автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Интегрирование частотно-управляемых асинхронных электроприводов в автоматизированные системы машинных агрегатов

На правах рукописи

Шаряков Владимир Анатольевич

ИНТЕГРИРОВАНИЕ ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМЫХ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ МАШИННЫХ АГРЕГАТОВ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (машиностроение)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургский институт машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ)

Научный руководитель - Доктор технических наук, профессор

Шестаков Вячеслав Михайлович

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

Кондрашкова Галина Анатольевна

Кандидат технических наук, доцент Ростов Николай Васильевич

Ведущая организация - НПК «Механобр-Техншса»

Защита состоится 25 мая 2006г. в 16 часов на заседании диссертационного совета К 212.222.01 при ГОУ ВПО Санкт-Петербургском институте машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ) по адресу:

195197, Санкт-Петербург, Полюстровский пр., д. 14, Главное здание, аудитория 232.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского института машиностроения.

Автореферат разослан 24 апреля 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета К 212.222.01 к.т.н., доцент

.Ф. Бабошкин

XOOG b

SK3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Рост производительности труда в современном мире предъявляет всё более жесткие требования к промышленному и транспортному оборудованию, в том числе к вибрационным установкам и тяговым агрегатам. Назначение данного типа устройств весьма широко: грохоты для горнорудной промышленности, осуществляющие операцию просеивания, вибростенды, осуществляющие испытание изделий на виброустойчивость, подвижной состав железных дорог, городской электротранспорт, карьерные автосамосвалы с электротрансмиссией. Автоматизированный электропривод тяговых агрегатов и вибрационных установок должен обеспечивать надежный пуск независимо от нагрузки, условий окружающей среды, в широких пределах изменения температуры, выдерживая мо-ментные и токовые перегрузки, сохранять работоспособность при изменении питающего напряжения в широком диапазоне. С другой стороны он должен иметь небольшие габаритные показатели. В настоящее время большинство тяговых агрегатов используют двигатели постоянного тока, а работа большинства виброустановок базируется на использовании морально устаревших электроприводов с нерегулируемыми асинхронными двигателями, осуществляющих прямой пуск дебалансов и работающих в установившемся режиме с существенной недогрузкой, что обуславливает неудовлетворительную энергетику приводов.

Одним из путей повышения эффективности работы виброустановок и тяговых агрегатов является использование частотно-регулируемых асинхронных двигателей (АД) и разработка систем электропривода (СЭП), основанных на более совершенных алгоритмах управления. Многие из характеристик, обеспечивающих эффективное функционирование СЭП, могут быть получены за счет повышения качественных показателей электромагнитных и механических переходных процессов.

Особенностью электромеханических систем (ЭМС) агрегатов рассматриваемого класса является то, что они функционируют при произвольно изменяющихся моментах инерции и сопротивления и требуют повышенных пусковых моментов; кроме того, для них характерны квазистационарные режимы работы.

Некоторые из задач по совершенствованию ЭМС агрегатов решались в работах А.Е. Алексеева, A.C. Аваткова, Н.Х. Базарова, И.И. Блехмана, А.Т. Буркова, В.В. Литовчинко, JIM. Малинина, A.A. Первозванского, H.A. Ро-танова, Н.П. Семенова, А.М. Солодунова, О.П. Томчиной, A.JI. Фрадкова, В.М. Шестакова и других авторов. Необходимо также отметить труды в областях, смежных с исследуемой, где решаются аналогичные проблемы - это СЭП промышленных установок с упругими передачами. В данном направлении большая роль принадлежит таким ученым как Ю. А. Борцов, В. JI. Вейц, С. А. Ковчин, А. Е. Козярук, В. А. Новиков, Л. Н. Рассудов, Г. Г. Соколовский, Е.И. Юревич. Однако существующие разработки охватывают не

РОС.

:. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

все аспекты проблемы интегрирования частотно-управляемых АД в рассматриваемый класс машинных агрегатов.

Таким образом, разработка новых принципов построения и способов оптимизации, взаимосвязанных ЭМС является актуальной, поскольку позволит существенно повысить эффективность функционирования тяговых механизмов и вибрационных установок и может стать теоретической основой для создания нового поколения высокопроизводительных агрегатов.

Настоящая диссертационная работа выполнена в рамках комплексной НИР (проект № 2.1-589 ФЦП "Интеграция" ИПМаш РАН) по заказу Государственного Комитета Российской Федерации по высшей школе и Российской академии наук.

Цель работы. Интегрирование регулируемых электроприводов с асинхронными двигателями в автоматизированные ЭМС вибрационных установок и транспортных агрегатов (подвижной состав) с использованием эффективных алгоритмов управления, обеспечивающих требуемые рабочие режимы при одновременном снижении установленной мощности и массога-баритных показателей с учетом ограничений переходных токов и моментов АД.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

■ анализ характеристик вибрационных установок и тяговых механизмов (агрегатов) как объектов в системах автоматического управления электроприводами с АД;

■выбор рационального математического описания ЭМС автоматизированных вибрационных установок и тяговых агрегатов с регулируемыми асинхронными электроприводами для исследования их динамики в заданном множестве режимов функционирования;

■синтез систем управления АД без измерителя скорости, обеспечивающих надежное функционирование ЭМС машинных агрегатов;

■создание алгоритмов управления колебательными системами (вибрационными установками), позволяющих снизить потребную мощность приводных электродвигателей на этапе пуска агрегатов;

■апробация разработанных систем и рекомендаций по их оптимизации на имитационных моделях и физических макетах.

Настоящая диссертационная работа охватывает комплекс проблем, связанных с автоматизированным управлением режимами функционирования вибрационных установок и тяговых агрегатов и предлагает новые решения поставленных задач.

Методы исследования. Для получения достоверных и обоснованных научных результатов были применены современные апробированные рас-четно- аналитические и машинные методы. Исследование предложенных решений и рекомендаций проводилось путем имитационного моделирова-

ния в среде БтиНлк пакета МАТЪАВ, в лаборатории НПГТ «ЭПРО» и на опытном полигоне ИНЦ «ТЭМП» г. Раменское (Московская область).

Научная новизна. Полученные в диссертации научные результаты и выводы являются решением актуальной научной проблемы в области автоматизации и управления ЭМС машинных агрегатов.

В диссертационной работе сформулированы следующие новые научные положения, выносимые на защиту:

■структурные имитационные модели САУ асинхронным электроприводом, обеспечивающие исследование механических и электромагнитных переходных процессов во взаимосвязанных ЭМС агрегатов;

■унифицированные аналитические зависимости, определяющие величины потокосцеплений статора, ротора и в зазоре при использовании Т-образиой схемы замещения АД;

■модифицированные алгоритмы экономичного пуска вибрационных установок с частотно-управляемыми АД;

■способы совершенствования СЭП тяговых агрегатов, повышающие качество пусковых и тормозных режимов приводов с линейными АД.

Практическая ценность. Результаты диссертационной работы мо1уг быть использованы при создании высокопроизводительных машинных агрегатов рассматриваемого класса. Получены следующие практические результаты работы:

■модифицированный способ управления АД без измерителя скорости (подтверждено патентом №2003123281/20);

■методика расчета рациональных значений параметров алгоритмов управления пуском виброустановок;

■методология многофакторных имитационных и экспериментальных исследований СЭП машинных агрегатов;

■ аппаратное и программное обеспечение контроллера электропривода, реализующее алгоритмы ПСУМ.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы апробировались и обсуждались на секции электромеханических систем Международной Энергетической Академии, на XXXI, ХХХП и XXXIV Неделях науки СПбГПУ, на X и XI научно-технических конференциях "Экстремальная робототехника" (2000 и 2001 г.г.), на 3-й Международной научно-практической конференции (СПбИМаш 2005г.) а также на научно-технических семинарах кафедры электротехники, вычислительной техники и автоматизации СПбИМаш.

Публикации по теме диссертационной работы. Основное содержание работы отражено в 8-ми печатных публикациях.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 82 наименований и приложения.

Основная часть работы изложена на 126 машинописных страницах и содержит 67 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, выделены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена разработке математических моделей электромеханических вибрационных установок (ВУ) типа «Грохот» и тяговых агрегатов (ТА). Для составления математических моделей СЭП переменного тока ВУ и ТА в них выделены основные узлы: асинхронный двигатель и механизм (нагрузка). Входными воздействиями для АД будут напряжение и частота питания обмоток статора (IIА, 17в, ис, /¡) и момент сопротивления Мс. Выходными переменными будут момент (М) и скорость со. Для модели механизма входным воздействием является М, а выходной координатой - скорость движения V для ТА или угловая скорость соБ дебалансно-го ротора ВУ. Такое представление объекта позволило рассматривать совместно вопросы, связанные с формированием требуемых механических характеристик АД. Следует также отметить, что алгоритмы функционирования преобразователей частоты в обоих случаях идентичны.

Момент сопротивления,

в-%.

0.8

0,4

1

1

1 X / / ' У /

- ______!/_______ Ом ......... .........

ац

0,4

о*

о*

действующий на двигатель, определяется двумя составляющими: собственным моментом сопротивления механизма ММЕХ и моментом сопротивления, вызванным действием внешних сил сопротивления движению Мт, т.е.

МС=ММЕХ + Мт

(1)

При анализе функционирования (ВУ) и (ТА) выявлено, что наиболее тяжелыми режимами работы являются процессы пуска. При этом существен-

Рис. 1 Механические характеристики Мт ВУ и ТА

ное влияние в начале пуска оказывают моменты сухого трения, а в дальнейшем - моменты скоростного трения. Примерный вид зависимости скорости от момента Мт ВУ представлен кривой 1 на рис. 1. Обычно момент сопротивления движению ТА принимается в виде полинома второй степени (рис. 1 кривая - 2), то есть определяется условиями эксплуатации. Учету сил трения покоя будет соответствовать кривая - 3 на рис. 1. Указанная аналогия характеристик позволила рассматривать построение и оптимиза-

циго СЭП ВУ и ТА с единых позиций, включая синтез алгоритмов управления АД.

В качестве объекта исследований использовался вибрационный грохот, который представляет собой платформу П на виброизоляторах ВИ с деба-лансным ротором ДР рис. 2.а. Под действием вынуждающей силы дебалан-са платформа совершает гармонические колебания по оси у. Для данной механической системы на основе уравнений Лагранжа 2-го рода вычислены полная кинетическая и потенциальная энергии и составлены уравнения динамики механической части СЭП,

[ (тп + тн)Уп + Со Уп + ть& = ^

(тБрБ2 + 3Б}фБ = М- Мс,

где тБ - масса дебаланса; тп - масса платформы; уп - текущая координата центра тяжести платформы; <рБ - угол поворота дебаланса; рБ - эксцентриситет дебаланса; С0 - эквивалентная жесткость виброизоляторов; JБ -

момент инерции дебаланса; = -тБрБ^фБ5т<рБ +ф\со&<рБ^ - проекция

вынуждающей силы дебаланса на ось у, причем 1-я составляющая учитывает тангенциальную силу, а 2-я составляющая - центробежную; Мс - МБ + МТ — момент сопротивления, действующий на двигатель; МБ =тБрБ$\ъ(рБ(уп + #) - гармонический момент дебаланса. На основе уравнений (2) построена структурная имитационная модель (СИМ) рис. 2,6.

Ж

тп

Ч> ВИ

Гц

Рж

Гп

Уп мБ

Уп Уп

щ—

Ку

Мт

Нагрузочная характеристика ВУ

а) б)

Рис. 2. Расчетная кинематическая схема вибрационного грохота - (а), СИ вибрационной установки - (б) Для тягового механизма подвижного состава основным является поступательное перемещение, характеризуемое дифференциальным уравнением движением,

и- ^-/г Р ттА — -Ь -1<с,

где тТА - масса подвижного состава.

В общем случае на движущийся ТА действует сила тяги F, суммарная сила, сопротивления движению Рс. СИМ ТА с частотно-управляемым АД представлена на (рис. 3).

Имитационная модель АД получена при использовании метода результирующих пространственных векторов с учетом насыщения магнитопрово-да. Соответствующие дифференциальные уравнения двигателя будут:

Струпурмя имитационная модель АД

СЕ)—*

"л

'»оя

Ус Ы{7)

МП

МсШ

Регу|»<руемыв ¿1 параметры

1 а '

_ м

¥

2а '

^ щ _ Ц>Г\ щ ¿2Г1

А

1 а

+ и,.

Ко

р + Щр\

^ ш _ ¿0Г2 Щ

а2а~

к0

^2а-рпсо Ло

^ Ш _ А)Г2 \Т/

~г~гр —"" ~1»

А

Нагрузочная характеристика ТА

Рис. 3 Структурная имитационная й 1 /,, ,, \

—со ——\м~Мг )• модель тягового агоегата -г* г 1 с'

А

К4)

где «1, /,, Ч^) ~ мгновенные значения пространственных векторов напряжений, токов и потокосцепления статора (ротора); - активные сопротивления статора (ротора); со — угловая скорость ротора; — приведенный к валу двигателя суммарный момент инерции; М - электромагнитный момент двигателя; Мс - момент, обусловленный нагрузкой; - индуктивности обмоток статора (ротора); Ь0 - взаимная индуктивность между статором и ротором; К0 = (£ст1 + Ьа2) + ¿ыАгг> ¿0-1(2) _ индуктивности рассеяния статора (ротора).

На основе системы уравнений (4) построена СИМ АД (рис. 4), состоящая из 16 блоков. В блоках 2-5 решают первые 4 уравнения; по структуре уравнения одинаковы, отличаются только коэффициентами. В блоках 6, 7 определяют проекции тока статора \а и Блок 10 служит для определения момента, развиваемого двигателем, что соответствует 5-му уравнению системы. Определение угловой скорости ротора по 6-му уравнению происходит в блоке 14. Блоки 15 и 16 определяют произведения рпсо • Пре-

образователи координат из трехфазной системы в систему (а,Р) - блок 1 и обратно - блок 11. Учет насыщения машины через вариацию Ь0 в функции тока намагничивания Ь0= /(/0и) происходит в блоке 13. Наличие переключателя 15 позволяет реализовать как модель АД с насыщением, так и без учета насыщения магнитопровода. Предложенная СИМ позволяет проводить исследования работы АД как основного объекта управления в СЭП переменного тока. Благодаря открытой компоновке СИМ имеется возможность вариации параметров, анализа переменных величин, а также учета насыщения магнитопровода или изменения магнитного поля в зазоре двигателя.

Блок1

^ТГбййЛГ

С

(ЕИи

......i»[ <р)

Рис. 4. Структурная имитационная модель АД

Вторая глава посвящена анализу частотных способов управления СЭП переменного тока, в частности системам прямого самоуправления. В основе метода прямого самоуправления АД (Direct Self Control - DSC) лежит поддержание потокосцепления статора и развиваемого момента на заданном уровне, а коммутация силовых ключей инвертора производится при достижении потокосцеплением заданного значения и при превышении моментом задания. Структурная схема ПСУ показана на рис. 5 (без блоков, обведенных пунктирными линиями).

Такая система имеет ряд недостатков: проблематично создать вращение вектора статорного напряжения С/, в начале пуска; если напряжение на входе инвертора не ограничено, то это может привести к значительным токовым перегрузкам в обмотках статора; во время пуска АД возможен срыв самоуправления.

Нами был предложен модернизированный алгоритм прямого само-

управления моментом (ПСУМ), исключающий указанные недостатки (подтверждено патентом): в алгоритм переключения ключей инвертора внесены дополнительные условия (5), а для ограничения токовых перегрузок в начальный период пуска АД использован релейный регулятор (РР), выход которого объединен через схему логического «И» с выходом РР момента (см. рис. 5 - блоки, обведенные пунктирной линией).

потокосттшния

нрюбрамгватслъ ЯР 1

координат ^укикшхчмлим» I

(5)

Рис. 5. Структурная схема системы прямого управления (ПСУ) и системы прямого самоуправления моментом (ПСУМ) АД

Хв = 0 -»• 1 когда \илв = +*Р3 при Хс = 0 Хв = 1 0 когда $иАВ = -Ч/3 при Хс = 1 Хс = 0-»• 1 когда |с/вс = при ХА=0 Хс=1->0 когда |[/вс = при ХА = 1 ХА = 0 -> 1 когда §С1СА =+Ч/ ? при Хв = 0 ХА=\-+0 когда ^ГСА = -Ч^ при Хв = 1 где X - сигналы управления ключами инвертора; иАВ^ВС -линейное напряжение; ±ХР3 - заданная величина потокосцепления.

При использовании алгоритма ПСУМ АД вектор потокосцепления описывает правильный шестиугольник (рис. 6,6), т.е обеспечивается постоянство потока АД, что позволяет исключить колебания тока и момента при пуске машины (рис. 6,а; рис. 7,а).

¥г 1

г #

к 1 ^ '¿Г ,

к. А

¿Г~ « -40 » "« Я 3 £ М Л Ч» 1 ч5 } Й »

а) б)

Рис. 6. Годографы тока (а) и потокосцепления статора АД (б) Проведенный анализ существующих автоматизированных систем управления АД (1- частотное, 2- частотно-токовое, 3- алгоритм ПСУМ) показал, что при постоянном магнитном потоке машины возможно ограничение колебаний тока и момента во время пусковых режимов (рис. 7,6), а указанные способы обеспечивают пуск АД при максимальном электромагнитном моменте. Вместе с тем видно, что выход на заданный момент у частотного (1) и частотно-токового (2) алгоритмов происходит с колебаниями. Необходимо отметить, что несмотря на отсутствие датчика скорости, алгоритм ПСУМ (3) обеспечил такую же динамику разгона, что и у частотных алгоритмов с измерителем скорости.

Рис. 7. Динамические механические характеристики АД при различных способах управления - (а); графики изменения Мяо при пуске АД - (б) Следовательно, при прямом самоуправлении моментом АД достигается высокое быстродействие и надежность функционирования приводов в промышленных условиях.

СЭП ВУ и ТА должны пускаться со значительным динамическим моментом. В квазистационарном режиме также возможно возникновение перегрузки. В этих условиях от АД требуется стойкость к перегрузкам и воз-

можность кратковременной форсировки момента, превышающего номинальный.

На основе Т-образной схемы замещения АД и известных выражений для расчета механических характеристик предложенных в работах A.A. Булгакова и A.C. Сандлера были найдены зависимости электромагнитного момента от потокосцеплений статора, ротора и в зазоре:

аш A{a,ß) Г2

2

М = гщ.рп. -ri-ß ; (8)

м 1 Ч-Рп-К-ё-сОш-^-У^-у/сЩ

2 ' у]С(0)■(А(а,Р) + Е(Р))-2^Е(р) -(С(/?Ь + а-г'-рг)'

=ч/о--1 —р=?-;

(10)

= + ; (11) А(а,р) = (Ъ2 + с2а2)р2 + 2 • гх ■ г[ ■ а ■ р + (с!2 + а2 ■ е2)г?; (12) Е{Р) = Ъ2 ■ р2 + й2 -г? , (13)

где у ~ Ь\/Ь\н - относительное напряжение статора; а = /]//ш - относительная частота статора; Р = /2//ш ~ параметр абсолютного скольжения, или относительная частота ротора; г, - активное сопротивление статора; г{ - приведенное активное сопротивление ротора; Х1(Т - индуктивное сопротивление рассеяния статора; Х'2а - приведенное индуктивное сопротивление рассеяния ротора; Х0 - сопротивление взаимоиндуктивности; т = г, + т2 + г, • т2 - общий коэффициент рассеяния; т{ = ХХп /Х0, г2 = Х'2а/Х() - коэффициенты рассеяния статора и ротора Ь = г1-{\ + т2)\ с-Х0-т-, с1 = гх/Хй; е = 1 + тг.

С использованием (9) и (10) были получены линеаризованные аналитические зависимости (14), позволяющие выполнять режимную настройку

Ч»1л « 0.944 + 0.056 М (14)

системы прямого самоуправления моментом для типовых двигателей при использовании рационального закона управления (Ч*0 = Ч/0я).

^1Л(4Л225А/4) = 0-944 + 0.056 М ^ЩЛАН250М4) = 0.917 + °-083 • М

На рис. 8 видно, что АД развивает максимальный момент при ограничении тока статора. Графики изменения М, /,, полученные при имитационном моделировании, показаны на рис. 9. В начале пуска АД ток ограничивается на уровне 2,511Н, обеспечиваемом релейным регулятором тока. По мере разгона АД ток снижается до величины, определяемой нагрузкой машины. _

4АН250Й4^ ЛА0_

Рис. 8. Зависимости потокосцепления (а) и тока статора /] (б) от момента М при = Ч/0н

0 4.1 03 04

4АИЗЯОШ

О МЭ ОМ 0» ОМ

та

а) б)

Рис. 9. Графики изменения электромагнитного момента - (а) тока статора - (б) при пуске АД

Проведенные исследования подтвердили возможность использования для типовых АД различной мощности универсальной настройки (14) САУ с алгоритмом ПСУМ при поддержании постоянства потокосцепления в зазоре АД.

Третья глава посвящена построению и оптимизации СЭП машинных агрегатов рассматриваемого класса с использованием алгоритма прямого самоуправления моментом АД.

Предложено производить пуск ВУ не традиционным способом, при котором разгон дебалансного ротора происходит под действием постоянного момента в одном направлении, а с помощью алгоритма раскачивания деба-ланса на начальном этапе пуска при использовании работы сил тяжести, что позволяет снизить установленную мощность приводного электродвигателя. Для управления колебаниями предлагается использовать подход, основанный на методе скоростного градиента. Этот подход обладает важным достоинством: для консервативных систем действительны алгоритмы, обеспечивающие достижение произвольного уровня энергии системы со сколь угодно малыми сигналами управления и (7), что дает возможность в квазистационарном режиме работы СЭП тратить энергию только на преодоление сил трения.

Такой алгоритм управления приводом синтезирован при использовании полной энергии системы в качестве целевого функционала

Мд^) = -у[н^)-Н,]тБ, (15)

где Мд (/) - требуемый момент двигателя для запуска установки; у - весовой коэффициент; Н* - требуемое количество энергии, определяемое заданной скоростью дебаланса; Н = §53ф2 + рь(\-со$<рБ) — полная энергия дебалансного ротора; аБ - угловая скорость дебаланса.

Имитационные исследования СЭП показали, что при увеличении у наблюдаются значительные токовые перегрузки во время разгона двигателя. Для оптимизации процесса пуска ВУ была разработана методика расчета рациональных значений уР с учетом величины перегрузки двигателя по моменту Кп и заданной скорости ротора со3

ур = 3^Мн (16)

С учетом (16) построена номограмма выбора весового коэффициента (рис. 10,а). При этом были рассмотрены линейный алгоритм пуска, направленный алгоритм пуска, при котором АД работает только во время опускания дебаланса, и односторонний алгоритм, обеспечивающий вращение дебаланса в заданном направлении. Динамическая мощность двигателя по сравнению с прямым пуском снижается в 4 - 5 раз. При времени раскачки ротора 10...15с пуск происходит в пределах номинальной мощности АД

(рис. 10,6). При реализации предложенного способа пуска ВУ установленная мощность двигателей может быть снижена в 1.5-2 раза, что имеет существенное значение в отношении оптимизации энергопотребления, массо-габаритных показателей и стоимости агрегатов.

Рис. 10 Влияние коэффициента у на кратность перегрузок АД в период разгона на заданную скорость - (а);

влияние времени раскачки ротора на потребляемую мощность двигателя - (6) Для комплексного решения городской транспортной проблемы при создании скоростных внеуличных видов пассажирского транспорта предложен тяговый ЭП с линейным асинхронным двигателем (ЛАД) с исполь-

зованием ГТСУМ, что позволило обеспечить преодоление подъемов без буксования независимо от состояния пути и эффективное рекуперационное торможение.

На имитационной модели СЭП с ЛАД для вагона монорельсовой дороги (разработка "ИНЦ ТЭМП") проведены исследования режимов разгона и торможения ТА. Было выявлено, что рекуперативное торможение эффективно только при скоростях выше 20км/ч. Путем введения в алгоритм дополнительного блока, корректирующего заданное потокосцепление 4х 3 АД в зависимости от частоты и напряжения в звене постоянного тока иа (17), была увеличена максимальная скорость ТА (рис. 11) и повышена эффективность рекуперативного торможения на низких скоростях (рис. 12).

Тз = б(17)

Проведенные исследования СЭП с АД подтвердили возможность реализации требуемых режимов функционирования ТА (пуск, установившееся движение, рекуперативное торможение, пуск с ненулевой скорости) и ВУ (раскачка, разгон до заданной скорости) при применении разработанной САУ с прямьм самоуправлением момента АД без датчика скорости, что позволит создавать на этой основе экономичные, надежные высокоскоростные приводы.

1)1— Г-1-1-1-'-1-1-1-1-1

О 2 4 в 8 10 « 14 16 18 с

Рис. 11. Разгон макетного вагона монорельсовой дороги после введения коррекции В четвертой главе описаны экспериментальные исследования, проведенные в лаборатории НПП «ЭПРО» и на опытном полигоне ИНЦ «ТЭМП» г. Раменское (Московской области). Для проведения испытаний системы автоматического управления с алгоритмом прямого самоуправления мо-

ментом (ПСУМ) и проверки адекватности имитационных моделей в фирме НПП «ЭПРО» были разработаны аппаратное и программное обеспечение контроллер электропривода, реализующее алгоритмы ПСУМ рис. 13.

Р. Вт «10

Рис. 12. Торможение макетного вагона монорельсовой дороги после введения коррекции

Ход/Торию

Команды упр. / Индикация

Рис. 13 Функциональная схема контроллера электропривода Осциллограммы электромагнитных процессов в СЭП, полученные во время испытаний, в целом соответствуют графикам, построенным по результатам имитационного моделирования, и подтверждают качественное соответствие динамических свойств моделей и реального объекта (рис. 14). Количественные расхождения между значениями, полученными при экспе-

Рис. 14. Осциллограммы изменения напряжения тока и момента АД при пуске (а) и рекуперативном торможении (б); годографы тока (в) и потокосцепления (г)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации решена задача интегрирования регулируемых электроприводов (ЭП) переменного тока в автоматизированные электромеханические системы (ЭМС) машинных агрегатов (вибрационные установки и тяговые агрегаты) при использовании эффективных алгоритмов управления, обеспечивающих требуемые рабочие режимы исполнительных устройств, что является основой для создания нового поколения высококачественных агрегатов рассматриваемого класса.

Основными научными результатами диссертационной работы являются:

1. Показано, что замена в рассматриваемых машинных агрегатах нерегулируемых ЭП и электродвигателей постоянного тока на частотно-управляемые приводы с асинхронными двигателями (АД) обеспечивает высокое качество динамических характеристик ЭМС, увеличивает надежность, улучшает массо-габаритные показатели установок, снижает стоимость и эксплуатационные расходы.

2. Разработано необходимое множество структурных имитационных моделей (СИМ) машинных агрегатов, оснащенных автоматизированным ЭП переменного тока с асинхронными двигателями, позволяющих исследовать ЭМС в заданном множестве режимов функционирования.

3. Предложен усовершенствованный способ прямого самоуправления моментом АД без датчика скорости, что дало возможность создать высокодинамичный надежный ЭП для автоматизированных машинных агрегатов. Получены достаточно простые аналитические зависимости, позволяющие выполнить режимную настройку рассматриваемых систем при использовании рациональных законов управления АД.

4. Предложены и апробированы алгоритмы экономичного пуска ЭП виброустановок с раскачкой дебалансных роторов. Разработана методика расчета весовых коэффициентов линейного, направленного и одностороннего алгоритмов скоростного градиента при минимизации времени пуска и ограничений перегрузки двигателей по току и моменту; определены рациональные области использования алгоритмов. Применение указанных алгоритмов управления позволяет снизить пусковую мощность приводных двигателей в 4 - 5 раз, а установленную мощность в 1,5 - 2 раза.

5. Разработана система тягового ЭП с линейным АД при использовании модернизированного алгоритма прямого самоуправления моментом, улучшены динамические и энергетические показатели автоматизированного ЭП (повышена надежность пуска и эффективность рекуперативного торможения), что имеет существенное значение для скоростных электропоездов внутригородского и пригородного сообщения.

6. Имитационные и экспериментальные исследования подтвердили адекватность предложенного математического описания и структурных динамических моделей ЭМС и показали возможность реализации требуемых

режимов функционирования приводов с системами прямого самоуправления моментом АД без датчика скорости, что позволяет создать на этой основе экономичные высокодинамичные ЭП агрегатов (вибрационные установки и тяговые агрегаты).

7. Работоспособность предложенных систем ЭП с алгоритмами прямого самоуправления моментом АД исследована на стенде в НЛП «ЭПРО» (г. Санкт-Петербург) и на испытательном полигоне ИНЦ «ТЭМП» (г. Ра-менское, Московская обл.).

Полученные теоретические и практические результаты исследований позволяют рекомендовать разработанные ЭП переменного тока для внедрения на машинных агрегатах нового поколения.

Список работ, опубликованных по теме диссертационной работы

1. Шаряков В.А. Способы пуска электроприводов вибрационных установок. Современное машиностроение: Сборник трудов молодых ученых. Выпуск 4. СПб СПбИМаш, 2002.

2. Шаряков В.А. Шестаков В.М. Частотный пуск электроприводов вибрационных установок. XXXI Неделя науки СПбГПУ. Ч. VI: Материалы межвузовской научной конференции. СПб.: СПбГПУ, 2003.

3. Шаряков В.А. Прямое управление моментом для линейного асинхронного двигателя монорельсовой дороги. Современное машиностроение. Сборник трудов молодых ученых. Выпуск 5. СПб СПбИМаш, 2003.

4. Шаряков В.А. Нагибина О.Л. Разработка экономичного пуска вибрационной установки с асинхронным двигателем и частотно-токовым управлением. XXXII Неделя науки СПбГПУ. Ч. V: Материалы межвузовской научно-технической конференции. СПб.: СПбГПУ, 2004.

5. Шестаков В.М., Епишкин А.Е., Шаряков В.А. Принципы построения экономичных систем электропривода для высокопроизводительных вибрационных установок//Привод и управление, 2003, №3.

6. Шестаков В.М., Шаряков В.А., Епишкин А.Е. Пусковые режимы вибрационных электромеханических стендов для испытаний изделий, работающих в экстремальных условиях//Экстремальная робототехника: Материалы XI науч.-техн. конференции. СПб.: СПб 1 ТУ, 2001.

7. Шестаков В.М. Шаряков В.А. Шарякова О.Л. Многофакторные алгоритмы экономичного пуска электроприводов вибрационных установок. Диагностика, эксплуатация, ремонт, восстановление и модернизация оборудования. Современные технологии: Сборник докладов 3-й Международной научно-практической конференции. СПб.: СПбИМаш, 2005.

8. Патент на полезную модель № 34286. Устройство для прямого самоуправления асинхронным двигателем. Шаряков В.А., Ляус И.М., Хо-сидов З.К., 2003

Подписано в печать 18.04.06. Формат 60*84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ 24.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательства СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ" 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

I

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Математическое описание и имитационные модели электромеханических систем виброустановок и тяговых агрегатов, оснащенных регулируемыми электроприводами переменного тока.

1.1. Способы построения математических моделей электромеханических систем машинных агрегатов.

1.2. Математическое описание механической части вибрационных установок.

1.3. Математическое описание механической части тяговых агрегатов

1.4. Имитационные модели частотно-управляемого асинхронного двигателя.

Выводы по первой главе.

ГЛАВА 2. Способы управления электроприводом переменного тока машинных агрегатов.

2.1. Способы регулирования скорости асинхронного двигателя.

2.2. Системы прямого управления асинхронным двигателем.

2.3. Построение структурных имитационных моделей систем управления асинхронными двигателями.

2.4. Способы оптимизации пусковых режимов электропривода переменного тока.

Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3. Построение и оптимизация автоматизированных систем управления электроприводами машинных агрегатов

3.1. Синтез алгоритмов управления вибрационными установками.

3.2. Способы построения систем автоматического управления электроприводом тяговых агрегатов.

Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4. Экспериментальные исследования системы управления электроприводом машинного агрегата.

4.1. Разработка контроллера электропривода.

4.2. Экспериментальные исследования системы управления электроприводом переменного тока машинного агрегата.

4.3. Испытания контроллера электропривода на подвижном составе.

Выводы по четвертой главе.

Одним из важнейших средств роста производительности труда, повышения качества продукции, обеспечения безопасности является автоматизация производственных и транспортных процессов во всех отраслях народного хозяйства. При автоматизации производственного процесса машины заменяют не только физическую, но и умственную работу человека, управляющего данным процессом. В том случае, когда человек принимает участие в процессе управления при выработке ответственных решений, система называется автоматизированной. Современный этап развития автоматизации опирается на широкое применение ЭВМ и микропроцессорной техники.

При создании автоматизированных систем существенная роль отводится электроприводу (ЭП), способному во многих случаях на основе достижений электромашиностроения, силовой электроники и микропроцессорной техники наилучшим образом решить задачу автоматизации производственных процессов, создания малолюдного производства. Современные системы управления, построенные на цифровых микроконтроллерах, позволяют эффективно управлять ЭП общепромышленного и специального применения, характеризующимися высокими точностью и быстродействием [27].

Возможность использования асинхронного двигателя (АД) в автоматизированном электроприводе (АЭП) является весьма актуальной задачей. АД, по сравнению с двигателем постоянного тока при одной и той же мощности и номинальной угловой скорости в 1,5-2 раза легче, момент инерции ротора меньше и стоимость его ниже. АД, будучи бесконтактной машиной, является более надежным в сравнении с машиной постоянного тока.

В современном ЭП доля асинхронных двигателей достигает 70-80% [27]. Однако в своем большинстве это нерегулируемые машины, чаще всего работающие на своей естественной характеристике, причем продолжительное время нагруженные меньше своей номинальной мощности. Такое использование АД приводит к снижению энергетических показателей установок, а учитывая большое распространение таких ЭП, к неоправданному использованию большого количества энергоресурсов. Регулируемые АД, включенные в состав ЭП, позволяют более полно использовать затрачиваемую энергию и обеспечивать требуемые режимы работы машинных агрегатов.

Регулируемые АД в ЭП тяговых агрегатов и вибрационных грохотов используются сравнительно недавно. Характерной особенностью данного типа механизмов является то, что они функционируют при произвольно изменяющихся моментах инерции и сопротивления и требует значительных пусковых моментов. При этом в переходных процессах регулируемые параметры могут достигать больших значений, что существенно сказывается на надежности, точности и быстродействии электромеханических систем (ЭМС).

При разработке алгоритмов управления ЭМС в большинстве случаев необходимо учитывать не только динамику ЭП, но и динамику механической части. Одна из основных задач при создании высокодинамичных ЭМС заключается в повышении их быстродействия и точности при одновременном уменьшении массогабаритных параметров, с учетом ограничений перегрузок по току и моменту, позволяющих избежать преждевременного износа и выхода ЭМС из строя. Однако решение этой задачи осложняется влиянием ряда факторов, среди которых следует выделить нелинейность и нестационарность параметров объекта управления.

Первые опыты по применению тягового АД в качестве тягового были предприняты еще в 1930 году при создании венгерского электровоза, на котором были применены элекгромашинные преобразователи. Позднее подобный асинхронный тяговый привод был реализован на электровозах французских железных дорог (SNCF) [51]. В нашей стране первые опыты создания регулируемых тяговых ЭП на базе АД относятся к 1965 году, причем для преобразования и регулирования электроэнергии были применены полупроводниковые установки [2, 3]. Однако данные разработки не вышли за рамки экспериментов, так как в то время уровень элементной базы не обеспечивал необходимую степень надежности. Новым импульсом для создания подвижного состава с асинхронным тяговым приводом послужило развитие полупроводникой техники. В настоящее время получены значительные успехи в серийном производстве и эксплуатации тяговых агрегатов с АД [41].

ЭП тягового агрегата и вибрационной установки должен обеспечивать надежный пуск независимо от нагрузки, состояния окружающей среды, в широких пределах изменения температуры, выдерживая моментные и токовые перегрузки, сохранять работоспособность при изменении питающего напряжения в широком диапазоне. С другой стороны должен иметь небольшие габаритные показатели. Эти требования затрудняют, а зачастую делают невозможным использование стационарных серийно выпускаемых АЭПсАД.

В настоящее время работа большинства вибрационных установок (ВУ) базируется на использовании морально устаревших ЭП с использованием нерегулируемых АД или двигателей постоянного тока и неэффективных алгоритмов управления, в большинстве случаев, осуществляющих выдачу сигнала на запуск и поддержание скорости вращения дебалансов на заданном уровне. При этом виброустановки имеют низкое качество регулирования режимов работы, что в большинстве случаев снижает эффективность их функционирования. Виброустановки широко используются в различных отраслях промышленности: грохоты для горнорудной промышленности, машины для вибрационного погружения и выдергивания свай, шпунта и труб, вибрационные дорожные и строительные машины для трамбования грунта и формования железобетонных изделий [9, 14, 35, 54]. ЭМС колебательного движения также имеют широкое применение в испытательных, измерительных и калибровочных вибростендах.

Одним из путей повышения эффективности работы роторных ВУ является разработка автоматизированных систем управления (АСУ) ЭП дебалансов, основанных на использовании более совершенных алгоритмов управления. Характеристики, обеспечивающие эффективное функционирование ВУ, могут быть получены за счет улучшения качественных показателей процессов на этапе пуска.

Анализ эксплуатации подвижного состава, оснащенного тяговыми асинхронными двигателями, показал двойное сокращение необходимого времени на техническое обслуживание тягового электрооборудования по сравнению с оборудованием контактно-реостатного ЭП с двигателем постоянного тока. В процессе эксплуатации подтверждена существенная экономия электроэнергии (в среднем около 26%) [42].

Исследование сложных ЭМС немыслимо без использования соответствующих имитационных моделей, основанных на математическом описании (с необходимой и достаточной степенью адекватности) их узлов и агрегатов.

Имитационное моделирование - один из наиболее мощных и универсальных методов исследования и оценки эффективности разрабатываемых ЭМС. Любая имитационная модель представляет собой более или менее сложный программный продукт. При создании имитационных моделей необходимо обеспечить достоверность их функционирования в заданном множестве рабочих режимов машинных агрегатов.

Целью диссертационной работы является интегрирование регулируемых электроприводов с асинхронными двигателями в автоматизированные электромеханические системы вибрационных установок и транспортных агрегатов (подвижной состав) с использованем эффективных алгоритмов управления, обеспечивающих требуемые рабочие режимы при одновременном снижении установленной мощности и массо-габаритных показателей с учетом ограничений переходных токов и моментов АД.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

Анализ характеристик вибрационных установок и тяговых механизмов (агрегатов) как объектов в системах автоматического управления электроприводами с асинхронными двигателями;

Выбор рационального математического описания ЭМС автоматизированных вибрационных установок и транспортных комплексов с регулируемыми асинхронными электроприводами для исследования их динамики в заданном множестве режимов функционирования; синтез систем управления асинхронным двигателем без измерителя скорости, обеспечивающих надежное функционирование ЭМС машинных агрегатов; создание алгоритмов управления колебательными системами (вибрационными установками), позволяющих снизить потребную мощность приводных электродвигателей на этапе пуска агрегатов; апробация разработанных систем и рекомендаций по их оптимизации на имитационных моделях и физических макетах.

На защиту выносятся следующие положения: структурные имитационные модели САУ асинхронным электроприводом, обеспечивающие исследование механических и электромагнитных переходных процессов во взаимосвязанных ЭМС агрегатов; унифицированные аналитические зависимости, определяющие величины потоко сцеплений статора, ротора и в зазоре при использовании Т-образной схемы замещения АД; модифицированный способ управления АД без измерителя скорости (подтверждено патентом №2003123281/20); модифицированные алгоритмы экономичного пуска вибрационных установок с частотно-управляемым асинхронным двигателем; методика расчета рациональных значений параметров алгоритмов управления пуском виброустановок.

Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы "Интеграция" (проект № 2.1-589), направленной на координацию академической (ИПМаш РАН) и вузовской науки (СПбГЭТУ, СПбИМаш, СПбГБТУ).

Материалы диссертационной работы апробировались и обсуждались на секции электромеханических систем Международной Энергетической Академии, на XXXI и XXXII Неделях науки СПбГТУ, на X и XI научно-технических конференциях "Экстремальная робототехника" (2000 и 2001 г.г.), на 3-й Международной научно-практической конференции (СПбИМаш 2005г.) а также на научно-технических семинарах кафедры электротехники, вычислительной техники и автоматизации СПбИМаш.

По работе имеется восемь публикаций, две из которых написаны без соавторов.

Выводы по четвертой главе

1. Проведенные в лаборатории НИИ «ЭПРО» и на полигоне ИМЦ

ТЭМП» эксперименты подтвердили работоспособность и эффективность алгоритма прямого самоуправления моментом АД в заданном множестве режимов функционирования. Из осциллограмм видно, что и на начальном этапе пуска привода предложенный алгоритм работает без сбоев.

2. Осциллограммы электромагнитных процессов в СЭП, полученные во время испытаний, в целом соответствуют графикам, построенным по результатам имитационного моделирования, и подтверждают качественное соответствие динамических свойств моделей и реального объекта.

3. Количественные расхождения между задаваемой величиной силы тяги и фактически реализуемой следует отнести за счет недостаточной точности вычисления потокосцеплений в модуле вычислителя момента (расхождение 10. 15%) ; расхождения между задаваемой величиной силы тяги и фактически реализуемой следует отнести за счет недостаточной точности вычислений в модуле вычислителя момента.

4. Полученные результаты дают возможность рекомендовать разработанные АЭП с частотно-управляемыми асинхронными двигателями для промышленного производства и внедрения на машинных агрегатах (виброустановки и тяговые агрегаты).

119

Заключение

В диссертации решена задача интегрирования регулируемых электроприводов (ЭП) переменного тока в автоматизированные электромеханические системы (ЭМС) машинных агрегатов (вибрационные установки и тяговые агрегаты) при использовании эффективных алгоритмов управления, обеспечивающих требуемые рабочие режимы исполнительных устройств, что является основой для создания нового поколения высококачественных агрегатов рассматриваемого класса.

Основными научными результатами диссертационной работы являются:

1. Показано, что замена в рассматриваемых машинных агрегатах нерегулируемых ЭП и электродвигателей постоянного тока на частотно-управляемые приводы с асинхронными двигателями (АД) обеспечивает высокое качество динамических характеристик ЭМС, увеличивает надежность, улучшает массо-габаритные показатели установок, снижает стоимость и эксплуатационные расходы.

2. Разработано необходимое множество структурных имитационных моделей (СИМ) машинных агрегатов, оснащенных автоматизированным ЭП переменного тока с асинхронными двигателями, позволяющих исследовать ЭМС в заданном множестве режимов функционирования.

3. Предложен усовершенствованный способ прямого самоуправления моментом АД без датчика скорости, что дало возможность создать высокодинамичный надежный ЭП для автоматизированных машинных агрегатов. Получены достаточно простые аналитические зависимости, позволяющие выполнить режимную настройку рассматриваемых систем при использовании рациональных законов управления АД.

4. Предложены и апробированы алгоритмы экономичного пуска ЭП виброустановок с раскачкой дебалансных роторов. Разработана методика расчета весовых коэффициентов линейного, направленного и одностороннего алгоритмов скоростного градиента при минимизации времени пуска и ограничений перегрузки двигателей по току и моменту; определены рациональные области использования алгоритмов. Применение указанных алгоритмов управления позволяет снизить пусковую мощность приводных двигателей в 4 — 5 раз, а установленную мощность в 1,5 - 2 раза.

5. Разработана система тягового ЭП с линейным АД при использовании модернизированного алгоритма прямого самоуправления моментом, улучшены динамические и энергетические показатели автоматизированного ЭП (повышена надежность пуска и эффективность рекуперативного торможения), что имеет существенное значение для скоростных электропоездов внутригородского и пригородного сообщения.

6. Имитационные и экспериментальные исследования подтвердили адекватность предложенного математического описания и структурных динамических моделей ЭМС и показали возможность реализации требуемых режимов функционирования приводов с системами прямого самоуправления моментом АД без датчика скорости, что дает возможность создать на этой основе экономичные высокодинамичные ЭП агрегатов (вибрационные установки и тяговые агрегаты).

7. Работоспособность предложенных систем ЭП с алгоритмами прямого самоуправления моментом АД исследована на стенде в Hi 111 «ЭПРО» (г. Санкт-Петербург) и на испытательном полигоне АО «ТЭМП» (г. Раменское, Московская обл.).

Полученные теоретические и практические результаты исследований позволяют рекомендовать разработанные ЭП переменного тока для внедрения на машинных агрегатах нового поколения.

121

1. Аватков Е.С. Высокоскоростной электротранспорт. - М., 1975. 178 с. (Итоги науки и техники. Электрооборудование. Транспорт.: ТЗ).

2. Аватков Е.С. Мощный магистральный электровоз с асинхронными тяговыми двигателями. «Электрич. и тепловозн. тяга», 1976, №6.

3. Алексеев А.Е., Калита А.И. Опытный тепловоз с асинхронными двигателями и статическими преобразователями. «Электрич. и тепловозн. тяга», 1971, №10.

4. Андриевский Б.Р., Гузенко П.Ю., Фрадков А.Л. Управление нелинейными колебаниями механических систем методом скоростного градиента// Автоматика и телемеханика, 1996. №4.- С. 4-17.

5. Андриевский Б.Р., Стоцкий АА., Фрадков А.Л. Алгоритмы скоростного градиента в задачах управления и адаптации // Автоматика и телемеханика. 1988. - №12. - С. 3-39.

6. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболевская. СПб. ООО «Бурса», 2002. -501с.

7. Бабичков А.М., Гурский П.А., Новиков А.П. Тяга поездов и тяговые расчеты. М., Транспорт, 1971. 280с.

8. Байрыева Л.С. и Шевченко В.В. Электрическая тяга. М: Транспорт, 1986.

9. Блехман И.И. Вибрационная механика. М.: Наука, 1994. 400 с.

10. Ю.Бойков К.Б. Применение системы MATLAB при сборе и анализе информационных сигналов от внешних устройств // Труды XI Научно-технической конференции "ДАТЧИК-99". Гурзуф, 1999. М.: МИЭМ, 1999.

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

12. Булгаков A.A. Частотное управление асинхронными двигателями. 3-е перераб. Изд. -М.: Энергия, 1982 -216 с. ил.

13. Вайсберг JI.А. Проектирование и расчет вибрационных грохотов. -М.: Недра, 1986. 143 с.

14. Вейц B.JI. Динамика машинных агрегатов. М.: Машиностроение, 1969.

15. Вейц В.Л., Вербовой П.Ф., Кочура А.Е., Куценко Б.Н. Декомпозиционные методы расчета динамических характеристик электромеханических приводов. Киев: ИЭД, 1984. - 45 с.

16. Вейц В.Л., Вербовой П.Ф., Кочура А.Е., Куценко Б.Н. Нелинейные задачи динамики автоматизированного электромеханического привода. -Киев: ИЭД, 1986.-61 с.

17. Вейц В.Л., Коловский М.З., Кочура А.Е. Динамика управляемых машинных агрегатов. М.: Наука, 1984. - 351 с.

18. Вейц В.Л., Кочура А.Е., Федотов А.И. Колебательные системы машинных агрегатов. Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та, 1979. - 256 с.

19. Вибрации в технике: Справочник: В 6-ти т. -М.: Машиностроение, 1991.

20. Вольдек А.И. Индукционные магнитодинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом. Л.: Энергия, 1970. 271с.

21. Вольдек А.И., Толвинская Е.В. Основы теории и методики расчета характеристик линейных асинхронных машин // Электричество. 1975. №9. с. 29-36.

22. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6. 0: учебное пособие. СПб. : Корона 2001.-320с.

23. Гультяев А.К. Имитационное моделирование в среде Widows: Практическое пособие. СПб.: Корона принт, 2001. - 400с.

24. Динамика машин и управление машинами.: Справочник /Под. Ред. Г.В. Крейнина. М.: Машиностроение, 1988. 240 с.

25. Епишкин А. Е. Управление параметрами упругих колебаний виброустановок введением регулируемой адаптации // Современное машиностроение: Сборник трудов молодых ученых. Вып. 4. — СПб.: Изд. С.-Петербургского института машиностроения, 2002. с. 32-34.

26. Изосимов Д. Б. , Козаченко В. Ф. Алгоритмы и системы цифрового управления электроприводами переменного тока // Электротехника. 1999. №4. С41-51.

27. Ковач К.П. Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока. М. - Л., Госэнергоиздат, 1963. - 744с.

28. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода: Учебник для вузов. СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отд-ние, 2000. -496 с.

29. Коловский М. 3. Динамика машин. Л.: Машиностроение, 1989. - 264 с.

30. Коноплев В.А. Агрегативная механика систем твердых тел. — СПб.: Наука, 1996. 166 с.

31. Коноплев В.А. Исследование кинематики сложного движения тела с помощью матричных методов // Прикладная механика, 1984. Т. 20 -№9.-с. 130-131.

32. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин: Учеб. для вузов. 3-е изд., перераб. И доп. - М.: Высш. Шк., 2001. -327с.

33. Комплект тягового асинхронного электропривода ЭПРОТЭТ-ЗОО-1 для шестиосного трамвайного вагона: руководство по эксплуатации ИДВГ. 655123.005 РЭ.

34. Лавров Б.П., Шестаков В.М., Томчина О.П. и др. Динамика электромеханических систем вибрационных установок. — Электричество, 2001, № 1.

35. Левитский Н.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1979. - 576 с.

36. Линейные асинхронные двигатели / О.Н. Веселовский, А.Ю. Коняев, Ф.Н. Сапапулов. М.: Энергоатомиздат, 1991. -256с.

37. Лойцянский Л. Г., Лурье А. И. Курс теоретической механики.: В 2-х т. 5-е изд. перераб. - М.: Гос. изд-во технико-теоретической лит., 1955.

38. Луковников В. И. Электромашинный безредукторный колебательный электропривод // Электротехническая промышленность. Электропривод, 1980. вып. 8. -С. 14-18

39. Луковников В.И. Электропривод колебательного движения. М.: Энергоатомиздат, 1984. 152с.

40. Малютин В.А., Литовченко В.В., Грибанов П.Ф., Талья Ю.И. Анализ построения тягового и вспомогательного оборудования современного ЭПС. Электрическая тяга на рубеже веков. ТрВНИИЖТ. М: Интекст. 2000.

41. Научно-практическая конференция «Транспортный электропривод-2001» 26-28 сентября 2001 года. Тезисы докладов. (АО «Электросила»).

42. Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем. М.: Наука, 1979. 384с.

43. Петров Л.П. Управление пуском и торможением асинхронных двигателей.-М.: Энергоиздат, 1981, 184 с.

44. Пиотровский Л.М. Электрические машины. — Л.: Госэнергоиздат, 1949. -527 с.

45. Попов Е. Прикладная теория процессов управления в нелинейных системах. -М.: Наука, 1972. 584 с.

46. Розенфельд В.Е., Исаев И.П., Сидоров H.H. Теория электрической тяги. М: Транспорт, 1983. 328с.

47. Рудаков В.В., Столяров И.М., Дартау В.А. Асинхронные электроприводы с векторным управлением. -Л. : Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1987. 136 с.: ил.

48. Сандлер A.C., Сарбатов P.C. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1974 -328 с.

49. Ситник Н.Х. Электроподвижной состав с асинхронными тяговыми двигателями. М. ИНФОРМЭЛЕКТРО, 1981. -59с.

50. Солодунов A.M., Иньков Ю.М., Коваливкер Г.Н., Литовченко В.В. Преобразовательные устройства электропоездов с асинхронными тяговыми двигателями. Рига: Зинатне, 1991. — 351с.

51. Справочник «Изолированные датчики тока и напряжения. Характеристики, применение, расчеты» Тверь; «ТВЕЛЕМ» 2002.

52. Справочник по обогащению руд: Подготовительные процессы 2-е изд. перераб. и допл. -М.: Недра, 1982. - 364 с.

53. Справочник по электрическим машинам: В 2 т. / Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. М.:Энергоатомиздат, 1988. - 456с.

54. Справочник по электроподвижному составу, тепловозам и дизельпоездам. М., Транспорт, 1976.

55. Томчина О.П. Энергоскоростные алгоритмы пуска, синхронизации и прохождения через резонанс в вибрационных установках. VIII Всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике. Аннотация докладов. Пермь, 2002, с. 562.

56. Управление мехатронными вибрационными установками / Б. Р. Андриевский, И. И. Блехман, Ю.А. Борцов, C.B. Гаврилов, В.А. Коноплев, Б.П. Лавров, Н.Д. Поляхов, О.П. Томчина, A.JI. Фрадков,

57. B.М. Шестаков; Под ред. И.И. Блехмана и A.JI. Фрадкова. СПб.: Наука, 2001.-278 с

58. Уткин В.И. Изосимов Д.Б. Кашканов В. В. Методы импульсной модуляции напряжения с применением обратной связи в электроприводах переменного тока. //Электричество 1985 № 3.

59. Уткин В.И. Скользящие режимы и их применение в системах с переменной структурой. М. : Наука, 1974, 272с.

60. Фрадков A.JI. Схема скоростного градиента и ее применение в задачах адаптивного управления // Автоматика и телемеханика. 1979. - №9.1. C. 90-101.

61. Чиликин М.Г. и др. Теория автоматизированного электропривода: Учеб. пособие для вузов / Чиликин М.Г., Ключев В.И. Сандлер A.C. -М.: Энергия, 1979. 616с.

62. Шаряков В.А. Способы пуска электроприводов вибрационных установок. Современное машиностроение: Сборник трудов молодых ученых Выпуск 4. СПб. СПбИМаш 2002.

63. Шаряков В.А. Шестаков В.М. Частотный пуск электроприводов вибрационных установок. XXXI Неделя науки СПбГТТУ. Ч. VI: Материалы межвузовской научной конференции. СПб.: СПбГТТУ, 2003.

64. Шаряков В.А. Прямое управление моментом для линейного асинхронного двигателя монорельсовой дороги. Современное машиностроение. Сборник трудов молодых ученых. Выпуск 5. СПб. СПбИМаш 2003.

65. Шаряков В.А. Нагибина O.JI. Разработка экономичного пуска вибрационной установки с асинхронным двигателем и частотно-токовым управлением. XXXII Неделя науки СПбГПУ. Ч. V: Материалы межвузовской научно-технической конференции. СПб. СПбГПУ, 2004.

66. Шестаков В.М., Егоров В.Н. Типовые замкнутые системы автоматического управления. — JL: СЗПИ, 1979.

67. Шестаков В.М., Епишкин А.Е. Динамика автоматизированных электромеханических систем вибрационных установок / Под общ. ред. проф. В.М. Шестакова. СПб.: Политехи, ун-та, 2005.

68. Шестаков В.М., Епишкин А.Е., Шаряков В.А. Принципы построения экономичных систем электропривода для высокопроизводительных вибрационных установок/ЛТривод и управление. 2003, №3. с. 10-13.

69. Шестаков В.М., Шаряков В.А., Епишкин А.Е. Пусковые режимы вибрационных электромеханических стендов для испытаний изделий, работающих в экстремальных условиях//Экстремальная робототехника: Материалы XI науч.-техн. конференции. СПб.: Изд. СПб ГТУ, 2001.

70. Ямамура С. Теория линейных асинхронных двигателей: Пер. с англ. -JL: Энергоатомиздат. 1983.- 180с.

71. Blekhman I.I., Nagibina O.L., Tomchina О.Р., Yakimova K.S. Control of oscillations in electromechanical systems// Proc. Intern. Conf. On Informatics and Control, St-Petersburg, 1997. P. 972-979.

72. Direct Torque Control the world's most advanced AC Drive technology. ABB Technical Guide №1.

73. M. Depenbrock Direct Self Control (DSC) of Inverter Fed Induction Machine. IEEE Trancation on Power Electronics vol. 3 №4. October 1988

74. United States Patent. M. Depenbrock №4,678,248. Jul 1987 y. Hasp 7/36.

75. FUJI ELECTRIC. Power Semiconductors. 1999.

76. MITSUBISHI ELECTRIC. Power Devices. 2001.79.EUPEC Databook 1997.

77. Application manual power modules/SEMIKRON International/ ISLE/ Ulrich Nicolai. Ed.: Peter R.W. Martin. -Ilmenau: ISLE, 2000.

78. Патент РФ на изобретение № 2161076, 27.12.2000, Бюл. № 36. Блехман И.И., Васильков В.Б., Лавров Б.П., Нагибина О.Л., Томчина О.П. Фрадков А.Л., Шестаков В.М., Якимова К.С. Способ пуска электродвигателя, приводящего во вращение неуравновешенный ротор.

79. Патент на полезную модель № 34286. Устройство для прямого самоуправления асинхронным двигателем. Шаряков В.А., Ляус И.М., Хосидов З.К., 2003.