оси «d» (обмотка статора замкнута, обмотка возбуждения разомкнута), о.е. X'kd *kd J Xad JXd~^ad О-•-1 X2 Y' — Y ad Akd Akd v Ad

101. Переходное индуктивное сопротивление демпферной обмотки по оси «d» (обмотка статора разомкнута, обмотка возбуждения замкнута), о.е. Y" Ad0 xkd J *ad J Xf 0-•-' Y2 Y" — Y ad Ad0 Akd v Af

102. Сверхпереходное индуктивное сопротивление по оси «d», о.е. х; ^ ^ad ^ Xf ^ Xkd Xd-Xd Xad+ j — +— + — Xad Xkd xf

103. Сверхпереходное индуктивное сопротивление по оси «q», о.е. х; J *aq J Xkq 0-•-1 X2 X" = X q q -y Akq

104. Индуктивное сопротивление обратного следования фаз, о.е. Х2 X"-X" x2= d 4 2

105. Электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения, эл. сек. Td0 T = *L d0 Rf

106. Переходная постоянная времени, эл. сек. т; X' T" d ПГ d Y ' dO Ad

107. Постоянная времени демпферной обмотки по оси «d» при разомкнутой обмотке возбуждения и при замкнутой обмотке статора, эл. сек. Т' kd — у У kd Akd p Kkd

108. Постоянная времени демпферной обмотки по оси «d» при замкнутой обмотке возбуждения и при разомкнутой обмотке статора, эл. сек. Ado Y" ПГ" dO Ad0 p Kkd

109. Постоянная времени демпферной обмотки по оси «d» при замкнутых npff Ad — Y" Т» d у Ad — y^, ' dOобмотках статора и возбуждения, эл. сек.

110. Постоянная времени апериодической составляющей переходного тока в обмотке статора, эл. сек. та j